تعتبر الهندسة الميكانيكية من أهم تخصصات وفروع الهندسة والتي تهتم بتصميم وتصنيع وتركيب وتشغيل المحركات والآلات وعمليات التصنيع وبالتالي بشكل عام نجد أن الهندسة الميكانيكية تهتم بالقوى والحركة ، ومن الناحية الفنية تهتم الهندسة الميكانيكية بتطبيق المبادئ والتقنيات لحل مشكلات تصنيع وتشغيل المحركات ، ويقوم المهندسون الميكانيكيون بتحليل عمل المحركات باستخدام مبادئ الحركة والطاقة والقوة مما يضمن عملها بأمان وكفاءة على أن يكون كل ذلك بتكلفة تنافسية ، ويمكن للمهندسين الميكانيكيين تصميم أي آلة أو نظام أو عملية بأي حجم من أكبر الأنظمة مثل السيارات والأقمار الصناعية إلى أصغر المكونات مثل أجهزة الاستشعار والمفاتيح .

نبذة عن الهندسة الميكانيكية

إن الهندسة الميكانيكية هي نظام واسع يطبق مبادئ الهندسة على تصميم وبناء الآلات وأجزائها ، حيث أن العالم الحديث يأتي مع الكثير من الأجزاء المتحركة على سبيل المثال الساعة التي تعمل على الحائط بالإضافة إلى دوران عجلات السيارة على محورها ، وفي حين أن أمر مثل تجميع سيارة يتطلب العديد من الأيدي والآلات ، فإن تلك الأيدي تعرف ما يجب القيام به بسبب دراسة الهندسة الميكانيكية حيث يعمل المهندسون الميكانيكيون عبر مجموعة كبيرة ومتنوعة من الصناعات التي تعمل على تصور وتصميم وإنشاء الآلات ومكوناتها ، وعلى الرغم من أنها واحدة من أقدم التخصصات الهندسية إلا أنها أيضًا تستمر في التغيير والنمو مع التقدم في التكنولوجيا مما يجعلها مسارًا مهنيًا نابضًا بالحياة ومثير حتى يومنا هذا .

نشأة الهندسة الميكانيكية

عند البحث عن بداية الهندسة الميكانيكية نجد أن البداية كانت عندما تم اختراع المحرك البخاري في الجزء الأخير من القرن الثامن عشر والذي عمل على توفير مصدرًا رئيسيًا للقوة للثورة الصناعية ، حيث أثر ذلك في تطوير الآلات من جميع الأنواع ، ونتيجة لذلك أصبحت هناك حاجة لتطوير تخصص هندسي جديد من أجل التعامل الهندسي مع الأدوات والآلات ، وبالفعل بدأ ذلك عندما تم تأسيس معهد المهندسين الميكانيكيين في برمنجهام في عام 1847 .

بعد ذلك تطورت الهندسة الميكانيكية من الممارسة بواسطة ميكانيكي فن يعتمد بشكل كبير على التجربة والخطأ إلى المهندس الميكانيكي المحترف الذي يتعامل مع الآلات والمحركات بطريقة علمية في البحث والتصميم والإنتاج ، ومنذ ذلك الوقت وزاد الطلب على المهندسين الميكانيكيين من أجل زيادة كفاءة ورفع جودة المحركات .

مهام وتخصصات الهندسة الميكانيكية

عند البحث عن مهام وتخصصات الهندسة الميكانيكية نجد أن للهندسة الميكانيكية عدة مهام تقوم بها وهو فهم قواعد العلوم الميكانيكية والتعامل معها والتي تشمل الديناميكيات وذلك فيما يتعلق بالعلاقة بين القوى والحركة مثل الاهتزاز والتحكم التلقائي ، والديناميكا الحرارية والتعامل مع العلاقات بين مختلف أشكال الحرارة والطاقة وتدفق السائل وانتقال الحرارة وخصائص المواد .

تهتم الهندسة الميكانيكية أيضاً بعمليات البحث والتصميم والتطوير وذلك من أجل توفير التغييرات اللازمة لتلبية الاحتياجات الحالية والمستقبلية وهذا يتطلب العمل والفهم الواضح للعلوم الميكانيكية والقدرة على تحليل نظام معقد في عوامله الأساسية وتجميع المحركات والاختراع .

تتخصص الهندسة الميكانيكية أيضاً في  إنتاج المنتجات والطاقة التي تتضمن التخطيط والتشغيل والصيانة ، وبالتالي يكون الهدف منها هو إنتاج منتجات متميزة وطويلة الأجل لكي تزيد من سمعة المؤسسات الصناعية ، كما تهتم الهندسة الميكانيكية أيضاً بالإدارة والاستشارات وفي بعض الحالات بتسويق المنتجات مثل الآلات والمحركات .

فروع الهندسة الميكانيكية

تعتبر الهندسة الميكانيكية من أهم أسباب ارتفاع مستوى المعيشة في البلدان المتقدمة حيث يقوم المهندس الميكانيكي باختراع العديد من الآلات لإنتاج السلع وتطوير الأدوات من أجل زيادة الدقة وتوفير الوقت ، حيث أدي تطوير الآلات إلى الزيادة في سرعة التشغيل للحصول على معدلات إنتاج عالية ، وتحسين الدقة للحصول على الجودة والاقتصاد في المنتج وتقليل تكاليف التشغيل ، وقد أدت هذه المتطلبات الثلاثة إلى تطور أنظمة التحكم المعقدة.

تعتبر أكثر آلات الإنتاج نجاحًا هي تلك التي يتم فيها دمج التصميم الميكانيكي للآلة بشكل وثيق مع نظام التحكم ، على سبيل المثال يعتبر تصنيع محركات السيارات مثال جيد على التناغم بين التصميم الميكانيكي للمحركات مع أنظمة التحكم خلال عملية التصنيع ويتم ذلك عن طريق استخدام أجهزة الكمبيوتر لتخزين ومعالجة الكمية الهائلة من البيانات المطلوبة لتصنيع مجموعة متنوعة من المكونات مع عدد صغير من الآلات المتنوعة.

يعتبر تطوير الآلات لإنتاج الطاقة من أهم فروع الهندسة الميكانيكية ، كما تعتبر أول التحديات التي تواجه الهندسة الميكانيكية هي زيادة الكفاءات الحرارية والطاقة ، ولقد شهد القرن العشرون نموًا سريعًا ومستمرًا في إنتاج الطاقة لقيادة المولدات الكهربائية ، بالإضافة إلى الزيادة في الكفاءة الحرارية وانخفاض تكلفة رأس المال لكل كيلووات من محطات الطاقة الكبيرة .

إن المهندس الميكانيكي هو مسؤول أيضًا عن تطوير محركات الاحتراق الداخلي الأصغر سواء كانت محركات البنزين والديزل ، أو محركات التوربينات الغازية ، وفي مجال النقل بشكل عام  في الهواء والفضاء وكذلك في البر والبحر قام المهندسون الميكانيكيين بإنشاء الكثير من المعدات ومحطات الطاقة ، ولكن لكي يتم تطوير أنظمة التحكم الخاصة بالمحركات والآلات لابد من التعاون المتزايد مع الهندسة الكهربائية .

تعتبر المهارات التي يطبقها المهندس الميكانيكي على تطوير الأسلحة مماثلة لتلك المهارات المطلوبة في التطبيقات المدنية العادية على الرغم من أن الهدف هو تعزيز القوة التدميرية بدلاً من رفع الكفاءة الإبداعية ، ومع ذلك وجهت مطالب الحرب موارد ضخمة في المجالات التقنية وأدت إلى تطورات لها فوائد عميقة في السلام .

تهدف الهندسة الميكانيكية إلى الحفاظ على البيئة وذلك من خلال تطوير العديد من المحركات والآلات التي تضر بالبيئة ، وبالتالي كانت جهود الكثير من المهندسين الميكانيكيين تهدف إلى السيطرة على البيئة ويعتبر التبريد وتكييف الهواء أمثلة على استخدام الأجهزة الميكانيكية الحديثة للتحكم في البيئة ، لقد عمل المهندسون الميكانيكيين على تطوير الكثير من منتجات الهندسة الميكانيكية إلى جانب التطورات التكنولوجية في المجالات الأخرى وذلك من أجل الحد من المحركات التي تثير الضوضاء وتعمل على تلوث المياه والهواء وإهمال الأرض والمناظر الطبيعية ، وبالتالي كان هدف المهندسين الميكانيكيين هو التحكم البيئي والذي يشمل تطوير الآلات والعمليات التي ستنتج عددًا أقل من الملوثات والمعدات والتقنيات الجديدة التي يمكن أن تقلل أو تزيل التلوث الناتج عن المحركات والمنتجات القديمة .

هناك بالتأكيد بعض الاتجاهات في الهندسة الميكانيكية التي تستحق الاستكشاف ، ووفقًا لأحد الاستطلاعات التي أجراها المهندسون الميكانيكيون الذين يعملون في مجالهم فإن الوظائف الأكثر طلبًا للمهندسين الميكانيكيين ستكون في الطاقة ، والطب الحيوي ، وأجهزة الكمبيوتر ، والإلكترونيات ، والمياه والتكنولوجيا ، ويشير هذا العدد الكبير من المواضيع إلى أن الوظائف ستكون وفيرة إلى حد ما بالنسبة لمهندس متعلم جيدًا ، ومع ذلك مع حدوث التقدم في التكنولوجيا بوتيرة سريعة فمن المستحيل أن يتخرج شخص من أكاديمية أو جامعة وأن يكون لديه كل المعرفة المطلوبة التي سيحتاجها لبقية حياته المهنية ، وبالتالي من أجل تحقيق النجاح سيتعين على المهندسين الميكانيكيين إيجاد طريقة لمواصلة تعليمهم ومواكبة التطورات التكنولوجية خاصة في حياتهم المهنية .