จากกระจกนิรภัยสู่ยางอะไหล่: หลักการความปลอดภัยยุคแรกที่ถูกลืม

กระจกนิรภัยได้รับการจดสิทธิบัตรในปี 1905 แต่ต้องรออีกยี่สิบปีก่อนที่มันจะกลายเป็นอุปกรณ์มาตรฐาน
กระจกนิรภัยได้รับการจดสิทธิบัตรในปี 1905 แต่ต้องรออีกยี่สิบปีก่อนที่มันจะกลายเป็นอุปกรณ์มาตรฐาน

แชร์หน้านี้

ก่อนยุคเข็มขัดนิรภัยและถุงลมของ Volvo ไปมาก ในยุคแรกเริ่มของยานยนต์ นั้นเมล็ดพันธุ์ของแนวคิดด้านความปลอดภัยในปัจจุบันได้ถูกหว่านลงแล้ว: กระจกนิรภัยที่จดสิทธิบัตรในปี 1905 เบรกกลองที่จดสิทธิบัตรในปี 1902 Rambler ที่มาพร้อมล้ออะไหล่จากโรงงาน และมอเตอร์สตาร์ทไฟฟ้าที่ทำให้แฮนด์คริ้งกลายเป็นประวัติศาสตร์ ไม่มีสิ่งประดิษฐ์เหล่านี้สักอย่างที่กลายเป็นมาตรฐานในคืนเดียว; บางอย่างก็ยัง "เร็วเกินไป" อยู่นานหลายสิบปี นี่คือเรื่องราวของการปฏิวัติด้านความปลอดภัยที่เงียบงันนั้น

สิ่งที่น่าสนใจ

  • สิทธิบัตรยานยนต์รายแรกของกระจกนิรภัยเป็นของ John Crewe Wood ในปี 1905; ส่วนการกลายเป็นอุปกรณ์มาตรฐานนั้นมาถึงราวกลางทศวรรษ 1920
  • Louis Renault จดสิทธิบัตรเบรกกลองในปี 1902; ในปีเดียวกัน Frederick Lanchester ก็ได้รับสิทธิบัตรเบรกดิสก์แบบคาลิเปอร์รุ่นแรก
  • ยานยนต์แรกที่มาพร้อมล้อและยางอะไหล่จากโรงงานคือ 1909 Rambler ซึ่งผลิตในปีนั้น 1,692 คัน
  • ระบบสตาร์ทไฟฟ้าของ Kettering ปรากฏใน Cadillac ในปีรุ่น 1912 และทำให้แฮนด์คริ้งอันตรายไม่ถูกใช้อีกต่อไป

ทำไมต้องเขียนบทความแบบนี้? เพราะความปลอดภัยมักมาถึงก่อนเวลาเสมอ

ลองคิดดูว่า: ต้นทศวรรษ 1900 รถยนต์เป็นสินค้าฟุ่มเฟือย เป็นของเล่นของคนรวย ไม่มีใครคาดเข็มขัด ไม่มีใครทำการทดสอบการชน แต่ในช่วงเวลานั้นเอง อุปกรณ์ความปลอดภัยที่วันนี้เราเรียกว่า "ขาดไม่ได้" ก็ถูกประดิษฐ์ขึ้นทีละอย่าง ส่วนที่น่าทึ่งที่สุดคือ: บางครั้งระหว่างการประดิษฐ์กับการกลายเป็นมาตรฐานมีช่องว่างถึง 20-30 ปี นั่นคือเรื่องราวนี้ไม่ใช่เรื่องของ "การคิดค้นไอเดีย" แต่เป็นเรื่องของความพยายามอย่างไม่ย่อท้อในการผลักดันไอเดียนั้นให้ทุกคนยอมรับ

แล้วสิ่งประดิษฐ์ด้านความปลอดภัยเหล่านี้แก้ปัญหาอะไร? สรุปสั้น ๆ ก่อน แล้วค่อยเล่าทีละอย่าง:

สิ่งประดิษฐ์ปีผู้บุกเบิกปัญหาที่แก้ไข
กระจกนิรภัย (ลามิเนต)1905John Crewe Woodกระจกหน้าที่แตกแล้วแตกเป็นเสี่ยง ๆ
เบรกกลอง1902Louis Renaultการเบรกที่ไม่มีประสิทธิภาพ
เบรกดิสก์1902Frederick W. Lanchesterเบรกที่ระบายความร้อนได้ดีกว่า
ล้ออะไหล่1909Ramblerการติดอยู่กลางทางโดยไร้ทางเลือกเมื่อยางแบน
สตาร์ทไฟฟ้า1912Kettering / Cadillacแฮนด์คริ้งอันตราย

กระจกนิรภัยถูกประดิษฐ์ขึ้นอย่างไร และทำไมการกลายเป็นมาตรฐานถึงใช้เวลานานหลายสิบปี?

รถยนต์ยุคแรก ๆ แท้จริงแล้วยังไม่มีกระจกหน้าเลยด้วยซ้ำ กระจกหน้าเริ่มปรากฏเป็นอุปกรณ์เสริมแบบเลือกได้ประมาณปี 1904 และผลิตจากกระจกธรรมดา นั่นคือถ้ามีก้อนกรวดเล็ก ๆ ปลิวมาโดน กระจกก็จะแตกกระจาย และเศษแหลมคมก็จะพุ่งเข้าใส่ใบหน้าและดวงตาของคุณ สถานการณ์ที่น่าสยดสยอนจริง ๆ ใช่ไหม?

ความบังเอิญ ทนายความคนหนึ่ง และกาวระหว่างกระจกสองแผ่น

การกำเนิดของกระจกลามิเนตแท้จริงแล้วคือเรื่องราวของการเดินทางสองสายที่แยกจากกัน ด้านหนึ่งคือนักเคมีชาวฝรั่งเศส Édouard Bénédictus: ในปี 1903 เขาทำขวดที่มีไนโตรเซลลูโลสล้นในห้องทดลอง ขวดแตกแต่เศษชิ้นส่วนกลับไม่กระจาย ไม่นานหลังจากนั้น เมื่อเขาอ่านข่าวในหนังสือพิมพ์เกี่ยวกับผู้หญิงสองคนที่บาดเจ็บจากเศษกระจก ไอเดียก็ผุดขึ้นในหัว และเขาก็พัฒนากระจกลามิเนตขึ้นโดยการวางชั้นไนโตรเซลลูโลสไว้ระหว่างกระจกสองแผ่น เขายื่นจดสิทธิบัตรในปี 1909 ก่อตั้ง Société du Verre Triplex ในปี 1911 และใช้ชื่อทางการค้า "Triplex" ในสิทธิบัตรของอังกฤษและฝรั่งเศส

ฝั่งตรงข้ามคือทนายความชาวอังกฤษ John Crewe Wood ทนายความจาก Swindon, Wiltshire คนนี้ได้รับสิทธิบัตรของอังกฤษและสหรัฐอเมริกาสำหรับกระจกชั้นสำหรับกระจกหน้ารถยนต์โดยเฉพาะในปี 1905 เขาเชื่อมชั้นกระจกเข้าด้วยกันด้วย ยางมะตอยแคนาดา และจริงจังกับงานนี้จนก่อตั้งบริษัท Safety Motor Screen Company นั่นคือในช่วงที่รถยนต์เพิ่งเริ่มแพร่หลาย มีคนบอกว่า "กระจกนี้ไม่ควรทำให้คนบาดเจ็บ" และถึงขั้นจดสิทธิบัตรเลยทีเดียว

สงคราม, PVB และเส้นทางอันยาวไกลสู่การกลายเป็นมาตรฐาน

แต่ทำไมไอเดียสุดยอดนี้ถึงไม่กลายเป็นมาตรฐานทันที? เพราะกระจก Triplex ผลิตช้าและมีราคาแพง ผู้ผลิตรถยนต์จึงไม่ค่อยสนใจในช่วงแรก จุดเปลี่ยนคือ สงครามโลกครั้งที่ 1 กระจกชั้นถูกใช้อย่างแพร่หลายในแว่นตากันแก๊ส และความต้องการเพิ่มขึ้นพร้อมกับสงคราม หลังสงครามสิ้นสุด การเปลี่ยนไปใช้ในรถยนต์ก็เร่งตัวขึ้น ราวปี 1924 การใช้งานในรถยนต์ครั้งแรกปรากฏในสหรัฐอเมริกา และ Ford ทำให้กระจกชั้นเป็นมาตรฐานในปี 1928 แม้วันที่ของการที่ผู้ผลิตรายใดเปลี่ยนในปีใดจะแตกต่างกันไปตามแหล่งข้อมูล แต่ก็ชัดเจนว่าราวปี 1926-1927 Rickenbacker เป็นหนึ่งในผู้ผลิตรายแรกที่ทำให้กระจกนิรภัยเป็นมาตรฐานทั้งคัน นั่นคือใช้เวลากว่า 20 ปีเศษจากสิทธิบัตรสู่การกลายเป็นมาตรฐาน

แต่การปฏิวัติครั้งแท้จริงมาในปี 1927 นักเคมีชาวแคนาดา Howard W. Matheson และ Frederick W. Skirrow ได้ประดิษฐ์พลาสติกโพลีไวนิลบิวทีรัล (PVB) กระจกชั้นที่มี PVB ไม่เปลี่ยนสีและทนทานต่อการเจาะทะลุมากกว่า จึงแทนที่ประเภทเดิมอย่างรวดเร็ว ในทศวรรษ 1930 กฎหมายจราจรทางถนนของอังกฤษกำหนดให้กระจกนิรภัยเป็นกระจกหน้าบังคับในยานพาหนะใหม่ทั้งหมด ในปี 1937 ชั้นกลางสุดท้ายได้รับการทดสอบ ในปี 1966 ฟิล์ม PVB เพิ่มเป็น 0.76 มม. และกระจกหน้าที่ทนการเจาะทะลุสูงกลายเป็นมาตรฐานในสหรัฐอเมริกา ปัจจุบันกระจกหน้าแบบชั้นบังคับใช้ในทุกประเทศใหญ่ และณ ปี 2020 ใช้ในรถยนต์มากกว่า 1.2 พันล้านคัน เรื่องราวที่เริ่มต้นจากขวดที่ล้มลงได้เดินทางมาไกลมาก และไกลเสียจริง!

ใครประดิษฐ์เบรกดรัม และทำไมเบรกดิสก์จึงมาช้า?

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

การทำให้รถเร็วขึ้นนั้นง่าย แต่สิ่งที่ยากที่สุดคือการหยุดมัน เบรกในรถยนต์ยุคแรกๆ ค่อนข้างล้าหลังและไร้ประสิทธิภาพ เบรกดรัมแบบรถยนต์สมัยใหม่ถูกใช้เป็นครั้งแรกในยานพาหนะโดย Maybach ในปี 1900 แต่ก้าวสำคัญที่แท้จริงมาในปี 1902 วิศวกรชาวฝรั่งเศส Louis Renault ได้จดสิทธิบัตรเบรกดรัมสมัยใหม่แบบขยายเข้าด้านใน ในระบบของ Renault ผ้าเบรกสปริงภายในคู่หนึ่งจะกดเข้ากับดรัม และแบรนด์ Renault เป็นรายแรกที่ใช้เบรกนี้ อีกด้านหนึ่งของผลงานของ Renault คือการเปลี่ยนผ้าเบรกเป็นใยหิน ซึ่งเป็นก้าวที่ปฏิวัติวงการวัสดุเสียดทานในยุคนั้น เบรกดรัมเป็นโซลูชันเบรกมาตรฐานของรถยนต์มาเป็นเวลาหลายทศวรรษ ส่วนการแพร่หลายของเบรกดิสก์ก็ใช้เวลานานหลายปี

เบรกดิสก์ยุคแรกของ Lanchester: อัจฉริยะผู้ถูกลืมแห่งปี 1902

ที่น่าสนใจคือ ในปีเดียวกันนั้น (1902) วิศวกรชาวอังกฤษ Frederick William Lanchester ได้ประดิษฐ์เบรกดิสก์แบบคาลิเปอร์ตัวแรก และได้รับสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 1 ธันวาคม 1902 หมายเลข Patent No. 26,407 ระบบนี้ทำงานโดยการบีบจานเบรกให้แน่นระหว่างผ้าเบรกสองข้าง เหมือนเบรกคาลิเปอร์ของจักรยาน นั่นคือบรรพบุรุษของโซลูชันที่เราใช้กันในรถยนต์สมัยใหม่แทบทุกคันในวันนี้ แล้วทำไมมันถึงไม่แพร่หลายทันที? ปัญหาด้านความเป็นไปได้ในการนำไปใช้: วัสดุและเทคนิคการผลิตในยุคนั้นยังไม่เพียงพอที่จะทำให้การออกแบบอันชาญฉลาดนี้ใช้งานได้จริง เบรกดิสก์ใช้เวลาหลายสิบปีกว่าจะได้รับการใช้งานในรถยนต์ที่ผลิตเป็นจำนวนมาก ชะตากรรมของ Lanchester คล้ายกับชะตากรรมของกระจกนิรภัยอย่างมาก: ไอเดียที่ถูกต้อง แต่ผิดเวลา

ล้ออะไหล่: ล้ออะไหล่มาจากไหน?

ปัจจุบัน ล้ออะไหล่วางอยู่ก้นท้ายกระโปรงหลังของรถ เป็นที่เก็บที่พวกเราส่วนใหญ่ไม่เคยเปิดใช้เลย แต่รถยนต์ยุคแรกๆ ถูกผลิตออกมาโดยไม่มีล้ออะไหล่! การได้รับยางแบนกลางทางในสมัยนั้นหมายความว่าต้องนั่งรออย่างไร้ทางสิ้นหวังอยู่ริมถนน

แม้แต่ตัวคำศัพท์เองก็มีเรื่องราว: ในปี 1904 Thomas Morris Davies และ Walter Davies ได้จดสิทธิบัตรล้ออะไหล่สำหรับรถยนต์เป็นครั้งแรกที่เมือง Llanelli ในเวลส์ และก่อตั้งกิจการชื่อ Stepney Works ชื่อ "Stepney" มาจากกิจการแห่งนี้โดยตรง นั่นคือคำที่เราเรียกว่า "stepne" นั้น ที่จริงแล้วคือชื่อของเมืองเล็กๆ ในเวลส์และโรงงานแห่งหนึ่ง

ส่วนรถยนต์คันแรกที่ออกจากโรงงานพร้อมล้ออะไหล่และยางคือ Rambler ที่ผลิตโดย Thomas Jeffery & Company ในสหรัฐอเมริกาเมื่อปี 1909 ในปีนั้นผลิตได้ทั้งหมด 1,692 คัน และล้ออะไหล่แรกวางอยู่ด้านขวาของยานพาหนะ โปรดสังเกต: หนึ่งคืออุปกรณ์เสริมและสิทธิบัตร (ปี 1904 พี่น้อง Davies) อีกหนึ่งคืออุปกรณ์มาตรฐานที่ผลิตเป็นจำนวนมาก (ปี 1909 Rambler) เมื่อทั้งสองมารวมกัน สมการ "ยางแบน = การเดินทางที่พังทลาย" ก็กลายเป็นเรื่องของอดีต แม้ว่าปัจจุบันในรถจำนวนมาก หน้าที่นี้จะถูกแทนที่ด้วยชุดซ่อมยางหรือยางแบบ run-flat แต่ล้ออะไหล่ก็ยังคงเป็นผู้อาศัยดั้งเดิมของกระโปรงหลัง

มอเตอร์สตาร์ทไฟฟ้า: ทำไมชุดคานหมุนสตาร์ทจึงหายไปจากประวัติศาสตร์?

ในการสตาร์ทรถยนต์ยุคแรกๆ คุณต้องใช้แรงทั้งหมดของคุณหมุนชุดคานหมุนสตาร์ทที่อยู่ด้านหน้าเครื่องยนต์ ปัญหาคือ เมื่อเครื่องยนต์สะท้อนกลับ ชุดคานนั้นจะหมุนกลับมาพร้อมกับคุณ และผลที่ตามมาอาจเป็นการบาดเจ็บร้ายแรง เช่น แขนหัก นิ้วหัก หรือใบหน้าได้รับบาดเจ็บ Henry M. Leland หัวหน้าของ Cadillac เห็นว่าชุดคานหมุนสตาร์ทด้วยมืออันตรายเพียงเท่านี้ จึงตัดสินใจพัฒนาอุปกรณ์สตาร์ทไฟฟ้าขึ้นมา Charles F. Kettering ที่ทำงานที่ Delco ในเมือง Dayton รัฐ Ohio ได้เริ่มพัฒนาอุปกรณ์นี้ตามคำขอของ Edward Deeds เพื่อนและเพื่อนร่วมงาน และ Delco ได้ผลิตต้นแบบที่ใช้งานได้จริงออกมาในเดือนกุมภาพันธ์ ปี 1911 ยื่นคำขอสิทธิบัตรสำหรับมอเตอร์สตาร์ทไฟฟ้าเมื่อวันที่ 15 มิถุนายน 1911 ส่วนสิทธิบัตรได้รับอนุมัติในอีกสามปีต่อมา คือวันที่ 17 สิงหาคม 1915

ระบบสตาร์ทไฟฟ้าและจุดระเบิดแบบใช้กุญแจของ Kettering ได้รับการเปิดตัวในรุ่นปี 1912 ของรถยนต์ Cadillac ด้วยวิธีนี้ รถของคุณติดเครื่องได้เพียงแค่หมุนกุญแจ - อาการบาดเจ็บจากที่หมุนคันโยกกลายเป็นเรื่องในอดีตไปแล้ว วันนี้ทุกคนที่กดปุ่มสตาร์ทเพื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ กำลังสืบทอดมรดกของ Kettering โดยไม่รู้ตัว ยิ่งไปกว่านั้น สิ่งประดิษฐ์นี้ไม่ใช่แค่ความสะดวกสบาย แต่เป็นนวัตกรรมด้านความปลอดภัยอย่างแท้จริง: ไม่มีใครต้องเสี่ยงหัวหายเพราะคันหมุนเครื่องยนต์อีกต่อไป

สิ่งประดิษฐ์ยุคแรกเหล่านี้หยั่งรากลึกในแนวคิดความปลอดภัยของวันนี้ได้อย่างไร?

ฉันอยากชี้ให้เห็นจุดร่วมของสิ่งประดิษฐ์ทั้งห้านี้: ไม่มีข้อใดถูกสร้างขึ้นเพื่อความ "ทันสมัย" แต่ละชิ้นแก้ปัญหาจริงที่เจ็บปวด - กระจกที่ตัดเนื้อ ระบบเบรกที่ไม่เพียงพอ ยางแตกที่ทำให้ต้องลำบาก และคันหมุนที่ทำให้แขนหัก และแต่ละชิ้นยังคงเป็น "ก่อนยุค" มานานหลายปีจนกว่าทางวิศวกรรมที่ถูกต้องจะกลายเป็นมาตรฐาน

การเดินทางของกระจกแลมิเนตจากสิทธิบัตรปี 1905 ถึงกลางทศวรรษ 1920 การที่เบรกกลองยืนเป็นมาตรฐานนานหลายทศวรรษ และการที่ระบบเบรกดิสก์ของ Lanchester เพิ่งได้รับการเข้าใจหลังจากผ่านไปหลายสิบปี: เหล่านี้คือหลักฐานว่าความปลอดภัยของยานยนต์ก้าวหน้าไปทีละก้าวอย่างไม่ย่อท้อ ครั้งต่อไปที่ขึ้นรถและคาดเข็มขัดนิรภัย หรือมองออกไปนอกกระจกหน้า ลองหยุดสักวินาทีแล้วคิดดู: หลังกระจกนั้นมีขวดที่แตก หลังระบบเบรกนั้นมีวิศวกรชาวฝรั่งเศส ยางอะไหล่ในท้ายรถมีชื่อตามเมืองของชาวอิตาลี และหลังปุ่มสตาร์ทมีนักประดิษฐ์ชาวเมืองเดย์ตัน คิดว่าอะไรกันแน่ที่ถูกรอนานที่สุด?

แหล่งอ้างอิง