حلم فيكتور ووك الهجين المرفوض في السبعينيات

أنتج فيكتور ووك، مطلع السبعينيات، نموذجاً أولياً عاملاً يحمل كل المبادئ الأساسية للسيارة الهجينة الحديثة، وذلك لمناقصة أطلقتها الحكومة الأمريكية في إطار قانون الهواء النظيف. وحققت هذه السيارة المبنية على Buick Skylark موديل 1972 خفضاً في الانبعاثات يصل إلى 91%، وقللت استهلاك الوقود داخل المدن بشكل ملحوظ؛ ومع ذلك لم تكمل وكالة حماية البيئة (EPA) البرنامج، وطُوي الفكرة الهجينة في الولايات المتحدة لعقود. وقصة ووك هي واحدة من أفضل الأمثلة الموثقة على كيفية تأجيل آليات اتخاذ القرار لتقنية ما، لا تأجيل التقنية نفسها.

من كان فيكتور ووك وكيف اتجه نحو السيارات الكهربائية؟

وُلد فيكتور ووك في 27 أبريل 1919 في حي البرونكس بمدينة نيويورك. كان والداها مهاجرين يهوديين قادمين من روسيا البيضاء الحالية؛ وكان شقيقه هيرمان ووك روائياً مشهوراً. حصل فيكتور على درجة البكالوريوس من جامعة كولومبيا عام 1939، وعلى الدكتوراه من معهد كالتيك عام 1942؛ وكانت أطروحته عن الكهرباء الساكنة الناتجة أثناء توزيع البنزين. وخلال سنوات الحرب العالمية الثانية عمل في شركة Westinghouse على أبحاث تتعلق بمشروع مانهاتن.

كانت مسيرته المهنية قائمة على إلكترونيات القدرة. وفي عام 1956 أسس شركة Beta Electric، وهي من كبار موردي معدات الجهد العالي في الولايات المتحدة؛ ثم في عام 1960 أسس شركة Electronic Energy Conversion Corporation التي طورت محولات AC/DC عالية الكفاءة. وجاءت نقطة التحول عام 1962: بتطلب من راسل فيلدمان، أحد مؤسسي Motorola، اتجه نحو السيارات الكهربائية وصمم أول نظام تحكم بسرعة للسيارات الكهربائية بحالة صلبة لسيارة Henney Kilowatt - وهي رينو دوفين كهربائية. وبعد بيع شركته لشركة Gulton Industries عام 1963، غرس نفس تماماً في عالم البطاريات والمحركات.

قادته شراكة AMC-Gulton في منتصف الستينيات إلى تجربة حاسمة. وقد عُرض مفهوم Amitron عام 1967 ببطارية مزدوجة من النيكل-كادميوم والليثيوم-نيكل-فلوريد ومع الفرملة الاستعادية؛ وفي عام 1969 حُوّلت سيارة Rambler American إلى سيارة كهربائية بـ 160 خلية NiCad من Gulton تحت اسم "Voltswagen". وصلت هذه المشاريع بـ ووك إلى نتيجة هندسية قاطعة: كانت كثافة الطاقة في بطاريات الرصاص-الحمض والنيكل-كادميوم في ذلك الوقت غير كافية لسيارة كهربائية بمفردها. ومنذ عام 1970 وجه كل اهتمامه إلى الحل الهجين.

كيف كان النموذج الأولي الهجين Buick Skylark موديل 1972؟

شرط بيع FCCIP والنموذج الأولي بدولار واحد

قانون الهواء النظيف لعام 1970 دعا إلى خفض انبعاثات المركبات بنسبة 95%. لدعم هذا الهدف، أُنشئ البرنامج الفيدرالي لتحفيز السيارات النظيفة (FCCIP)؛ وكان يُخصص 25 مليون دولار سنوياً لشراء المركبات منخفضة الانبعاثات. أسّس Wouk مع الكيميائي والفيزيائي الحراري Charles Rosen شركة Petro-Electric Motors - وقد أطلق شقيقه Herman اسم الشركة. وُقّع العقد في عام 1971، وبدت شروطه مذهلة من منظور اليوم: النموذج الأولي سيُصنع بموارد الشركة الذاتية، وسيُدفع دولار واحد عند التسليم إلى EPA. وإذا اجتازت المركبة الاختبارات، فستكون 37,351 دولاراً، ثم أسطول سنوي من 10 مركبات، تليها عملية شراء لـ 350 مركبة.

اختير هيكل Buick Skylark لأن حجرة المحرك كانت واسعة بما يكفي لاستيعاب وحدة الاحتراق ووحدة الكهرباء معاً. دفعت Petro-Electric حوالي 2,700 دولار للمركبة - أي نحو 500 دولار أقل من سعر التجزئة المقترح. استخدم Wouk وشركاؤه نحو 300,000 دولار من أموالهم الخاصة في المجموع.

التفصيل التقني: هجين متوازٍ كامل، عام 1972

كان نظام نقل الحركة مزيجاً غير معتاد لكنه منطقي في عالم السيارات آنذاك. أرسلت Mazda محركين دوارين من طراز Wankel سعة 1.1 لتر بروتورين مزدوجين من طراز 12A - الوحدة المستخدمة في RX-2 والتي تنتج 110 حصاناً صافياً - مجاناً. ووضع بجانبهما محرك كهربائي تيار مستمر بقدرة 15-20 كيلوواط و20 بطارية رصاص-حمض بعمق تفريغ من نوع عربات الجولف بجهد 6 فولت لكل واحدة. كان النظام يعمل كهجين متوازٍ كامل.

والأكثر لفتاً للانتباه كان طبقة البرامج والتحكم في المركبة. كان متحكم دقيق قائم على معالج Intel 8008 يدير الوظائف التي تُعتبر اليوم معيارية في كل مركبة هجينة: نظام التشغيل/الإيقاف، الكبح التجديدي، والتحرك عند الانطلاق بمحرك كهربائي فقط. ومن منظور مهندس، كانت المسودة الأولى لمكونات معمارية Prius لعام 1997 تدور على طريق Ann Arbor في عام 1972.

تختلف أرقام الأداء حسب طريقة القياس: بينما يُذكر استهلاك المدينة بمعدل 55-60 ميلاً/غالون، تنقل بعض السجلات قيمة حوالي 30 ميلاً/غالون في إطار "كفاءة تفوق ضعف الأصلية". وخلف هذا الفرق توجد اختلافات في التعريف مثل دورة الاختبار وأي نمط يُعتمد أساساً؛ وكلا الرقمين يُظهر أن المركبة كانت أكثر نظافة واقتصاداً بشكل واضح من طراز Skylark البنزيني القياسي في تلك الفترة. أما في جانب الانبعاثات، فالصورة واضحة: كانت المركبة تصل إلى نحو 9% فقط من مستوى انبعاثات السيارة البنزينية في ذلك الوقت.

لماذا أنهت EPA برنامج الهجين؟

كان Skylark هو العرض الوحيد ضمن FCCIP الذي أنتج نموذجاً أولياً وحيداً هجيناً وفعّالاً. اختُبر في عام 1974 في مختبر EPA في Ann Arbor؛ ودفعت EPA دفعة المرحلة الأولى بموجب العقد، ودُفع 33,000 دولار لـ Wouk وRosen. لكن المشروع لم يستمر.

كان وراء هذا القرار مقاومة شخصية لا مؤسسية. فقد كان إريك ستورك، نائب رئيس مكتب مكافحة تلوث الهواء من المصادر المتحركة في وكالة حماية البيئة، معارضاً لفكرة السيارة الهجينة من البداية، وهدد بإنهاء البرنامج تماماً قائلاً "لن يُقبل النظام الهجين تحت أي ظرف من الأظرف". ولإجراء الاختبار، لجأ ووك إلى مؤسسة العلوم الوطنية؛ وأمام اللجنة الخاصة التي شُكّلت تراجع ستورك عن موقفه، وأُجري الاختبار، ودافع ووك عن اجتياز جميع الشروط. أرسلت الوكالة لاحقاً تقريراً من 75 بنداً كمبرر لعدم المتابعة - وفي التقرير أكد ستورك، رغم اعترافه بأن السيارة حققت اقتصاداً أفضل في استهلاك الوقود وانبعاثات أقل، أن معارضته للسيارات الهجينة كانت "فلسفية"، وكتب صراحةً عن انزعاجه من استفادة ووك مالياً من هذا العمل.

تم ضبطه على الدينامومتر ليعمل بالبطارية فقط... ليس تقنية عملية جداً بالنسبة لصناعة السيارات. حتى اليوم لا تزال هامشية.

واصل ستورك تشككه حتى وفاته عام 2014. أما ووك فقد لخّص لاحقاً إصطدامه بجدار الخصوم بجملة واحدة: "حتى عام 1976 كنت غاضباً إلى هذا الحد، وفقدت الكثير من الطاقة حتى استسلمت". والجانب المأساوي-الوظيفي في هذه العملية هو أن مسؤولي برنامج Partnership for a New Generation of Vehicles في إدارة كلينتون عام 1993، عندما سألهم ووك، لم يكونوا يعرفون حتى بوجود FCCIP في السبعينيات - كانت الذاكرة المؤسسية قد محيت إلى هذا الحد.

شجرة العائلة الممتدة لقرن كامل وراء النموذج الأولي

لم يولد Skylark الخاص بـ ووك في فراغ. ففكرة السيارة الهجينة بحد ذاتها تعود إلى فترة طفولة السيارة: صمّم فرديناند بورشه عام 1900 السيارة الهجينة الوظيفية الأولى في العالم، Semper Vivus - وكان في ذلك العمر في نحو 23-25 عاماً. أما نسخته المعروضة للبيع، Lohner-Porsche Mixte، فقد كانت أول مركبة تجارية تستخدم محاور العجلات الكهربائية. وبعد قرن من الزمان، تتبعت صحيفة نيويورك تايمز نسبة سيارة بريوس إلى تلك السيارة الصادرة عام 1900 تحديداً.

تعود جذور الدفع الكهربائي إلى ما هو أبعد من ذلك: ابتكر Ányos Jedlik أول محرك كهربائي عام 1827، وطوّر روبرت أندرسون مركبته العاملة بمحرك بين عامي 1832 و1839. وأنتجت شركة General Electric سيارات كهربائية في عامي 1898 و1899، وأجرت عام 1899 محاولة هجينة بمحرك بنزين رباعي الأسطوانات. أي أن الفكرة التي رفضتها وكالة حماية البيئة عند بابها عام 1972 كان لها تاريخ يمتد 70 عاماً وتطبيق ناضج هندسياً. حتى أعمال تويوتا في تطوير السيارات الهجينة تعود إلى عام 1968، وإلى مدير المشروع كينيا ناكامورا.

كم عدد السنوات التي أدى فيها الإلغاء إلى تأخير السيارة الهجينة؟

تشير التقييمات عادة إلى تأخير دام عقدين من الزمن، وهذا التحديد قابل للقياس: كانت التقنية جاهزة على مستوى النموذج الأولي في سبعينيات القرن الماضي، بينما جاء أول هجين استهلاكي فقط عام 1997 مع تويوتا بريوس. وفي السوق الأمريكية كان أول هجين هو هوندا إنسايت - في ديسمبر 1999 بمعدل استهلاك يقارب 53 ميلا لكل جالون، كسيارة "هجين خفيف" بنظام التوازي؛ عبرت بريوس المحيط إلى جانبنا مع طراز عام 2000/2001. وتعتبر HTV-1 التي طورها مختبر أبحاث جنرال إلكتريك عام 1982 بالتحكم الحاسوبي نموذجا أوليا لأنظمة تويوتا وهوندا الحالية؛ كما جربت أودي تجربتها الخاصة عام 1989. بعبارة أخرى، الباب الذي أغلق في الولايات المتحدة عام 1974 أعادت فرق هندسية من دول أخرى فتحه بعد عقدين من الزمن.

بعد التأخير تسارعت السوق. في عام 2010 أصبح شيفروليه فولت أول هجين قابل للشحن من مقبس يُباع تجاريا؛ ارتفعت مبيعات السيارات الهجينة القابلة للشحن الخارجي PHEV عالميا من أكثر من 300 سيارة في 2010 إلى 222,000 في 2015، ثم إلى 7.2 مليون في 2025. وكان نضج تقنية البطاريات من الرصاص الحمضي إلى النيكل ميتال هيدريد ثم إلى ليثيوم أيون هو القوة الدافعة الرئيسية تحت هذا المنحنى - لكن بداية المنحنى عام 1997 وليس في سبعينيات القرن الماضي كان لها قرار ملموس: الاختبار في آن أربور والتقرير المكون من 75 بندا الذي أعقبه.

كيف عاد ووك إلى التاريخ؟

بعد انتهاء المشروع لم يصمت ووك: نشر أكثر من 100 ورقة تقنية، وقدّم استشارات شملت حافلات المدن الهجينة، وامتلك أكثر من 10 براءات اختراع معظمها متعلق بالدفع الهجين أو الكهربائي. ويُشدد على أن أول سيارة هجينة من تويوتا استخدمت المبادئ الأساسية ذاتها التي اعتمدتها سكايلارك. وعندما وصل أول هجين إلى الولايات المتحدة، استأجر ووك سيارة بريوس موديل 2001 باللون الأبيض، وفي عام 2004 شعر أخيرا بأنه كان على حق بعدما اعتذر عنه زملاؤه الذين عارضوه في البداية.

بعد وفاته - في 19 مايو 2005، في منزله في مانهاتن، عن عمر 86 عاما، بسبب السرطان - أُطلق عليه لقب "عمد الهجين" و"جد السيارات الكهربائية والهجينة في الولايات المتحدة". وحصل بعد وفاته على جائزة إلمر أ. سبيري للتقدم في وسائل النقل؛ ولا تزال سلسلة محاضرات سنوية تحمل اسمه مستمرة في معهد كاليفورنيا للتقنية. أما مكان وجود النموذج الأولي نفسه اليوم فغير واضح؛ لا يوجد أي سجل في المصادر العامة عن مصير سكايلارك.

الخلاصة: ما الذي أعاق التقنية، القرار أم غير ذلك؟

درس قضية ووك يكمن في جانب العمليات لا في جانب الهندسة. تقنية تمتلك سيارة Skylark لعام 1972، وميزانية مخصصة، ومختبر اختبار، ونتائج قابلة للقياس (خفض الانبعاثات بنسبة 91%، ومضاعفة الكفاءة تقريباً، ومنظم يعمل فعلاً) ظلت على الرف لعقود بسبب معارضة "فلسفية" من صانع قرار واحد. من المستحيل الجزم اليوم بما إذا كانت السيارة الهجينة ستخرج إلى الطرق في السبعينيات وليس في عام 1997 - فقد بقيت أسئلة قابلية التوسع والتكلفة وإنتاج البطاريات بلا إجابة. لكن معرفة أن التقنية كانت مثبتة، وأنها لم تلقَ القبول حتى بعد إثباتها، يوثق واحدة من أغلى أمثلة إعادة الاختراع في تاريخ السيارات. وتُستذكر إرث ووك مع كل فرملة تجديدية تتعرض لها الهجينات اليوم، ومع كل دورة توقف وانطلاق.

المصادر

• فيكتور ووك: العراب السيارة الهجينة
• The "Godfather of the Hybrid" | Columbia College Today
• فيكتور ووك
• Oral-History: فيكتور ووك
• فيكتور ووك، 86؛ طوّر سيارة هجينة في السبعينيات
• الخط الزمني للإنجازات الكبرى في تلوث هواء النقل - وكالة حماية البيئة الأمريكية
• كيف صمم فرديناند بورشه أول سيارة هجينة
• تاريخ السيارة الكهربائية - وزارة الطاقة الأمريكية
• تطوير بريوس واستراتيجية الهجين - تويوتا العالمية
• محطات بارزة: تويوتا بريوس، أول مركبة هجينة تُنتج بكميات ضخمة في العالم، 1997
• تاريخ الهجينات القابلة للشحن