اولین اتومبیل ها
(چاپ شده در مجله ی موتور)
گردآوری و ترجمه : طیبه بیسجردی
عضو گروه تحقیقاتی پیشرانش- انجمن علمی هوافضا
مقدمه
موتور بخار یک موتور احتراق خارجی است که از انرژی گرمایی موجود در بخار آب استفاده کرده و آن را به کار مکانیکی تبدیل مي کند. موتور بخار به عنوان موتور اصلی پمپ ها و لکوموتیو ها, کشتی های بخار و تراکتور استفاده مي شد و دلیل اصلی انقلاب صنعتی بود. توربین های بخار گونه ای از همان موتور بخار, همچنان به صورت گسترده به عنوان ژنراتور الکتریسیته مورد استفاده دارند اما مدل های قدیمی تر تقریباً به طور کامل با موتورهای درون سوز و موتورهای الکتریکی جایگزین شده اند. یک موتور بخار به قسمت جوشش نیازمند است تا آب را به جوش آورده و تولید بخار کند. گسترش بخار آب باعث اعمال نیرو به پیستون یا پره ي توربین مي شود که حرکت آن موجب چرخیدن چرخ ها یا حرکت سایر اجزاء مي گردد. یکی از محسنات موتور بخار این است که هر نوع منبع حرارتی مي تواند در قسمت جوشش برای تولید بخار استفاده شود ولی مورد بسیار معمول, آتشی است که توسط چوب, ذغال یا سوخت و گرمای تولیدی در رآکتور هسته ای است.
اولین اتومبیل ها؛ ماشین های بخار:
در سال 1769 کاپیتان نیکولاس جوزف کاگنات که یک افسر فرانسوی بود اولین اتومبیل را ساخت که البته برای حمل و نقل اجزای توپخانه بود. اتومبیل بخار کاگنات یک سه چرخه بود که مي توانست چهار اسلحه حمل کند. بیشترین سرعتش به 3.2 کیلومتر بر ساعت میرسید و باید هر 20 دقیقه توقف مي کرد تا بخار جدید تولید کند. در 1825 سر گولد زوری گورنی اولین گاری بدون اسب را که به واسطه نیروی بخار کار مي کرد, اختراع کرد.
این موفقیت بزرگی نبود اما گام بزرگی برای درک نحوه ي استفاده از بخار به عنوان نیروی مستقل بود. ماشین گورنی بیشتر به کالسکه شبیه بود که شش چرخ داشت که چهار چرخ آن وزن ماشین را تحمل میکردند و دو چرخ جلو به جای اسب استفاده مي شدند و برای چرخیدن کالسکه بخار مورد استفاده قرار مي گرفت.
سر گورنی بعدها موتور خود را طراحی دوباره کرد که تغییر مسیرش توسط موتور بود و به عنوان پسای گورنی نامیده مي شد. در 1829 این اتومبیل از لندن تا بث را طی کرد گرچه در این اولین سفر اتومبیل, با درشکه ي پست بریستول تصادف کرد و بعدها مورد حمله ي راه زنان قرار گرفت و مجبور بود تحت حفاظت طی طریق کند. میانگین سرعت در سفرهای بین شهری 15 متر در ساعت بود و به عنوان اولین سفر طولانی انجام شده توسط یک ماشین مکانیکی دانسته شد. در سال 1806 موتور بخار گورنی در سیستم راکت جورج و رابرت استفاده شد که به سرعت 30 متر در ساعت نیز رسید که در آن زمان رکورد خوبی به حساب میآمد, در همان سال استفنسون که از کار گورنی خبر نداشت لکوموتیو بخار را ساخت که قبلاً توسط گورنی طراحی شده بود ولی در آن زمان به نام استفنسون ثبت اختراع شد و تلاش های گورنی برای ثابت کردن ادعای خود بی نتیجه بود. دلیل اصلی شهرت گورنی بیشتر بابت "نور آهک "وی بود, او سیستمی از هیدروژن و اکسیژن طراحی کرد که در آن حرارت بالا به یکباره توسط سوختن این دو عنصر تولید مي شد. او این عملیات را روی ماده های متفاوت امتحان کرد و دریافت که نور خیره کننده ایجاد شده توسط آهک از همه بیشتر است. این نور, به نور آهک معروف شد و از فاصله 95 مایلی نیز قابل مشاهده بود. نور آهک مصارف زیادی در تئاتر پیدا کرد ولی شهرت گورنی مدیون استفاده از نور آهک در فانوس های دریایی بود.
در زیر متنی است از قول گورنی در مورد طراحی اش:
"تلاش من در زمینه موتورهای لکوموتیو و ابزار مرتبط با آن شامل یک ترتیب مرکزی و شناسایی قسمت های مهم لکوموتيوهای فشار بالا موتور بخار بود که این قسمت ها را به هم مربوط مي ساخت و برای درشکه ها و کالسکه های مسافرتی مناسب مي کرد, به همین دلیل برای سوق دادن آن به سوی حرکت در جاده های معمولی و بدون استفاده از اسب با سرعت مناسب که برای مسافران نیز مناسب باشد, آزمایش های زیادی انجام داده ام که در انتها به ترکیب موتور لکوموتیو با اتاق درشکه منجر شد که قابلیت تطابق خود با مسیرهای طولانی در جاده های موجود با حمل بار و مسافر را دارا بود. با این توصیف رقابت برای ساخت و توسعه موتورهای لکوموتیو ممکن است به ساخت مدل های کارآمدتر برای مسافران و مناسب تر برای جاده ها منتهی شود. تلاش قبلی افراد برای دستیابی به این مهم بی نتیجه مانده است ولی من موفق شدم به اصل تولید و چگونگی رسیدن به هدف مورد نظر دست یابم. "
نیکو لاس جوزف کاگنات (25 سپتامبر 1725-2 اکتبر 1804) مخترع فرانسوی بود که به عنوان اولین سازنده ي اتومبیل شناخته شده است.کاگنات متولد وید لورین بود, او به عنوان مهندس ارتش فعالیت خود را آغاز کرد و تجربه های خود را از کار کردن با مدل های موتور بخار در ماشین های ارتشی به دست آورد که برای حمل و نقل توپ های نظامی به کار برده مي شد.کاگنات اولین کسی بود که استفاده از نیروی بخار برای جلو عقب بردن پیستون را پیشنهاد داد, که در سال 1769 بر روی واگن بخار مورد استفاده قرار گرفت.
سال بعد وی مدل پیشرفته تری از آن را عرضه کرد, گفته مي شود ماشین وی قابلیت کشش 4 تن و حرکت با سرعت 4 کیلومتر در ساعت را داشت, این ماشین سنگین دارای دو چرخ در قسمت عقبی و یکی در جلو بود که به موتور بخار وصل و قابل کنترل بود, در سال 1771 اتومبیل وی با دیوار تصادف کرد که این تصادف اولین تصادف یک ماشین شناخته شد. بعدها در سال 1772 پادشاه لوئیس برای کاگنات مبلغی در حدود 600 فرانس در سال برای اختراعاتش در نظر گرفت. در انقلاب فرانسه کاگنات مجبور به ترک فرانسه و زندگی فقیرانه در بروکسل شد, گرچه بعدها دوباره به دعوت ناپلئون بنا پارت به فرانسه باز گشت و همان جا دار فانی را وداع گفت.
اتومبیلی که ما می شناسیم در یک روز و توسط یک نفر ساخته نشد این تاریخ از اتومبیل ها نشان دهنده ي انقلابی است که در صنعت و مکانیک روی داد :
• اتومبیل کاگنات توسط یک مهندس فرانسوی پیشرفته تر شد, onesipher pecqueur, که برای موتورش تعویض دنده تعریف کرد.
• در 1789 ثبت اختراع امریکا برای وسیله نقلیه ی زمینی با قدرت بخار به نام الیور ایوانز صورت گرفت.
• در 1801 ریچارد ترویسیک اولین اتومبیل بخار را در انگلستان ساخت.
• 1820 تا 1840 اوج استفاده از وسیله نقلیه های بخار در انگلستان بود.
• ساخت تراکتور های بخار توسط چارلز دیتز مسافران را بین پاریس و بوردکس انتقال مي داد.
• بین سالهای 1860 تا 1880 شمار بسیاری از اتومبیل های بخار توسط مخترعین گوناگون از جمله هریسون دایر, جوزف دیکسون, رافوس پورتر و ویلیام تی جیمز ساخته شد.
• امدئی بولی اتومبیل پیشرفته ای با موتور بخار در سالهای 1873 تا 1883 ساخت که در آن از سیستمهای جلو بندی موتور, محور مرکزی, چرخش چرخ ها در حالت عمودی محور استفاده کرد و قسمت جوشش را در سمت عقب, پشت قسمت مسافران قرار داد.
• در 1871 دکتر جی دبلیو کارهارت پروفسور فیزیک در دانشگاه وینکونسین و کمپانی جی آی کیس با هم اتومبیل بخاری ساختند که مسابقه 200 مایلی را برد.
این سایت درباره ی علوم هوافضا و سیستم های پیشرانشی است و مطالب آن تمام قسمت های قابل دسترسی را شامل میشود؛ هدف این سایت توسعه و همچنین کاربردی نمودن این علوم است. برای کسب اطلاعات بیشتر لطفا بخش همکاری و ارتباط را مطالعه کنید.