رؤیای هیبریدی ویکور ووک که در دهه 1970 رد شد

ویکتور ووک در اوایل دهه 1970 برای یک مناقصه در چارچوب قانون هوای پاک دولت آمریکا یک نمونه اولیه کارآمد شامل تمام اصول بنیادین خودروی هیبریدی مدرن ساخت. این خودرو که بر پایه Buick Skylark 1972 بود، کاهش تا 91 درصدی در انتشار آلاینده‌ها و کاهش قابل توجه مصرف سوخت شهری را به همراه داشت؛ با این حال برنامه EPA تکمیل نشد و ایده هیبرید دهه‌ها در آمریکا کنار گذاشته شد. داستان ووک یکی از بهترین نمونه‌های مستند نشان می‌دهد که چگونه نه فناوری، بلکه سازوکارهای تصمیم‌گیری می‌توانند یک فناوری را به تعویق بیندازند.

ویکتور ووک که بود و چگونه به سمت خودروهای الکتریکی رفت؟

ویکتور ووک در 27 آوریل 1919 در منطقه برانکس نیویورک به دنیا آمد. والدینش مهاجران یهودی اهل بلاروس امروزی بودند؛ برادرش هرمان ووک رمان‌نویسی مشهور بود. ویکتور در سال 1939 مدرک کارشناسی را از کلمبیا و در سال 1942 دکترا را از کلتک دریافت کرد؛ پایان‌نامه او درباره الکتریسیته ساکن ناشی از توزیع بنزین بود. در سال‌های جنگ جهانی دوم در وستینگهاوس روی پژوهش‌های مرتبط با پروژه منهتن کار کرد.

حرفه او بر الکترونیک قدرت بنا شده بود. در سال 1956 شرکت Beta Electric را از تامین‌کنندگان پیشرو تجهیزات ولتاژ بالا در آمریکا تاسیس کرد و در سال 1960 شرکت Electronic Energy Conversion Corporation را که مبدل‌های AC/DC پربازده توسعه می‌داد، بنیان گذاشت. نقطه عطف در سال 1962 فرا رسید: به درخواست راسل فلدمن از بنیان‌گذاران موتورولا به سمت خودروهای الکتریکی رفت و برای Henney Kilowatt - یک رنو دوفین الکتریکی - نخستین کنترل سرعت تمام‌حالت جامد خودروی الکتریکی را طراحی کرد. پس از فروش شرکتش به Gulton Industries در سال 1963، کاملا در دنیای باتری و موتور غرق شد.

همکاری AMC-Gulton در میانه دهه 1960 او را به یک تجربه حیاتی رساند. کانسپت Amitron سال 1967 با باتری دوگانه NiCad و لیتیم-نیکل-فلوراید و ترمز بازیابی معرفی شد؛ در سال 1969 یک Rambler American با نام "Voltswagen" با 160 سلول NiCad گالتون به خودرویی الکتریکی تبدیل شد. این پروژه‌ها ووک را به یک نتیجه مهندسی قطعی رساند: چگالی انرژی باتری‌های سرب-اسید و NiCad آن سال برای خودروی کاملا الکتریکی به تنهایی کافی نبود. از سال 1970 تمام توجه خود را به راه‌حل هیبرید معطوف کرد.

نمونه اولیه هیبرید Buick Skylark 1972 چگونه بود؟

FCCIP و شرط فروش نمونه اولیه به قیمت یک دلار

قانون هوای پاک 1970 خواستار کاهش 95 درصدی انتشار گازهای خودروها بود. برای حمایت از این هدف، برنامه مشوق خودروی پاک فدرال (FCCIP) تاسیس شد؛ سالانه 25 میلیون دلار برای خرید خودروهای کم‌مصرف (کم‌آلاینده) کنار گذاشته می‌شد. ووک به همراه شیمیدان و ترمودینامیست، چارلز روزن، شرکت Petro-Electric Motors را تاسیس کرد - نام شرکت را برادرش هرمان انتخاب کرد. قرارداد در سال 1971 امضا شد و شرایط آن از نگاه امروز باورنکردنی به نظر می‌رسید: نمونه اولیه با منابع خود شرکت ساخته می‌شد و در زمان تحویل به EPA فقط 1 دلار پرداخت می‌شد. اگر خودرو تست‌ها را با موفقیت پشت سر می‌گذاشت، 37.351 دلار پرداخت می‌شد، سپس یک ناوگان سالانه 10 خودرویی و پس از آن خرید 350 خودرو در کار بود.

بدنه، بیویک اسکایلارک انتخاب شد، زیرا محفظه موتور به اندازه کافی جادار بود تا هم موتور احتراقی و هم واحد الکتریکی را در خود جای دهد. Petro-Electric حدود 2.700 دلار برای خودرو پرداخت کرد - حدود 500 دلار کمتر از قیمت پیشنهادی تولیدکننده (MSRP). ووک و شرکای خود در مجموع حدود 300.000 دلار از پول شخصی خود را وارد کار کردند.

شرح فنی: هیبرید کامل موازی، 1972

سیستم انتقال قدرت، ترکیبی غیرمعمول اما منطقی در دنیای خودروی آن دوران بود. مزدا دو موتور ونکل دورانی دو-روتوره 1.1 لیتری 12A - همان واحدی که در RX-2 استفاده می‌شد و 110 اسب بخار خالص تولید می‌کرد - را به صورت رایگان ارسال کرد. در کنار آن، یک موتور الکتریکی DC 15-20 کیلوواتی و 20 عدد باتری سرب-اسیدی دشارژ عمیق 6 ولتی از نوع باتری خودروهای گلف قرار گرفت. این سیستم به صورت هیبرید کامل موازی کار می‌کرد.

آنچه واقعاً چشمگیر بود، لایه نرم‌افزار و کنترل خودرو بود. یک کنترلر میکروپردازنده مبتنی بر Intel 8008، کارکردهایی را که امروز در هر خودروی هیبریدی استاندارد محسوب می‌شوند، مدیریت می‌کرد: سیستم استارت/استاپ، ترمز بازسازی‌شونده و حرکت در لحظه شروع حرکت فقط با موتور الکتریکی. از نگاه یک مهندس، اولین پیش‌نویس اجزای معماری پریوس 1997 در سال 1972 در جاده آن آربور در حال شکل‌گیری بود.

ارقام عملکرد بسته به روش اندازه‌گیری متفاوت است: مصرف درون‌شهری 55-60 مایل بر گالن اعلام شده، در حالی که برخی منابع مقداری حدود 30 مایل بر گالن را در چارچوب "بیش از دو برابر بازدهی نسخه اصلی" گزارش می‌کنند. پشت این تفاوت، اختلافات تعریفی مانند چرخه تست و اینکه کدام حالت ملاک قرار گرفته وجود دارد؛ هر دو رقم نشان می‌دهند که خودرو به طور مشخص تمیزتر و کم‌مصرف‌تر از اسکایلارک بنزینی استاندارد آن دوران بوده است. در زمینه آلایندگی اما وضعیت روشن است: خودرو به سطحی معادل حدود 9 درصد انتشار خودروی بنزینی آن دوران می‌رسید.

چرا EPA برنامه هیبریدی خود را خاتمه داد؟

اسکایلارک تنها هیبرید و تنها پیشنهادی بود که تحت FCCIP یک نمونه اولیه کاربردی تولید کرد. در سال 1974 در آزمایشگاه آن آربور EPA تست شد؛ EPA پرداخت فاز I را طبق قرارداد انجام داد و 33.000 دلار به ووک و روزن پرداخت کرد. اما ادامه نیافت.

در پشت این تصمیم، مقاومتی شخصی وجود داشت، نه سازمانی. اریک استورک، معاون بخش کنترل آلودگی هوای منابع متحرک EPA، از ابتدا با ایده خودروی هیبریدی مخالف بود و با این تهدید که «هیبریدیپذیرفته نخواهد شد»، برنامه را به طور کامل به پایان رساند. برای انجام آزمون، ووک به بنیاد ملی علوم مراجعه کرد؛ در برابر کمیته ویژه تشکیل‌شده، استورک عقب نشست، آزمون انجام شد و ووک ادعا کرد که همه شرایط با موفقیت گذرانده شده است. EPA سپس برای ادامه ندادن برنامه، گزارشی 75 بندی ارسال کرد - در این گزارش استورک، در حالی که پذیرفت که خودرو مصرف سوخت بهتر و آلایندگی کمتری دارد، صراحتاً نوشت که مخالفتش با هیبریدها «فلسفی» است و از سود بردن ووک از این کار ناراحت است.

روی دینامومتر طوری تنظیم شده بود که فقط با باتری کار کند... برای خودرو یک فناوری چندان عملی نیست. حتی امروز هم حاشیه‌ای است.

استورک شکاکیت خود را تا زمان مرگش در سال 2014 ادامه داد. ووک اما بعداً برخورد با دیوار طرف مقابل را در یک جمله خلاصه کرد: «تا سال 1976 آن‌قدر عصبانی شده بودم و آن‌قدر انرژی از دست داده بودم که تسلیم شدم.» جنبه تراژیک-کارکردی ماجرا این بود که در سال 1993، مقامات برنامه Partnership for a New Generation of Vehicles دولت کلینتون، وقتی از ووک پرسیده شد، حتی از وجود FCCIP دهه 1970 بی‌خبر بودند - حافظه سازمانی تا این حد پاک شده بود.

شجره‌نامه صدساله پشت نمونه اولیه

اسکایلرک ووک در خلأ متولد نشد. خودِ ایده هیبرید به دوره کودکی خودرو بازمی‌گردد: فردیناند پورشه در سال 1900 نخستین خودروی هیبریدی کاربردی جهان، یعنی Semper Vivus را طراحی کرد - در آن سال‌ها حدوداً 23 تا 25 ساله بود. نسخه عرضه‌شده به بازار، یعنی Lohner-Porsche Mixte، نخستین خودروی تجاری با موتور داخل توپی چرخ بود. یک قرن بعد، نیویورک تایمز شجره‌نامه پریوس را دقیقاً به همین خودروی سال 1900 ارجاع داد.

ریشه‌های پیشرانه برقی حتی به عقب‌تر بازمی‌گردد: آنیوش یدلیک نخستین موتور الکتریکی را در 1827 ساخت و رابرت اندرسون خودروی موتوری خود را بین 1832 تا 39 توسعه داد. جنرال الکتریک در سال‌های 98-1897 خودروهای برقی تولید کرد و در 1899 با یک موتور بنزینی چهارسیلندر آزمایش هیبریدی انجام داد. یعنی ایده‌ای که EPA در 1972 رد کرد، هم پیشینه‌ای هفتادساله داشت و هم از نظر مهندسی به بلوغ رسیده بود. حتی کارهای تویوتا در توسعه هیبرید به سال 1968 و مدیر پروژه، کنیا ناکامورا، بازمی‌گردد.

لغو برنامه، خودروی هیبریدی را چند سال عقب انداخت؟

ارزیابی‌ها معمولاً از تأخیری دو دهه‌ای سخن می‌گویند و این تعریف قابل اندازه‌گیری است: فناوری در دهه 1970 در سطح نمونه اولیه آماده بود، اما نخستین هیبرید مصرف‌کننده تنها در سال 1997 با تویوتا پریوس عرضه شد. در بازار آمریکا نخستین هیبرید هوندا اینسایت بود - در دسامبر 1999 با حدود 53 مایل در هر گالن، به‌عنوان یک «هیبرید ملایم» با سیستم موازی؛ پریوس با سال مدل 2000/2001 گذر فراقاره‌ای را انجام داد. HTV-1 کنترل‌شده با کامپیوتر که آزمایشگاه تحقیقاتی جنرال الکتریک در سال 1982 توسعه داد، نمونه اولیه سیستم‌های امروزی تویوتا و هوندا به شمار می‌رود؛ آئودی در سال 1989 آزمایش خود را انجام داد. به بیان دیگر، دری که در سال 1974 در آمریکا بسته شد، دو دهه بعد توسط تیم‌های مهندسی کشورهای دیگر دوباره باز شد.

پس از تأخیر، بازار شتاب گرفت. در سال 2010 شورولت ولت نخستین هیبرید پلاگین‌خور تجاری بود که به فروش رسید؛ فروش جهانی PHEV در سال 2010 بیش از 300 دستگاه بود، در 2015 به 222,000 و در 2025 به 7.2 میلیون رسید. بلوغ فناوری باتری از سرب-اسید به NiMH و از آنجا به لیتیوم-یون، نیروی محرکه اصلی زیر این منحنی بود - اما شروع منحنی در 1997 و نه در دهه 1970 تصمیمی مشخص داشت: آزمون آن‌دربر و گزارش ۷۷مادی که به دنبال آن آمد.

ووک چگونه به تاریخ بازگشت؟

پس از پایان پروژه، ووک خاموش نشد: بیش از 100 مقاله فنی منتشر کرد، از جمله مشاوره برای اتوبوس‌های شهری هیبریدی انجام داد و بیش از 10 ثبت اختراع داشت که بیشترشان مربوط به پیشرانه هیبریدی یا برقی بود. تأکید می‌شود که نخستین هیبرید تویوتا از همان اصول پایه اسکایلارک استفاده کرد. ووک زمانی که نخستین هیبرید به آمریکا رسید، یک پریوس 2001 سفید اجاره کرد و در سال 2004، با گفتن اینکه از همکارانی که ابتدا مخالف بودند عذرخواهی دریافت کرده، سرانجام احساس حقانیت کرد.

پس از مرگش - 19 مه 2005، در خانه‌اش در منهتن، 86 ساله، بر اثر سرطان - به او «پدرخوانده هیبرید» و «پدربزرگ خودروهای برقی و هیبریدی در آمریکا» لقب دادند. جایزه Elmer A. Sperry برای پیشرفت در حمل‌ونقل پس از مرگ به او اهدا شد؛ سری درس‌های سالانه‌ای به نام او در کلتک ادامه دارد. اما اینکه خود نمونه اولیه امروز کجاست نامشخص است؛ در منابع عمومی هیچ سابقه‌ای از سرنوشت اسکایلارک وجود ندارد.

نتیجه‌گیری: فناوری تأخیر را ایجاد کرد یا تصمیم؟

درس پرونده ووک نه در سمت مهندسی، بلکه در سمت فرآیند است. تکنولوژی‌ای که برای اسکایلارک 1972، بودجه، آزمایشگاه تست و نتایج قابل اندازه‌گیری (کاهش 91 درصدی آلایندگی، تقریباً دو برابر شدن بازده، و یک کنترلر کارآمد) داشت، با مخالفت «فلسفی» تنها یک تصمیم‌گیرنده، دهه‌ها کنار گذاشته شد. این که بتوانیم از امروز با قطعیت بگوییم آیا خودروی هیبریدی در دهه 1970 و نه در 1997 به جاده‌ها می‌آمد یا نه، امکان‌پذیر نیست - پرسش‌های مقیاس‌پذیری، هزینه و تولید باتری همچنان بی‌پاسخ ماندند. اما این دانستن که تکنولوژی اثبات‌شده بود و حتی پس از اثبات نیز پذیرفته نشد، یکی از گران‌ترین نمونه‌های اختراع دوباره در تاریخ خودرو را مستند می‌کند. میراث ووک با هر ترمز تجدیدکننده‌ای که هیبریدهای امروزی تجربه می‌کنند و با هر چرخه ترمز و حرکت، به یاد آورده می‌شود.

منابع

• ویکتور ووک: پدرخوانده خودروی هیبریدی
• The "Godfather of the Hybrid" | Columbia College Today
• ویکتور ووک
• تاریخ شفاهی: ویکتور ووک
• ویکتور ووک، 86 ساله؛ سازنده خودروی هیبریدی در دهه 70
• خط زمانی دستاوردهای عمده در آلودگی هوای حمل و نقل - US EPA
• چگونه فردیناند پورشه نخستین خودروی هیبریدی را طراحی کرد
• تاریخ خودروی برقی - وزارت انرژی آمریکا
• توسعه پریوس و استراتژی هیبریدی - تویوتا گلوبال
• نقاط عطف: تویوتا پریوس، نخستین خودروی هیبریدی تولید انبوه جهان، 1997
• تاریخچه هیبریدهای پلاگین‌دار