66_sanayi_devrimi_1_nokta_0

İnsanlık tarihinin gelişimleri incelendiğinde, devrimsel gelişimlerin bir
çoğunda üretim tekniklerinin gelişimi ve değişiminin ne kadar etkili
olduğunu görmekteyiz.
Örneğin hayvanların evcilleştirilmesi ve toprak işleme yeteneğinin
gelişmesi, insanlık tarihinin üretim tekniklerinin değişimi neticesinde
yerleşik hayata geçmesinin ilk örneklerindendir. Tarih öncesi çağlar dikkate
alındığında (taş devri-bakır devri-tunç devri-demir devri), üretim
aletlerindeki değişimlerle anıldığı görülmektedir.
Sonraki yüzyıllarda bu etki; sosyal ve siyasi gelişmelere yerini bırakmış olsa
da, tarihin her döneminde üretim tekniklerindeki gelişmeler toplumların
gelişimi derinden etkilemiştir. Rönesans döneminde temel bilimlerin
gelişmesi, 17inci yüzyilda fransız ihtilalinin olması, 16 ve 17inci yüzyılda
Orta Amerika’nın sömürülme dönemi; 18 ve 19uncu yüzyılda sanayi
devrimin oluşması için gerekli ekonomik, bilimsel ve siyasi gelişmeleri
hazırlamıştır.
Alvin Toffler; insanlık tarihini organize tarıma geçiş, sanayileşme ve
servis/bilgi ekonomisine geçiş olarak üç kısma ayırmıştır. Toffler’a göre,
sosyal düzenlerin ortaya çıkmasında bu akımların önemi büyüktür.
Organize tarım, köylü sınıfını yaratmıştır. Sanayileşme ile, toprak işleme
yerini fabrikalara bırakırken, geniş ailelerden çekirdek ailelere doğru bir
geçişe sebep olmuştur. Aynı zamanda tarım toplumunda yavaş akan hayat,
sanayi toplumunda aşırı senkronize ve hızlı akmaya başlamıştır. Bilgiye
dayalı toplumlarda ise kişisellik ön plana çıkmaktadır.
Sanayi devrimlerinin her bir aşamasında o dönemler için çığır açan
inovasyonlar, endüstride büyük değişiklikler yarattığı gibi sosyal-bilimsel-
ekonomik ve kültürüler anlamda bir çok değişimi tetiklemiştir. Aşağıda bu
gelişmeler açıklanmış olup, endüstri 4.0 için kişisel tahminler anlatılmıştır.
ENDÜSTRİ 1.0-BUHARLI MAKİNALAR DÖNEMİ:
Buhar makinalarının temel prensibi, sıvı haldeki su ile buhar haldeki su
arasındaki basınç farkını kinetik enerjiye dönüştürmektir. Sıvı halde
bulunan su kömür-odun-petrol türevleri ile ısıtılarak kızgın buhar haline
getirilir, bu buhar bir odacığa toplanır, hızla soğutulan bu odacıkta
sıcaklıkla birlikte basınç da düşer ve vakum oluşur. Bu vakumun gücü
kinetik enerjiye dönüşür ve piston sistemini tetikler.
Isıtma ve buharlaştırma prosesi, hareketli mekanizmanın dışında bir kısım
olması nedeniyle bu tür motorlar teknikte “dıştan yanmalı motor” olarak
anılır.
Her nekadar daha önceleri buharlı makina örnekleri geliştirilmiş olsa da,
1665 yılında Worecester makinası olarak bilinen ve suyu daha yüksek
noktalara pompalamada kullanılan buharlı makina, ilk ticari buharlı
makinadır.
Resim 1: Worecester
Makinası
Sonrasında, 1698 yılında bir İngiliz olan Thomas Savery buhar pompası
denen ve su pompalamada kullanılan makinayı yaptı. Bu makina tamamen
buharın ısıtılıp soğutulmasından ileri gelen basınç yükselme ve düşmeleri
neticesindeki basınç farkına göre çalışmaktaydı. Bu makina için çok fazla ısı
enerjisi gerekmesi, yüksek basınç altında oluşan riskler ve veriminin çok
düşük olması nedeniyle çok fazla tercih edilmedi.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f0/Steam_engine_in_act
ion.gif/450px-Steam_engine_in_action.gif
Resim 2: Savery Makinası
1712 yılında yine bir İngiliz mühendis Thomas Newcomen, maden
ocaklarındaki suyun tahliyesi amacıyla Newcomen makinası olarak bilinen
bir makina geliştirdi. Bu makinayı bir önceki versiyonlardan ayıran en
temel özellik kaldıraç mekanizması ile birlikte kullanılmış olmasıydı; ancak
verim yine bu makinada çok düşük seviyedeydi.
Resim 3: Newcomen Makinası
https://tr.wikipedia.org/wiki/Buhar_makinesi#/media/File:Newcomen_atmospheric
_engine_animation.gif
1764 yılında, İskoç bir mucit olan James Watt’a, onarılması için bir
Newcomen makinası verilmiştir. Verimliliği düşük olan bu makinayı onaran
James Watt, sonrasında makinadaki verimi yükseltmek için farklı bir
çalışma yapmıştır. Bir önceki makinalar aynı odanın buharla
doldurulması(ısıtılması) ve soğutularak yoğuşturulması esnasında çok fazla
enerji kaybı olduğunu anlayarak, çift odalı buhar makinası geliştirmiştir. Bu
değişiklik, endüstri devriminin başlangıcı sayılır ve bu dönem bugünki
tanımlamalarla Endüstri 1.0 olarak anılır.
Resim 4: James Watt’ın Geliştirmiş olduğu Buhar Makinası
1781 yılına kadar bir seri iyileştirmeler yapan Watt, yaptığı icatlarla buhar
gücünü pistonlarla lineer harekete ve biyel koluyla da dairesel hareketlere
çeviren mekanizmalar geliştirmiştir. Ayrıca, mühendisliğe yaptığı
katkılarından dolayı uluslararası güç biriminin ismi “Watt(W)” olarak
belirlenmiştir.
James Watt’ın geliştirmiş olduğu makinanın veriminin %7 gibi çok düşük
değerlerde olması nedeniyle, ilk etapta maden ocaklarındaki suyun tahliyesi
ve tekstil fabrikalarında kullanılabilmiştir.
Termodinamik biliminin kurucusu sayılan Sadi Carnot, verimlilik üzerine
bir takım çalışmalar yapmıştır. Mühendislikte Carnot çevrimi olarak bilinen
ve günümüzde hala buzdolabı-klima gibi cihazların ısıtma-soğutma
prensibini oluşturan çevrimi geliştirmiştir. Carnot’un verimlilik üzerine
yaptığı çalışmalar sonrasında yüksek güçte buhar makinaların önü açılmış
ve buharlı gemiler-buharlı lokomotifler ve buharlı otomobiller geliştirilerek
endüstrinin logaritmik gelişmesi tetiklenmiştir.
Bu dönem toplumsal gelişmeler incelendiğinde, kas gücüyle yapılan bir çok
işin makinalar aracılığıyla yapılmaya başlandığı görülmektedir. Endüstrinin
gelişmesi neticesinde; yeni bir burjuva sınıfı doğmuş, işçi sınıfı popülasyonu
giderek artmış, nüfus kırsal alandan kent merkezlerine kaymıştır. Sanayi
devrimine ayak uyduran batı ülkeleri ile sanayi devrimini takip edemeyen
doğu ülkeleri arasındaki uçurum giderek açılmıştır.
Endüstride yaşanan gelişmeler, sadece satınalma yoluyla takip edilmesi
tarihin her döneminde bir çok ülkeyi yok olmaya sürüklemiştir. Bunun en
çarpıcı örneği ise, buharlı makinalar döneminde Osmanlı İmparatorluğunu
iflas etmesine sebep olan dönemdir.
Osmanlı imparatorluğu döneminde, batıda olan buharlı makina gelişmeleri
takip edilmiş ve İngiltere’den buharlı gemiler alınmaya başlamıştır. 1828
yılında Ermeni tüccarlar tarafından satın alınan ilk buharlı gemi, II.
Mahmud’a hediye edilir. Sürat adı verilen gemi padişahı Marmara’da çıktığı
bir gezide fırtınadan kurtarınca buhar gücü imparatorlukta birçok destekçi
kazanır. Kırım savaşında(1854) İstanbul’a demir atan son teknoloji İngiliz
ve Fransız savaş gemileri, herkes tarafından çok beğenilmiş ve o dönemde
veliaht şehzade olan Abdülaziz’in ilgisini çekmiştir. Abdülaziz tahta
çıktıktan sonra(1861) İngiltere ve Fransa’ya bu gemilerden sipariş verilmiş,
Osmanlı’nın bu gemi siparişlerini finanse edecek gücü olmadığı için dış
borçlar alınmış, alınan borçlar ödenemeyince 1876 yılında imparatorluk
iflasını açıklamıştır.
Birinci Dünya Savaşı döneminde ise; İngiltere’ye sipariş edilen 2 savaş
gemisi, tesliminden bir gün önce el konulmuştur. Buhar makinaları
devrimini kaçıran Osmanlı İmparatorluğu, Çanakkale savaşında
denizlerdeki hakimiyetini tamamen yitirmiş ve mavi suları son teknoloji
İngiliz ve Fransız gemilere teslim etmiştir.
Dıştan yanmalı motorların gelişimine paralel süreçte içten yanmalı motor
teknolojisi de gelişmiş ve özellikle otomotiv endüstrisinde yer almıştır.
İçten yanmalı motorların ilk uygulması 1796 yılında katı yakıtlardan
havagazının elde edilmesi ile olmuştur. Havagazı ile çalışan içten yanmalı
motor1860 yılında Fransız mühendisi Jean Etıenne LENOIR tarafından
yapıldı. 1,5 Beygir gücünde olan bu motorun gücünün az olması nedeni
havagazının sıkıştırılmadan yakılmasıdır.
Resim 5: İlk içten Yanmalı
Motor
Gazların sıkıştırılarak yakıldığı zaman gücün artacağı tezini ortaya atan
Wıllıam BENNET adlı bir İngilizdir. Bunu geliştiren ise Dugold CLERK adlı
İskoçyalı mühendistir.
1862 yılında Fransız Fen adamı Alphanse BEANDE dört zamanlı devrenin
esasını ortaya koydu. Ancak dört zaman prensibine göre çalışan ilk motorun
1876 yılında Alman mühendis Dr. Nıkolaus August OTTO yaptı. Otto, bu
motorun patentini 1877 de Amerika'da aldı. 1878 de Fransa'da açılan bir
dünya sergisinde halka teşhir etti.
Otto, havagazını sıkıştırdıktan sonra ateşlemeyi yaptığı için motorun verimi
ve gücü artmıştı. Alevle ateşlendiği için motor devri 150-200 devir/dakika
civarındaydı. Bu devirde bir motorun otomobillerde kullanılması uygun
değildi.
İlk dört zamanlı motoru yapan ve ortaya koyan Otto olduğu için bugün
benzin motorlarına “Otto Motoru” ve çevrimine de “Otto Çevrimi”
denilmektedir.
Resim 6: Otto Motoro
Resim 7: 4 Zamanlı Motor Çevrimi
Otto'nun personelinden Gottıeb DAIMLER 1883 yılında Otto'dan ayrılarak
bir atölye kurmuş ve devam etmiştir. Yaptığı motorun yanma odasına bakır
çubuk yerleştirerek, dıştan bakır çubuğu karpit lambası ile ısıtmak süreti ile
motorun ateşlenmesini ısınan bakırdan temin etmişti. Bu sayede motorun
devrini 800-1000 devir/dakika ya çıkarmak süreti ile verimini ve gücünü
arttırmıştır. Bu motor bugün Mercedes Fabrikası Müzesi'nde teşhir
edilmektedir. Bu ateşleme sistemine “sıcak boru ateşlemesi” denir. Bu
devirde bir motorun otomobilde kullanılması mümkündü, ama hala yakıt
olarak havagazı kullanılıyordu.
Bu çalışmalar Avrupa'da devam ederken Amerikalı bir mühendis George
BRAYTON yakıt olarak benzin kullanılan bir motor yapmış ve yaptığı
motorlardan birini Filedelfiya sergisinde teşhir etmiştir.
Bundan sonraki çalışmalar, havagazının yerini tutabilmesi için benzini
zerreler haline getirip, buharlaştıracak karbüratörlerin icadına doğru gitti.
Daimler Almanya'da, Forrest Fransa'da 1885 yılında bu konuda çalışmalar
yaptılar.
Karbüratörlerin görevi, sıvı yakıtı atomize etmek yani küçük zerreler haline
getirip hava ile karıştırmak süreti ile yanabilir bir karışım haline
getirmektir. Daimler bu havayı sıvı yakıt içersine itmek süreti ile yapmaya,
ayrılmış zerrecikleri de ateşlemeden evvel sıcak boruya temasla gaz haline
getirmeye çalıştı. Forrest ise, yakıtı filit tulumbası esasına göre hava akımı
içersine püskürttü. Daha sonra, Daimler'le Wılhelm MAYBACH bir araya
gelerek, bu gün kullanılan şekilde olan şamandıralı karbüratörü icad ettiler.
Karl BENZ adlı diğer bir Alman, Daimlerin motorunu, Forrest'in
karbüratörünü alıp bunları dört teker üzerine oturttu. Böylece, 1886
senesinde ilk defa, içten yanmalı (patlamalı motorların) motorların en geniş
uygulama sahası olan otomobil meydana gelmiş oldu.
Resim 8: Karl Benz’in İlk Otomobili
Amerika'da ilk otomobil 1893 yılında J.Franlın DURYEA'nın yardımıyla
Charles DURYEA tarafından yapılmıştır. Henry FORD'un ilk otomobili ise
1896 yılında Detroit sokaklarında dolaşmaya başladığı görüldü. Henry
FORD fabrikasını genişleterek 1903 yılında dört silindirli ve ucuz fiyatlı
otomobiller yaparak bunları (T) modeli adıyla piyasaya sundu.
Özkan Karaoğlu