بخار، برق، بنزین: مسابقه سه‌گانه

حدود سال 1900 در آمریکا خودروهای بنزینی اصلا محبوب نبودند: صدر بازار در اختیار خودروهای بخاری بود، رتبه دوم با خودروهای الکتریکی بود و موتور احتراق داخلی هنوز برای کسب جای سوم میجنگید. با این حال، در طول چند دهه برنده این رقابت مشخص شد. در این مسابقه فناوری میان بخار، برق و بنزین، موتور بنزینی برنده شد - و آن هم به لطف تولید ارزان، سوخت فراوان و موتور استارت الکتریکی که کترینگ در سال 1912 اختراع کرد. اما چطور شد که یک فناوری بازنده، یک قرن بعد دوباره روی صحنه است؟ بیایید داستان را از ابتدا بسازیم.

چرا نخستین خودرو با بخار کار میکرد؟

نخستین وسیله نقلیه زمینی خودمتحرک تاریخ، نه از یک پمپ بنزین، بلکه از یک دیگ بخار زاده شد. مهندس فرانسوی Nicolas-Joseph Cugnot در سالهای 1769 تا 1770 خودرو بخاری خود به نام «fardier à vapeur» را ساخت. هدف بسیار عملی بود: کشیدن توپ‌های سنگین. این وسیله روی شاسی سنگینی از تیرهای بلوط سوار بود و بیشتر شبیه یک کامیون نظامی عظیم روزمره بود تا «خودرو» به معنای امروزی. برای نمایش طراحی نشده بود، بلکه برای کار بود - تمام و کمال ذهنیت مهندسی.

در قرن بعد خودروهای بخاری امتحان شدند اما فراگیر نشدند؛ با توسعه بخار پرفشار توسط ریچارد ترویتیک کارها جدی شد. مزیت بخار آشکار بود: یک منبع انرژی اثباتشده و آشنا در کارخانه‌ها و قطارها. خودروهای بخاری که از دهه 1870 به جاده‌ها آمدند نیز ماشین‌هایی قوی و نرمکار بودند. مشکل جای دیگری بود: در هوای سرد، آمادهسازی خودرو برای روشن شدن گاهی 45 دقیقه طول میکشید. امروز فکرش کن مثل این است که بخاری ماشین را روشن کنی و بروی قهوه بگیری - اما حتی با برگشتن قهوه هم ماشین هنوز آماده حرکت نیست. علاوه بر این، الزام پر کردن آب دائما برد (محدوده حرکت) را محدود میکرد.

عصر طلایی بخار و آخرین پلک زدن با دوبل

با این حال نباید خط بخار را دستکم گرفت. در اوایل دهه 1900، نزدیک به 40 درصد بازار آمریکا (به تخمین) بخاری بود؛ یعنی رهبر از قبل مشخص بود و آن بنزینی نبود. برندهایی مانند استنلی ماشین‌هایی تمیز، بیصدا و سریع ساختند. موتور این خودروها مثل یک اجاق گرم گرم میشد و با تبدیل آب به بخار راهی جاده میشد. درون شهر و حوالی آن این روش خیلی خوب جواب میداد.

درخشانترین (و دیرزادهترین) ستاره این خط Doble شد. برادران دوبل، اتومبیل‌های بخاری پیشرفته‌ای ساختند که مشکل زمان گرم‌شدن طولانی را به‌طور جدی کاهش می‌داد؛ آن‌ها محبوب کلکسیونرها و علاقه‌مندان به خودروهای بخاری شدند. اما به زمان‌بندی فکر کنید: تا دهه 1920، شبکه جاده‌ها گسترش یافته بود، بنزین ارزان و فراوان شده بود و کارخانه‌ها به سمت تولید انبوه رفته بودند. دوبل از نظر فناوری بی‌نقص بود، اما رقیب دیگر یک موتور نبود، بلکه یک اقتصاد کامل بود. بخار به این دلیل باخت که مسابقه را واگذار کرد، بلکه به این دلیل که شرایط مسابقه تغییر کرد.

عصر طلایی اولیه خودروهای برقی: بی‌صدا، شیک، با prestige

داستان خط برقی حدوداً در سال 1890 در شهر دموان ایالت آیووا آغاز می‌شود: خودروی برقی ویلیام موریسون که می‌توانست شش مسافر را جابه‌جا کند و سرعتی معادل 14 مایل بر ساعت داشت، به‌عنوان نخستین خودروی برقی موفق در آمریکا شناخته می‌شود. افزون بر این، خودروهای برقی صرفاً وجود نداشتند - محبوب هم بودند. در نیویورک بیش از 60 تاکسی برقی در حال فعالیت بودند. فردیناند پورشه در سال 1898 خودروی برقی P1 و نخستین خودروی هیبریدی جهان را توسعه داد.

برتری خودروهای برقی در زندگی روزمره بسیار ملموس بود: بی‌صدا بودند، بویی منتشر نمی‌کردند، به هندل دستی نیاز نداشتند و استفاده از آن‌ها بسیار آسان بود. به همین دلیل به‌ویژه به زنان راننده بازار=findه می‌شدند؛ برندهایی مانند بیکر و دیترویت الکتریک، «تخت‌های برقی» شیک و رده‌بالا تولید کردند. حتی بزرگان خانواده نیز طرفدار بودند: توماس ادیسون از افراد شناخته‌شده‌ای بود که در استفاده روزمره خودروی برقی را ترجیح می‌داد، و کلارا فورد همسری بود که به‌جای خودروهای شرکت همسرش هنری، سوار خودروی برقی می‌شد. حتی وودرو ویلسون هم یک Milburn Electric استفاده می‌کرد؛ همسرش اِدیت، در سال 1904 به‌عنوان نخستین زنی که در واشنگتن دی‌سی خودروی برقی راند، در سوابق ثبت شده است.

مسافت طی‌شده هم اصلاً بد نبود: فردی از دنور به نام فریچل در سال 1914 مدل‌هایی با برد 60 تا 100 مایل در هر شارژ تولید کرد و الیور فریچل سفر تقریباً 1,800 مایلی از لینکلن تا نیویورک را در 29 روز، با میانگین 90 مایل در هر شارژ به پایان رساند. حتی حدود سال 1914، هنری فورد و توماس ادیسون روی یک خودروی برقی ارزان و عملی با هم کار می‌کردند - متأسفانه این پروژه به نتیجه نرسید. اما حتی در آن لحظه هم همچنان یک جایگزین جدی روی میز بود.

چرا و چگونه موتور بنزینی مسابقه را برد؟

پیروزی حاصل یک اختراع واحد نبود، بلکه نتیجه هم‌راستا شدن چندین شرط به‌طور هم‌زمان بود. تا سال 1905، خودروهای بنزینی به لطف برد بیشتر و سهولت سوخت‌گیری، از خودروهای بخاری و برقی پیشی گرفته بودند. سپس در سال 1908 فورد مدل T وارد صحنه شد و تولید انبوه، خودروی بنزینی را برای جیب همه مناسب کرد. در سال 1912 تصویر چنین بود: خودروی بنزینی حدوداً 650 دلار و خودروی برقی رودستر 1,750 دلار - سه برابر اختلاف قیمت. باتری‌های سنگین سرب-اسید خودروهای برقی یعنی برد کوتاه؛ در مناطق روستایی تقریباً هیچ شبکه برقی وجود نداشت؛ با گسترش شبکه جاده‌های بین‌شهری، برد مسافت دور تعیین‌کننده شد. در حالی که نفت خام تگزاس باعث ارزان و فراوان شدن بنزین می‌شد، پمپ‌های بنزین در سراسر کشور پخش می‌شدند.

دسته‌گردان دستی چقدر خطرناک بود؟

نقطه ضعف خط بنزینی دقیقاً همین‌جا بود: استارت دستی. برای روشن کردن خودروهای بنزینی اولیه باید دسته‌گردان جلو را با قرار دادن صحیح دست، ناگهانی می‌چرخاندید. کار آسانی نبود - وقتی موتور پس می‌زد (kickback)، دسته‌گردان می‌توانست به سمت صورت، یعنی دست شما برگردد. نتیجه: شکستگی شست، شکستگی مچ، دررفتگی مفاصل، آسیب زانو و کشیدگی کمر. روشن کردن خودروی شما هر صبح شبیه یک قمار کوچک بود و قمار در بعضی روزها برنده‌ای نداشت.

نقطه عطف این داستان با یک رویداد تلخ فرا رسید: بایرون کارتر، بنیان‌گذار Cartercar، بر اثر عوارض ناشی از پس زدن دسته‌گردان درگذشت. این مرگ، جستجو برای راهحلی که دسته خطرناک را برای همیشه حذف کند را شعله‌ور کرد. مردی که آن راهحل را به ارمغان می‌آورد چارلز کترینگ بود - مهندسی از شهرک لودون‌ویل اوهایو. نقطه شروع ساده بود: درخواست ادوارد دیدز برای نصب استارت به خودرویش. کترینگ و تیمش، استارتی برقی توسعه دادند؛ درخواست ثبت اختراع در 15 ژوئن 1911 ثبت شد. این سیستم همراه با سیستم جرقه‌زنی خودکار با کلید، در کادیلاک‌های 1912 معرفی شد و در 17 اوت 1915 به عنوان "دستگاه استارت موتور" به ثبت رسید. کادیلاک 1912 بدین ترتیب به عنوان اولین خودروی بنزینی تولید انبوه مجهز به استارت، در تاریخ ثبت شد.

چرا این امر این‌قدر حیاتی بود؟ زیرا دسته‌گردان دستی، بزرگ‌ترین رقابت ناعادلانه برای موتور بنزینی بود. اگر ویژگی محبوب خودروهای برقی یعنی «استارت با کلید» وجود نداشت، موتور بنزینی همیشه چیزی شبیه «نصف مزیت، نصف ریسک» به نظر می‌رسید. استارت کترینگ با دادن راحتی روشن شدن با کلید به خودروی بنزینی، سرنوشت این رقابت را قطعی کرد. با خروج دسته‌گردان از صحنه تاریخ، بزرگ‌ترین استدلال فروش خودروهای برقی نیز بخار شد.

این داستان امروز چه می‌گوید؟

پایان ماجرا را می‌دانید: خودروهای برقی تا سال 1935 تقریباً به‌کلی از بازار ناپدید شدند و موتور بنزینی به زبان خودروها در طول یک قرن تبدیل شد. اما داستان آنجا تمام نمی‌شود. تعداد خودروهای برقی در جاده‌های آمریکا بین سال‌های 2011 تا 2021 از حدود 22,000 به بیش از 2 میلیون رسید؛ در سال 2021 میانه محدوده حرکتی با یک بار شارژ از 68 مایل به 234 مایل جهش کرد. به‌طور خلاصه، دور دوم این رقابت آغاز شده و این بار سمت برقی دسته‌گردانی مانند یک نقطه ضعف به همراه ندارد - بلکه کاملاً برعکس.

به نظرم درس این است: فناوری برنده همیشه "بهترین" نیست، بلکه فناوری است که بهترین تطابق را با شرایط پیدا میکند. در دهه 1900 این فوقالعاده بود - بنزین ارزان، جادههای در حال گسترش، تولید انبوه و یک استارت، تمام موازنهها را تغییر داد. امروز هم ارزانشدن باتریها، گسترش شبکه شارژ و انقلاب برد، همین موازنه را یک بار دیگر به چالش میکشد. به نظرت این دور را چه کسی میبرد؟ ما در دنیایی رانندگی میکنیم که در آن انتقام خودروهای برقی که صد سال پیش ستارهشان محو شد را خواهیم دید - و کسانی که تاریخ را میدانند بهخوبی میدانند این چقدر محتمل است.

منابع

• تاریخچه خودروی برقی
• خودروهای اولیه: برگه اطلاعات برای کودکان
• انتخاب‌های فناورانه | موزه ملی تاریخ آمریکا
• شیوه‌های اولیه حمل‌ونقل در ایالات متحده
• مصرف انرژی و موتور احتراق داخلی
• ۳۸٪ خودروهای آمریکایی در سال ۱۹۰۰ برقی بودند - در آینده چه خواهد شد؟
• خودرو بخاری
• تاریخچه خودروهای بخار
• موزه خودروی تامپا بی - پیش‌نمایش آرشیو
• ۱۵ ژوئن ۱۹۱۱ - استارتر برقی ثبت اختراع شد
• ثبت اختراع استارتر خودکار خودروی برقی
• چارلز اف. کترینگ، مخترع استارتر برقی
• امروز در تاریخ: ثبت اختراع استارتر برقی
• اختراع استارتر برقی خودرو
• خودروها در روزگار قدیم چگونه روشن می‌شدند
• دستگاه‌های روشن‌کردن اولیه واقعاً آسیب‌های زیادی ایجاد می‌کردند
• دوبل: آخرین ماشین‌های بخاری داغ
• خودروهای برقی ۱۰۰ سال پیش از بنزینی‌ها بیشتر می‌فروختند