از شیشه ایمن تا زاپاس: اصول اولیه ایمنی فراموش‌شده

شیشه ایمن در سال 1905 ثبت اختراع شد، اما برای تبدیل شدن به تجهیزات استاندارد باید بیست سال دیگر منتظر می‌ماند.
شیشه ایمن در سال 1905 ثبت اختراع شد، اما برای تبدیل شدن به تجهیزات استاندارد باید بیست سال دیگر منتظر می‌ماند.

این صفحه را به اشتراک بگذارید

خیلی پیش از کمربند ایمنی و ایربگ ولوو، در سال‌های نخست خودرو، بذرهای درک امروز از ایمنی کاشته شد: 1905 شیشه ایمنی ثبت‌اختراع‌شده، 1902 ترمز کفشکی ثبت‌اختراع‌شده، Rambler که از کارخانه با تایر زاپاس عرضه می‌شد، و استارتر برقی که دست‌گردان را به تاریخ سپرد. هیچ‌کدام از این اختراعات یک‌شبه استاندارد نشدند؛ برخی دهه‌ها «زودهنگام» ماندند. این داستان آن انقلاب خاموش ایمنی است.

نکات برجسته

  • نخستین ثبت‌اختراع شیشه ایمنی برای خودرو متعلق به 1905 جان کرو وود است؛ تبدیل آن به تجهیزات استاندارد اما به اواسط دهه 1920 رسید.
  • لویی رنو ترمز کفشکی را در 1902 ثبت اختراع کرد؛ در همان سال فردریک لنچستر نخستین ترمز دیسکی کالیپری را ثبت کرد.
  • نخستین خودرویی که از کارخانه با تایر و رینگ زاپاس عرضه شد، 1909 Rambler بود و در همان سال 1.692 دستگاه تولید شد.
  • سیستم استارتر برقی کترینگ در سال مدل 1912 در کادیلاک دیده شد و دست‌گردان خطرناک را بی‌استفاده کرد.

چرا چنین مقاله‌ای؟ چون ایمنی همیشه زودهنگام آمده است

این‌گونه فکر کنید: در اوایل دهه 1900 خودرو یک کالای لوکس بود، اسباب‌بازی ثروتمندان. کسی کمربند نمی‌بست، کسی تست تصادف انجام نمی‌داد. اما دقیقاً در همین دوره، نخستین تجهیزات ایمنی که امروز «حیاتی» می‌دانیم‌شان، یکی‌یکی اختراع شدند. نکته واقعاً تأمل‌برانگیز این است: گاهی میان اختراع و استاندارد شدن 20 تا 30 سال فاصله است. یعنی این داستان در واقع داستان «یافتن ایده» نیست، بلکه داستان پافشاری بر همه‌گیر کردن ایده است.

خب این اختراعات زودهنگام ایمنی چه مشکلی را حل می‌کردند؟ به‌طور خلاصه مرور کنیم، سپس یکی‌یکی توضیح دهیم:

اختراعسالپیشگاممشکل حل‌شده
شیشه ایمنی (لامینیت)1905جان کرو وودپراکنده شدن شیشه جلو هنگام شکستن
ترمز کفشکی1902لویی رنوترمزگیری ناکارآمد
ترمز دیسکی1902فردریک دبلیو. لنچسترترمزی که بهتر خنک می‌شود
تایر زاپاس1909Ramblerرها شدن در جاده با تایر پنچر
استارتر برقی1912کترینگ / کادیلاکدست‌گردان دستی خطرناک

شیشه ایمنی چگونه اختراع شد و چرا استاندارد شدنش دهه‌ها طول کشید؟

نخستین خودروها اصلاً شیشه جلو نداشتند. شیشه‌های جلو حدوداً از 1904 به‌عنوان تجهیزات اختیاری ظاهر شدند و از شیشه معمولی ساخته می‌شدند. یعنی اگر سنگ‌ریزه‌ای کوچک به شیشه می‌خورد، شیشه متلاشی می‌شد و خرده‌شیشه‌های تیز به سمت صورت و چشمانتان پرتاب می‌شد. واقعاً وضعیت هولناکی است، نه؟

تصادف، یک وکیل و چسب میان دو شیشه

تولد شیشه لامینیت در واقع داستان دو سفر جداگانه است. یک سو شیمی‌دان فرانسوی Édouard Bénédictus است: در 1903 در آزمایشگاهش ظرفی حاوی نیترات سلولز را واژگون کرد؛ ظرف شکست اما خرده‌ها پخش نشدند. اندکی بعد وقتی در روزنامه‌ای خبر زخمی شدن دو زن توسط خرده‌شیشه‌ها را خواند، به فکر رسید و با قرار دادن لایه‌ای از نیترات سلولز میان دو لایه شیشه، شیشه لامینیت را توسعه داد. در 1909 درخواست ثبت اختراع داد، در 1911 شرکت Société du Verre Triplex را تأسیس کرد و در ثبت‌اختراع‌های انگلیسی و فرانسوی از نام تجاری «Triplex» استفاده کرد.

در سوی دیگر، وکیل انگلیسی John Crewe Wood قرار داشت. این وکیل از Swindon, Wiltshire در سال 1905 دقیقاً برای شیشه لامینیت مخصوص جلوبنزی خودروها patentهای انگلیسی و آمریکایی دریافت کرد. لایه‌های شیشه را با صمغ کانادا به یکدیگر متصل می‌کرد و کار را جدی گرفته و شرکت Safety Motor Screen Company را تأسیس کرد. یعنی درست زمانی که خودروها تازه در حال رواج پیدا کردن بودند، کسی گفت «این شیشه نباید مردم را زخمی کند» و حتی patent آن را هم گرفت.

جنگ، PVB و راه دراز به سوی استانداردسازی

اما چرا این ایده فوق‌العاده فوراً استاندارد نشد؟ چون شیشه Triplex کند و گران بود؛ خودروسازها در ابتدا استقبال نکردند. نقطه عطف، جنگ جهانی اول بود: شیشه لامینیت به طور گسترده در عینک ماسک‌های گاز استفاده شد و تقاضا همراه با جنگ افزایش یافت. پس از پایان جنگ، گذار به خودروها سرعت گرفت؛ حدود 1924 نخستین کاربردهای خودرویی در آمریکا دیده شد و فورد در 1928 شیشه لامینیت را استاندارد کرد. اگرچه تاریخ‌های مربوط به اینکه کدام خودروساز در چه سالی این گذار را انجام داد از منبعی به منبع دیگر کمی متفاوت است، اما مشخص می‌شود که Rickenbacker در حدود 1926-1927 یکی از نخستین تولیدکنندگانی بود که شیشه ایمنی را در کل خودرو استاندارد کرد. یعنی از patent تا استانداردسازی دقیقاً بیش از 20 سال طول کشید.

انقلاب اصلی اما در سال 1927 رخ داد: شیمی‌دان‌های کانادایی Howard W. Matheson و Frederick W. Skirrow پلاستیک پلی‌وینیل بوتیرال (PVB) را اختراع کردند. شیشه لامینیت با PVB تغییر رنگ نمی‌داد و در برابر سوراخ شدن بسیار مقاوم‌تر بود و به زودی جایگزین انواع قدیمی شد. در دهه 1930 قانون ترافیک جاده‌ای بریتانیا شیشه ایمنی جلوبنز را در تمام خودروهای جدید الزامی کرد؛ در 1937 لایه میانی نهایی آزمایش شد، در 1966 ضخامت فیلم PVB به 0,76 میلی‌متر افزایش یافت و جلوبنز با مقاومت بالا در برابر سوراخ شدن در آمریکا استاندارد شد. امروزه جلوبنز لامینیت در تمام کشورهای بزرگ الزامی است و تا سال 2020 در بیش از 1,2 میلیارد خوردو استفاده می‌شود. داستانی که با واژگون شدن یک بطری آغاز شد، راه درازی را پیموده است، و چه راهی!

ترمز کفشی را چه کسی اختراع کرد و چرا ترمز دیسکی دیر شد؟

Renault, içe genişleyen kampana frenini patentiyle değil, balatayı asbeste çevirerek otomotiv tarihine kazıdı.

تند کردن یک خودرو آسان است؛ بخش دشوار کار، متوقف کردن آن است. در خودروهای اولیه، ترمزها بسیار ابتدایی و ناکارآمد بودند. ترمز کفشی مدرن خودرو برای نخستین بار در 1900 توسط Maybach در یک خودرو استفاده شد؛ اما گام واقعاً انقلابی در 1902 برداشته شد: مهندس فرانسوی Louis Renault patent ترمز کفشی مدرنِ درونی‌گشا را دریافت کرد. در سیستم رنو، یک جفت لنت فنردار داخلی به دیواره کفش فشار می‌آورد و برند رنو نخستین کاربر این ترمز بود. جنبه دیگر contributions رنو، تبدیل لنت ترمز به آزبست بود - در آن دوره گامی انقلابی در زمینه مواد اصطکاکی. ترمز کفشی ده‌ها سال راه‌حل استاندارد ترمز خودروها بود؛ فراگیر شدن ترمزهای دیسکی اما سال‌ها طول کشید.

ترمز دیسکی اولیه Lanchester: نابغه فراموش‌شده 1902

نکته جالب اینکه در همان سال (1902) مهندس انگلیسی Frederick William Lanchester نخستین ترمز دیسکی کالیپری را اختراع کرد و 1 دسامبر 1902'دا با شماره ثبت اختراع 26,407 مورد تقدیر قرار گرفت. سیستم او یک دیسک را مانند ترمز کالیپری دوچرخه بین دو لنت محکم می‌کرد. یعنی همان جدِ راه‌حلی که امروز تقریباً در هر خودروی مدرنی استفاده می‌کنیم. پس چرا فوراً رواج نیافت؟ مشکلات کاربردپذیری: مواد و تکنیک‌های تولید آن دوره برای عملی کردن این طراحی ظریف کافی نبودند. vida که ترمز دیسکی در خودروهای تولید انبوه به واقعیت بپیوندد چند دهه طول کشید. سرنوشت Lanchester بسیار شبیه سرنوشت شیشه ایمنی است: ایده درست، زمان نادرست.

استپنی: چرخ زاپاس از کجا آمد؟

امروزه استپنی در ته صندوق خودرو قرار دارد، جعبه‌ای که بیشتر ما هرگز آن را باز نمی‌کنیم. اما خودروهای اولیه بدون چرخ زاپاس تولید می‌شدند! صاف شدن لاستیک در جاده در آن روزها به معنای انتظار ناامیدانه در کنار جاده بود.

حتی خودِ کلمه هم داستانی دارد: 1904 توماس موریس دیویس و والتر دیویس در شهر لانلی در ولز، اولین چرخ زاپاس برای خودروها را ثبت اختراع کردند و کسب‌وکاری به نام Stepney Works تأسیس کردند. نام «Stepney» دقیقاً از همین کسب‌وکار می‌آید. یعنی کلمه‌ای که ما «استپنی» می‌نامیم، در واقع نام یک شهر ولزی و یک کارخانه است.

اولین خودرویی که با چرخ و لاستیک زاپاس از کارخانه خارج شد، 1909 در آمریکا توسط شرکت Thomas Jeffery & Company تولید شد: Rambler . در آن سال دقیقاً 1,692 دستگاه تولید شد و اولین چرخ زاپاس در سمت راست خودرو قرار داشت. دقت کنید: یکی لوازم جانبی و ثبت اختراع است (برادران دیویس، 1904) و دیگری تجهیزات تولید انبوه (Rambler، 1909). وقتی این دو با هم ترکیب شدند، معادله «لاستیک پنچر = سفر نابودشده» به تاریخ پیوست. امروزه اگرچه در بیشتر خودروها این وظیفه را کیت‌های تعمیر لاستیک یا لاستیک‌های run-flat بر عهده دارند، استپنی همچنان ساکن کلاسیک صندوق است.

استارت برقی: چرا دسته استارت به تاریخ پیوست؟

برای روشن کردن خودروهای اولیه باید دسته استارت جلوی موتور را با تمام قدرت می‌چرخاندید. مشکل این بود که وقتی موتور به عقب می‌جهید، آن دسته همراه شما می‌چرخید و نتایج می‌توانست به شکل بازوی شکسته، انگشت یا صورت، تروماتیک باشد. سرانohon Henry M. Leland، رئیس Cadillac، دقیقاً به همین دلیل دسته استارت را خطرناک می‌دانست و تصمیم گرفت یک دستگاه استارت برقی توسعه دهد. در دیتون اوهایو در شرکت Delco، Charles F. Kettering به درخواست دوست و همکارش ادوارد دیدز شروع به توسعه این دستگاه کرد و Delco در فوریه 1911 یک مدل کاربردی تولید کرد. 15 ژوئن 1911 برای استارت برقی درخواست ثبت اختراع شد؛ ثبت اختراع نیز سه سال بعد، در 17 اوت 1915 به دست آمد.

سیستم استارت برقی و جرقه‌زنی با کلید Kettering در سال مدل 1912 روی خودروهای Cadillac معرفی شد. بدین ترتیب با چرخاندن یک کلید خودروی شما روشن می‌شد و آسیب‌های دسته استارت به تاریخ پیوستند. امروز هر کسی که با فشردن دکمه استارت موتور را روشن می‌کند، در واقع میراث Kettering را زندگی می‌کند. علاوه بر این، این اختراع فقط یک نوآوری راحتی نبود، بلکه یک نوآوری واقعی ایمنی بود: دیگر کسی مجبور نبود با دسته استارت کلنجار برود.

این اختراعات اولیه چگونه در درک ایمنی امروز ریشه دواندند؟

می‌خواهم به نکته مشترک این پنج اختراع اشاره کنم: هیچ‌کدام برای «مُد» ساخته نشدند. هر کدام یک مشکل واقعی و دردناک را حل می‌کردند - شیشه برنده، ترمز ناکافی، لاستیک پنچری که آدم را درمانده می‌کرد، دستگردانی که بازو را می‌شکست. و هر کدام تا زمانی که راه‌حل مهندسی درست به استاندارد تبدیل شود، سال‌ها «زودهنگام» ماند.

سفر شیشه لمینت از پتنت 1905 تا اواسط دهه 1920، ماندگاری دهه‌ها ترمز کفگی، و درک نشدن ترمز دیسکی لنچستر تا دهه‌ها بعد: اینها سندی بر پیشروی گام‌به‌گام و مداوم ایمنی خودرو هستند. دفعه بعد که سوار خودرو می‌شوید و کمربند ایمنی را می‌بندید یا از شیشه جلو به بیرون نگاه می‌کنید، یک لحظه مکث کنید و بیندیشید: پشت آن شیشه یک بطری واژگون‌شده، پشت آن ترمز یک مهندس فرانسوی، در نام آستری صندوق عقب یک شهر گالی و پشت دکمه استارتر یک مخترع اهل دیتون نهفته است. به نظر شما کدام یک بیش از همه معطل ماند؟

منابع