برترین مخترعان و ایده‌هایشان در دنیای خودرو

خودروهایی که امروز تولید می‌شوند، براساس انواع ایده‌ها و اختراعات افراد متفکر در طول سال‌های گذشته شکل گرفته‌اند. در این مقاله با برترین مخترعان و ایده‌هایشان در دنیای خودرو  آشنا می‌شویم.

خودروهای امروز، مجموعه‌ای شگفت‌انگیز از فناوری‌ها هستند که طی دهه‌های گذشته پیشرفت چشمگیری کرده‌اند. اما مانند هر صنعت دیگر، خودروسازی مدرن هم مدیون افرادی است که سال‌ها پیش با نبوغ‌شان حرکت رو به‌ جلو را تضمین کردند. داستان تولید اولین خودروها را همه می‌دانیم؛ اما تا حالا به این موضوع فکر کرده‌اید که انواع قطعه و بخش‌های مختلف خودرو چگونه و با تلاش چه کسانی اختراع شده است؟

۱۲۰ سال پیش، خودروها بسیار ساده بودند اما با گذشت زمان، تعداد قطعات پیچیده‎ی هر مدل روزبه‌روز بیشتر و پیشرفته‌تر شد. از پیشرانه تا پلوس خودرو، هر کدام به‌لطف تفکر متفاوت یک فرد شکل گرفته است. بسیاری از این مخترعان تقریبا در این روزها فراموش شده‌اند و برخی با سابقه کاری و اصالت ایده‌هایشان مورد بحث هستند؛ در برخی موارد، یک قطعه یا طرح به‌گونه‌ای به خودروسازی وارد شده است که می‌تواند اختراع چند فرد باشد.

در این مقاله، تعدادی از مهم‌ترین مخترعان و طرح‌هایشان در صنعت خودرو را معرفی می‌کنیم. این مقاله کامل و جامع نیست، اما با خواندن داستان این مخترعان، پیشرفت خودروسازی و تلاش‌های انسان برای حمل‌ونقل بهتر و آسان‌تر به‌خوبی مشخص می‌شود.
 

کریستیان هویگنس؛ پیشرانه احتراق داخلی

کریستیان هویگنس (Christiaan Huygens) یکی از برجسته‌ترین دانشمندان قرن هفدهم بود.  دانشمند هلندی که سال ۱۶۲۹ تا ۱۶۹۵ زندگی کرد، طرح کلی تلکسوپ را را بهبود داد، نظریه‌ی موجی نور را مطرح و با اختراع ساعت پاندولی کمک بزرگی به پیشرفت بشر کرد.

هویگنس اولین فردی بود که حلقه‌های دورِ زحل را شناسایی کرد؛ علاوه بر این، این دانشمند جزو افرادی بود که جدا کردن اکتاوها به ۳۱ نُت و کنار گذاشتن طرح ۱۲ نُت موسیقی را در نظر گرفت. شاید با خود بگویید، چگونه دانشمندی که ۲۰۰ سال پیش از به‌وجود آمدن صنعت خودروسازی زندگی کرده است، می‌تواند مخترع پیشرانه‌ی احتراق داخلی باشد؟ هویگنس اولین طرح از پیشرانه‌ی احتراق داخلی را ایجاد کرد که اساس تمام موتورهای درون‌سوز مدرن را تشکیل می‌هد.

در سال ۱۶۷۸، هویگنس ماشینی را طراحی کرد که در آن،‌ با انفجار باروت پیستون بزرگی در یک محفظه‌ای لوله‌ای به بالا می‌رفت؛ سپس ترکیب گرانش و خلاء این پیستون را با نیروی زیادی به پایین هدایت می‌کرد. نیروی پایین آمدن پیستون به‌قدری زیاد بود که می‌توانست هشت نفر که طناب متصل به آن را در دست داشتند، کاملا از سطح زمین بلند کند. برای چرخه‌ی دوم، پس از ازبین رفتن حرارت ناشی از انفجار اول، باروت بیشتر اضافه می‌شد. همان‌طور که مشخص است، این طرح اصلا برای خودرو کاربردی نبود، اما اساس کارش چیزی جز پیشرانه‌ی احتراق داخلی نیست.
 

نیکلاس-ژوزف کنیو؛ اولین وسیله‌ی خودرو تاریخ

نیکلاس-ژوزف کنیو (Nicolas-Joseph Cugnot) مخترع فرانسوی بود که سال ۱۷۲۵ به دنیا آمد. کنیو در سال ۱۷۶۹ مدلی کوچک از وسیله‌ای با قابلیت حرکت خودرو و نام «فردیه ا واپر» به‌معنی گاری بخار (fardier à vapeur) اختراع کرد. گاری بخار شاید در تمام جنبه‌ها یک خودروی کامل نباشد، اما اولین وسیله‌ نقلیه در جهان است که با تکیه بر قدرت تولیدی موتورش حرکت می‌کرد. مدل کامل گاری بخار سال ۱۷۷۰ ساخته شد؛ موتور بخار در این شبه‌خودرو، تک‌چرخ جلو را حرکت می‌داد و دو چرخ عقب محرک نبودند.

با اختراع کنیو، اولین تصادف خودرو جهان هم در سال ۱۷۷۱ ثبت شده است؛ البته این تصادف به‌صورت رسمی در تاریخ ثبت نشده، اما براساس گفته‌های مردم فرانسه، کنیو حتی به‌خاطر این تصادف و رانندگی خطرناک، دستگیر هم شده است.
 

فرانسوا ایزاک دو ریواز؛ اولین خودرو با پیشرانه‌ی احتراق داخلی

فرانسوا ایزاک دو ریواز (François Isaac de Rivaz) مخترع، سیاست‌مدار و پسر پیر ژوزف بود که سال ۱۷۵۲ در پاریس متولد شد. دو ریواز که در نقشه‌برداری هم تبحر داشت، سال ۱۸۰۷ مدلی کوچک از یک خودرو با پیشرانه‌ی احتراق داخلی طراحی کرد. مدتی بعد، نمونه‌ی بزرگ و کامل خودروی این مخترع فرانسوی ساخته شد که توانست با سرعت کمی پایین‌تر از قدم زدن انسان، چهار سرنشین را تا مسافت ۲۶ متر جابه‌جا کند.

سوخت پیشرانه‌ی این خودرو را ترکیبی از هیدروژن و اکسیژن تشکیل می‌داد. اختراع دو ریواز به‌اندازه‌ی ماشین بخار کارایی نداشت به‌همین دلیل کنار گذاشته شد. البته پیش از دو ریواز، نیسفور نیپس (Nicéphore Niépce) از پیشرانه‌ی احتراق داخلی برای حرکت دادن قایق استفاده کرده بود.
 

نیکلاس اوتو؛ چرخه‌ی اوتو در موتور چهارزمانه

نیکلاس اوتو (Nikolaus August Otto) مخترع آلمانی معروف صنعت خودرو است که پس از تولد در سال ۱۸۳۲، کارآموزی و فروشندگی محصولات کشاورزی، به دنیای مهندسی وارد شد. اوتو به پیشرانه و نحوه‌ی کارکردش به‌قدری علاقه داشت که از سال ۱۸۶۱، به تولید انواع موتور روی آورد؛ سال ۱۸۷۶، اوتو پیشرانه‌ای ساخت که نقش مهمی در صنعت خودروسازی بازی کرد. پیشرانه‌ی اوتو براساس ایده‌ی مهندس فرانسوی الفونس بو دو روشا (Alphonse Eugène Beau de Rochas) و فشرده کردن مخلوط هوا و سوخت پیش از اشتعال شکل گرفته بود. فشرده‌سازی مخلوط هوا و سوخت کارایی حرارتی موتور را بسیار بالاتر می‌برد و قدرت بیشتری تولید می‌شود.

دو روشا ۱۶ سال پیش از اوتو این روش را مطرح کرده بود؛ اما مخترع آلمانی با عملی کردن این طرح، به شهرت جهانی رسید. در پیشرانه‌ی چهارزمانه‌ی اوتو، هر حرکت بالا و پایین پیستون یک مرحله از فرایند را تشکیل می‌دهد. در مرحله اول، سوخت و هوا کنار هم قرار می‌گیرند؛ مرحله‌ی دوم و سوم شامل فشرده شدن این مخلوط و سپس اشتعال و انفجار است. مرحله‌ی چهار و پایانی خروج گازها و دودهای حاصل از اشتعال به بیرون است. این چهار مرحله‌ی مکش، فشرده‌سازی، اشتعال و تخلیه‌، چرخه‌ی اوتو را تشکیل می‌دهند و تقریبا در تمام پیشرانه‌های خودروهای امروز وجود دارد. جیمز اتکینسون مخترع انگلیسی در سال ۱۸۸۲ با استفاده از طرح اوتو، موتوری کارآمدتر تولید کرد؛ اما این روزها چرخه‌ی اتکینسون به‌عنوان نسخه‌ی ارتقا داده شده‌ی چرخه‌ی اوتو درنظر گرفته می‌شود.
 

روبرت هوک؛ پلوس

روبرت هوک (Robert Hooke) عضو انجمن سلطنتی لندن، فیلسوف، معمار و دانشمند برجسته‌ی انگلیسی بود که از سال ۱۶۳۵ تا ۱۷۰۳ زندگی کرد. هوک در زمینه‌ی گرانش، میکروسکوپی، دیرینه‌شناسی و ستاره‌شناسی هم فعالیت داشت و اولین کسی بود که از کلمه‌ی «سلول» به‌عنوان یک واژه‌ی بیلوژیکی استفاده کرد. هوک همچنین پس از آتش‌سوزی بزرگ لندن در سال ۱۶۶۶ به کریستوفر رن (Christopher Wren) در بازسازی لندن کمک کرد و با قانون کشسانی‌اش در درک کردن رفتار فنرها و کمک‌فنرهای سیستم تعلیق خودرو نقش بزرگی داشت.

هوک با بسیاری از دانشمندان هم‌دوره‌اش مثل رن و نیوتن درارتباط بود اما به‌دلیل خلق‌وخوی خاصش، بسیاری از دوستانش را از دست داد. اختراع مهم هوک در دنیای خودرو، پلوس (CV joint) است؛ پلوس قطعه‌ی مهمی در خودرو است که ارتباط بین دو محور چرخش با سرعت یکسان را حتی باوجود زاویه‌دار بودن اتصال، ممکن می‌کند. هوک اولین پلوس تاریخ را سال ۱۶۷۵ با ساخت ساعت آفتابی مکانیکی‌ تولید کرد. پلوسی که در سیستم انتقال قدرت خودروهای مدرن استفاده می‌شود در جزيیات با مدل اولیه تفاوت دارد اما اساس عملکردش همان اختراع چند قرن پیش هوک است.
 

رابرت ویلیام تامسون؛ تایرهای پنوماتیک

رابرت ویلیام تامسون (Robert William Thomson) اسکاتلندی بیشتر به‌خاطر اختراع خودنویس شناخته شده و معروف است. تامسون از سال ۱۸۲۲ تا ۱۸۷۳، طرح‌های زیادی داشت؛ خودروی بخار جاده‌ای و فعال کردن الکتریکی مواد منفجره از راه دور از جالب‌ترین اختراع‌های این شخصیت برجسته‌ی اسکاتلندی بودند. علاوه بر کمک کردن به پیشرفت اولیه ریل‌سازی، تامسون در دهه‌ی ۲۰ سالگی‌اش اولین تایر بادی یا پنوتامیک تاریخ را اختراع کرد.

تامسون اختراعش را «چرخ بادی» نامید و به‌عنوان وسیله‌ای برای افزایش راحتی و کاهش دادن سروصدای چرخ‌های قدیمی کالسکه‌ای معرفی کرد. تامسون به‌خاطر اختراع تایر بادی چندان شناخته‌شده نیست و بیشتر افراد، جان بوید دانلاپ (John Boyd Dunlop) را مخترع اولین لاستیک‌های خودرو مدرن می‌دانند. دانلاپ قطعا در بهبود تایرهای بادی پس از توسعه‌ی فناوری لاستیک‌سازی نقش مهمی داشته، اما مخترع اصلی تامسون است.
 

نیکلاس کلان؛ سیم‌پیچ القایی

نیکلاس کَلان (Nicholas Callan) کشیش و دانشمند ایرلندی، شیفته‌ی الکتریسیته بود. کلان که از سال ۱۷۹۹ تا ۱۸۶۴ زندگی کرد، یکی از بزرگ‌ترین باتری‌ها و آهنربای الکتریکی قدرتمند اولیه را ساخته است. کلان شاید یکی از اولین دانشمندهایی باشد که معتقد بود، خودروی برقی می‌تواند به اندازه‌ی مدل بخار قدرتمند و درعین حال هزینه‌ی نگه‌داری کمتری داشته باشد. قطعا امروز دانشمندهای بیشتری با کلان موافق هستند، اما این کشیش ایرلندی برای این ایده‌اش، طرحی عملی نداشت.

با اینکه کلان مخترع خودروی برقی نشد، اما نقش خودش را بازی کرد. سیم‌پیچ القایی از طرح‌های مهم کلان بود؛ این وسیله می‌توانست برق ولتاژ پایین را برای جرقه‌زنی در مخلوط سوخت و هوا تأمین کند. همان‌طور که می‌دانیم، خودروهای دیزل به شمع نیاز ندارند، اما اساس اختراع کلان در مدل‌های بنزینی نقش مهمی دارد.
 

پیِر ژیفا؛ موتوراسپرت

پیر ژیفا (Pierre Giffard)، سال ۱۹۵۳ تا ۱۹۲۲ در فرانسه بیشتر به روزنامه‌نگاری مشغول بود. در آن دوران، روزنامه‌های پاریس در سازمان‌دهی مسابقه‌های ورزشی مختلف فعال بودند؛ به‌همین خاطر، ژیفا هم در شکل‌دهی مسابقه برای دونده‌ها، دوچرخه‌سواران و سپس خودروها، نقش داشت. البته پیش از این چند مسابقه‌ی ناموفق برگزار شده بود، اما براساس اعتقاد کارشناس‌ها، موتوراسپرت واقعی با مسابقه‌ی Paris-Rouen در سال ۱۸۹۴ آغاز شد.

ژول البرت دِ دیون سریع‌ترین ماشین بخار برای این مسابقه را دراختیار داشت اما به‌دلیل مشکل فنی و قوانین، در اولین رویداد از موتوراسپرت شرکت نکرد. رابطه‌ی ژیفا و د دیون بعدها در ماجرای دریفوس (Dreyfus Affair) تیره‌تر شد. د دیون از هم‌بنیان‌گذاران نشریه L’Auto فرانسه بود؛ اولین تور فرانسه (Tour de France) در سال ۱۹۰۳ با حمایت و سازمان‌دهی این نشریه برگزار شد.
 

هربرت جان دوزینگ؛ استارتر موتور

شرکت انگلیسی آرنولد (Arnold) در سال‌های ۱۸۹۶ تا ۱۸۹۸، خودروهای بنز را با لایسنس آلمانی‌ها تولید می‌کرد. در آن دوران مهندس برق بریتانیایی هربرت جان دوزینگ (Herbert John Dowsing)، اختراعش را روی یکی از خودروهای بنز نصب کرد. استارتر دوزینگ تلاش برای هندل زدن را از بین می‌برد اما تا دهه‌ی ۱۹۲۰ طول کشید که این طرح به دنیای خودرو وارد شود. جالب این است که استارتر دورزینگ تنها در روشن کردن پیشرانه نقش نداشت؛ بلکه در رانندگی شیب سربالایی، قدرت بیشتری به موتور می‌داد. درواقع تک‌نمونه از خودروی آرنولد علاوه بر داشتن استارتر، اولین مدل هیبرید تاریخ (ابتدایی) هم شناخته می‌شود.
 

رنسام اِلی اُلدز؛‌ خط تولید و مونتاژ خودروسازی

رنسام اِلی اُلدز (Ransom Eli Olds) از چهره‌های معروف خودروسازی آمریکا است که با برند الدزموبیل (Oldsmobile) به شهرت رسید. الدزموبیل سال ۱۸۹۷ به‌وجود آمد و سرانجام در سال ۲۰۰۴ به‌عنوان زیرمجموعه‌ی جنرال موتورز منحل شد. الدز اولین فردی بود که از خط تولید و مونتاژ در خودروسازی استفاده کرد. مدل Curved Dash محصول سال‌های ۱۹۰۱ تا ۱۹۰۷ اولین خودرویی است که از خط تولید بیرون آمد؛ درواقع مدل، اولین خودروی تولیدانبوه جهان محسوب می‌شود.

هنری فورد ایده‌ی الدزموبیل را توسعه داد و از خط تولید متحرک برای Model T استفاده کرد. به‌این معنی که خودرو از یک ایستگاه و کارگر به مرحله‌ی بعد حرکت داده می‌شود. بدون شک ایده‌ی فورد کارایی بالاتری داشت، اما این اولدزموبیل بود که برای اولین‌بار در خودروسازی از خط تولید و مونتاژ استفاده کرد.
 

برتا بنز؛ لنت ترمز

برتا بنز (Bertha Benz) به‌اندازه‌ی همسرش کارل بنز در خودروسازی و فرایند مهندسی و تولید فعالیت نداشت؛ اما در بازاریابی و تبلیغات خودرو، یکی از اولین زنان موفق صنعت بود. برتا بنز در سال ۱۸۸۸ بدون آگاهی کارل بنز و تیم سازنده، به‌همراه دو فرزند ۱۳ و ۱۵ ساله‌اش پشت فرمان پتنت موتورواگن (Patent-Motorwagen) نشست و به دیدار مادرش رفت. سفر جاده‌ای برتا بنز از شهر منهایم به فورتسهایم بیش از ۱۹۰ کیلومتر مسافت بود و به‌اولین رانندگی در مسیر طولانی با خودرو در تاریخ ثبت شد.

سفر غیرقانونی برتا بنز که دراصل با هدف بازاریابی و افزایش دادن اعتمادبه‌نفس همسرش به آینده‌ی روشن پتنت موتورواگن انجام شد، علاوه بر مشهور کردن خودروی بنز در نگاه عمومی، او را به یکی از اولین راننده‌های آزمایش خودرو هم تبدیل کرد.

برتا بنز در این سفر چند روش برای بهتر کردن پتنت موتورواگن پیدا کرد. یکی از مهم‌ترین نگرانی‌های بنز در خودرو، ترمزها بودند. ترمز اولیه پتنت موتورواگن از قطعات چوبی تشکیل شده بود که به فلز چرخ عقب فشرده می‌شد تا خودرو متوقف شود.

پس از چندبار ترمزگیری، چوب از بین می‌رفت؛ برتا بنز پیشنهاد داد که روی چوب با چرم پوشانده شود و بنابراین، ایده‌ی آستر لنت ترمز اختراع شد. پتنت موتورواگن مخزن سوخت نداشت؛ برتا بنز برای پر کردن کاربراتور ۴/۵ لیتری به داروخانه‌ی شهر ویزلخ مراجعه کرد تا مفهوم اولین پمپ بنزین تاریخ هم در آلمان ایجاد شود.
 

جورج شبلر؛ غیرفعال‌ شدن سیلندر

جورج شبلر (George Schebler) یکی از اولین طراح‌های انواع کاربراتور خودرو بود که در سال‌های ۱۸۶۵ تا ۱۹۴۲ در آمریکا زندگی می‌کرد. فناوری غیرفعال‌سازی سیلندر در هنگام حرکت خودرو به‌منظور بهبود مصرف سوخت، ایده‌ی جدیدی به‌نظر می‌آید؛ اما اساس این فناوری مدرن، سال‌ها پیش باتلاش‌های شبلر به‌وجود آمد. شبلر که به‌عقیده‌ی برخی کارشناسان سازنده‌ی اولین خودروی جهان با پیشرانه‌ی V12 هم درنظر گرفته می‌شود، غیرفعال‌سازی سیلندر را در سال ۱۹۰۸ اختراع کرد.

البته فناوری شبلر با نمونه‌‌های امروز تفاوت داشت؛ غیرفعال‌سازی برای ۶ سیلندر انجام می‌شد. راننده این اختیار را داشت که در مسیرهای شنی و گلی برای نیروی بیشتر، تمام ۱۲ سیلندر خودرو را فعال کند و در جاده‌های مسطح از ۶ سیلندر استفاده کند.

اِرل اِیوری تامپسون؛ سینکرومش

منبع: https://www.zoomit.ir/car-articles/343792-car-worlds-greatest-inventors-and-inventions/

مقالات مرتبط:

۱۰ فناوری که دنیای خودرو را تغییر داد برای حفظ تایرها در شرایط ایده آل چه باید کرد؟ داستان ایده‌ی اولیه  ساخت فولکس‌واگن بیتل ؛ پرفروش‌ترین ماشین جهان با فناوری پیشرانه‌ی مک‌لارن اسپیدتیل و باتری به‌کاررفته‌ در این خودرو آشنا شوید