۱۴ دانستنی شگفت‌انگیز درباره اولین خودروی هیبریدی جهان؛ نبوغ فردیناند پورشه در سال ۱۸۹۸

بسیاری از مردم تصور می‌کنند که خودروهای برقی و هیبریدی پدیده‌ای متعلق به قرن بیست و یکم و زاده ذهن نوآورانی چون ایلان ماسک هستند. اما حقیقت تاریخی بسیار فراتر از این تصورات است. در سال ۱۸۹۸، زمانی که کالسکه‌های اسبی هنوز پادشاهان خیابان‌ها بودند، جوانی ۲۳ ساله به نام فردیناند پورشه (Ferdinand Porsche) اولین خودروی هیبریدی جهان را طراحی کرد. این شاهکار مهندسی که با نام لونر پورشه (Lohner-Porsche) شناخته می‌شود، بیش از یک قرن پیش از تسلا، ترکیبی از موتورهای بنزینی و پیشرانه‌های الکتریکی را به خدمت گرفت.
بررسی این داستان به ما نشان می‌دهد که ریشه‌های تکنولوژی پاک چقدر در عمق تاریخ صنعت خودروسازی ریشه دوانده است.

۰۱

تولد یک اسطوره در شرکت کالسکه سازی

فردیناند پورشه جوان کار خود را در شرکت ژیکوب لونر (Jacob Lohner) آغاز کرد که در آن زمان کالسکه‌ساز رسمی دربار اتریش بود. لونر متوجه شده بود که عصر اسب‌ها به پایان رسیده و آینده در اختیار موتورهاست. اما او از سر و صدای زیاد و بوی بد موتورهای بنزینی اولیه متنفر بود. او پورشه را مأمور کرد تا خودرویی بسازد که هم ساکت باشد و هم آلودگی کمتری ایجاد کند. نتیجه این همکاری، تولد سیستمی بود که پورشه آن را «سیستم لونر-پورشه» (System Lohner-Porsche) نامید؛ خودرویی که قدرت خود را مستقیماً در چرخ‌ها تولید می‌کرد.

۰۲

موتورهای درون‌چرخ: اوج خلاقیت فنی

بزرگ‌ترین نوآوری پورشه در این خودرو، حذف میل‌گاردان (Driveshaft) و جعبه‌دنده (Gearbox) بود. او موتورهای الکتریکی را مستقیماً درون هاب (Hub) چرخ‌های جلو قرار داد. این ایده که امروزه به آن موتور هاب الکتریکی (Electric Hub Motor) می‌گویند، باعث می‌شد انرژی با کمترین اتلاف به سطح جاده منتقل شود. این خودرو در اولین نسخه خود کاملاً الکتریکی بود، اما به دلیل وزن بسیار زیاد باتری‌های اسیدی (Lead-Acid Batteries)، پورشه مجبور شد برای افزایش برد مسافتی، به فکر اضافه کردن یک موتور بنزینی بیفتد که به عنوان ژنراتور عمل کند.

۰۳

سیستم «سیمپر ویووس» و معنای آن

مدل هیبریدی این خودرو با نام اختصاصی سیمپر ویووس (Semper Vivus) به بازار معرفی شد که در زبان لاتین به معنای «همیشه زنده» (Always Alive) است. علت انتخاب این نام، موتور بنزینی آن بود که به طور مداوم باتری‌ها را شارژ می‌کرد و اجازه نمی‌داد خودرو متوقف شود. این دقیقاً همان کانسپتی است که امروزه در خودروهایی مانند شورولت ولت (Chevrolet Volt) یا ب‌ام‌و آی ۳ (BMW i3) به عنوان سیستم افزایش‌دهنده برد (Range Extender) استفاده می‌شود. فردیناند پورشه در ۲۳ سالگی، راه‌حلی برای بزرگ‌ترین مشکل خودروهای برقی پیدا کرده بود.

۰۴

تکنولوژی چهار چرخ محرک در قرن نوزدهم

پورشه تنها به دو موتور اکتفا نکرد. او نسخه‌ای از این خودرو را ساخت که در هر چهار چرخ دارای موتور الکتریکی بود و به این ترتیب، اولین خودروی چهار چرخ محرک (All-Wheel Drive) جهان متولد شد. این خودرو قدرت ترمزگیری فوق‌العاده‌ای داشت، زیرا از موتورهای الکتریکی برای کاهش سرعت نیز استفاده می‌کرد (ترمز بازیافتی). با این حال، وزن خودرو به دلیل تعداد زیاد باتری‌ها به طرز خطرناکی بالا رفته بود و باعث می‌شد لاستیک‌های پنوماتیک آن زمان تحت فشار شدیدی قرار بگیرند.

۰۵

چرا این خودرو جهان را تسخیر نکرد؟

با وجود نبوغ به کار رفته، قیمت لونر-پورشه بسیار سرسام‌آور بود. این خودرو حدود ۱۵ هزار کرون اتریش قیمت داشت که در آن زمان ثروتی افسانه‌ای محسوب می‌شد. در مقابل، هنری فورد (Henry Ford) چند سال بعد با معرفی مدل تی (Model T) و خط تولید انبوه، خودروهای بنزینی ارزان‌قیمتی را به بازار فرستاد. تفاوت قیمت و راحتی سوخت‌گیری بنزین در مقایسه با پیچیدگی سیستم‌های الکتریکی و وزن سنگین باتری‌ها، باعث شد که موتورهای احتراق داخلی برای بیش از یک قرن پیروز میدان باقی بمانند.

۰۶

ارتباط غیرمنتظره با سفر به ماه

یک حقیقت نایاب فنی این است که طراحی موتورهای هاب چرخ پورشه در سال ۱۸۹۸، دهه‌ها بعد الهام‌بخش مهندسان ناسا (NASA) شد. هنگامی که آن‌ها در حال طراحی ماه نورد (Lunar Roving Vehicle) برای ماموریت‌های آپولو بودند، از همان کانسپت موتورهای الکتریکی درون چرخ استفاده کردند. سادگی انتقال قدرت و حذف قطعات مکانیکی پیچیده که پورشه در قرن نوزدهم به آن رسیده بود، بهترین راهکار برای حرکت بر روی سطح ماه بود. این نشان می‌دهد که پورشه نه تنها از زمان خود، بلکه حتی از محدودیت‌های زمین نیز فراتر فکر می‌کرد.

۰۷

شکست در مسابقات و درس‌های آن

فردیناند پورشه شخصاً با این خودرو در مسابقات تپه‌نوردی شرکت می‌کرد. اگرچه گشتاور موتورهای برقی در شروع حرکت بی‌نظیر بود، اما گرم شدن بیش از حد موتورها و وزن زیاد خودرو باعث می‌شد در مسافت‌های طولانی از رقبای بنزینی عقب بماند. این شکست‌های کوچک باعث شد پورشه به سمت بهینه‌سازی موتورهای بنزینی و سبک‌سازی شاسی حرکت کند. او متوجه شد که قدرت بدون کنترل و مدیریت وزن، در دنیای واقعی کارایی ندارد؛ درسی که بعدها در طراحی پورشه ۹۱۱ به کمال رسید.

۰۸

بازتاب تاریخی: خودرویی برای اشراف

در آن زمان، لونر-پورشه به عنوان یک اسباب‌بازی برای فوق‌ثروتمندان دیده می‌شد. حتی ای بارون روتشیلد (Baron Rothschild) یکی از این خودروها را خریداری کرد. از منظر جامعه‌شناسی، خودروهای الکتریکی اولیه نمادی از کلاس اجتماعی بالا بودند، زیرا رانندگی با آن‌ها تمیزتر و شیک‌تر از خودروهای بنزینی ددمنشانه آن زمان بود. مطبوعات آن دوران، پورشه را یک «جادوگر برق» توصیف می‌کردند که توانسته است قدرت رعد و برق را در چرخ‌های یک درشکه مهار کند.

۰۹

سایه جنگ بر سر نوآوری

با شروع تنش‌های سیاسی در اروپا و نزدیک شدن به جنگ جهانی اول، اولویت‌های صنعتی تغییر کرد. ارتش‌ها به خودروهایی نیاز داشتند که به راحتی در میدان نبرد تعمیر شوند و سوخت آن‌ها همه جا در دسترس باشد. سیستم پیچیده هیبریدی پورشه برای شرایط خشن جنگی مناسب نبود. این یک نمونه کلاسیک از تاثیر سیاست بر تکنولوژی است؛ جایی که نیازهای نظامی باعث شد توسعه خودروهای پاک برای دهه‌ها متوقف شود و منابع جهان به سمت موتورهای احتراق داخلی سرازیر گردد.

۱۰

مشکل وزن: کابوس ۱۸۰۰ کیلوگرمی

بخش بزرگی از شکست تجاری این طرح به وزن باتری‌ها مربوط می‌شد. فقط باتری‌های این خودرو به تنهایی بیش از ۵۰۰ کیلوگرم وزن داشتند. وزن کل خودرو در برخی مدل‌ها به ۱۸۰۰ کیلوگرم می‌رسید که برای جاده‌های سنگ‌فرش و خاکی آن زمان یک فاجعه بود. پورشه هرچقدر تلاش کرد با استفاده از مواد سبک‌تر در بدنه این موضوع را جبران کند، باز هم محدودیت‌های علم شیمی در قرن نوزدهم اجازه نمی‌داد باتری‌هایی با چگالی انرژی (Energy Density) بالا ساخته شوند.

۱۱

احیای دوباره در موزه پورشه

برای سال‌ها، مدل سیمپر ویووس تنها در نقشه‌ها و عکس‌های قدیمی وجود داشت. اما در سال ۲۰۱۱، مهندسان شرکت پورشه تصمیم گرفتند بر اساس نقشه‌های اصلی فردیناند، این خودرو را بازسازی کنند. این پروژه بازسازی  نشان داد که دقت محاسبات پورشه در آن سن کم چقدر بالا بوده است. نسخه بازسازی شده اکنون در موزه پورشه در اشتوتگارت نگهداری می‌شود و یادآور این است که هویت پورشه با نوآوری‌های الکتریکی گره خورده است، نه فقط موتورهای پرسر و صدای بنزینی.

۱۲

فردیناند پورشه: نابغه یا دیوانه؟

در زمان طراحی این خودرو، بسیاری از همکاران پورشه او را دیوانه می‌پنداشتند. آن‌ها فکر می‌کردند ترکیب الکتریسیته و بنزین در یک وسیله متحرک، مانند بازی با آتش است. اما پورشه از نظر روان‌شناختی یک شخصیت کمال‌گرا و جسور داشت که از شکست نمی‌ترسید. او معتقد بود که مهندس باید به جای دنبال کردن ترندهای بازار، خودش ترندها را خلق کند. این روحیه لجاجت مثبت، همان چیزی است که باعث شد او بعدها خودروی جاودانه فولکس واگن بیتل (Volkswagen Beetle) را نیز طراحی کند.

۱۳

پاسخ به یک پرسش: آیا این خودرو ایمن بود؟

یکی از دغدغه‌های مردم در سال ۱۸۹۸، ترس از برق‌گرفتگی در روزهای بارانی بود. خودروی لونر-پورشه دارای عایق‌بندی‌های ابتدایی بود که برای تکنولوژی آن زمان خوب به نظر می‌رسید، اما قطعاً با استانداردهای ایمنی امروز فاصله زیادی داشت. با این حال، هیچ گزارش تاریخی از حادثه جدی برق‌گرفتگی توسط این خودرو ثبت نشده است. در واقع، خطر اصلی وزن زیاد و ترمزهایی بود که در سراشیبی‌های تند ممکن بود به دلیل فشار فیزیکی از کار بیفتند، نه سیستم الکتریکی آن.

۱۴

از لونر-پورشه تا تایکان: تکمیل یک چرخه

امروزه وقتی پورشه از مدل تمام الکتریکی خود یعنی تایکان (Porsche Taycan) رونمایی می‌کند، در واقع در حال بازگشت به ریشه‌های خود است. بیش از ۱۲۰ سال طول کشید تا زیرساخت‌ها، تکنولوژی باتری و آگاهی اجتماعی به نقطه‌ای برسد که ایده جوان ۲۳ ساله اتریشی به جریان اصلی بازار تبدیل شود. فردیناند پورشه ثابت کرد که نوآوری واقعی هرگز منقضی نمی‌شود؛ فقط گاهی منتظر می‌ماند تا زمانه با او هماهنگ شود. میراث او در هر خودروی هیبریدی که امروزه در خیابان‌ها می‌بینیم، زنده است.

بررسی تاریخ صنعت خودرو نشان می‌دهد که مسیر پیشرفت همیشه یک خط مستقیم نیست. فردیناند پورشه با ساخت اولین خودروی هیبریدی در اواخر قرن نوزدهم، راهی را آغاز کرد که امروز به تنها گزینه برای نجات محیط زیست تبدیل شده است. اگرچه لونر پورشه در زمان خود یک شکست تجاری محسوب می‌شد، اما پیروزی فنی آن چنان بزرگ بود که هنوز هم مهندسان را به تحسین وامی‌دارد. ما مدیون جسارت افرادی هستیم که وقتی همه به اسب‌ها تکیه کرده بودند، به قدرت پنهان در الکترون‌ها ایمان داشتند و با برنج سوخته یا خودروهای سنگین هیبریدی، راه را برای آیندگان گشودند.

دکتر علیرضا مجیدی
دکتر علیرضا مجیدی
پزشک، نویسنده و بنیان‌گذار وبلاگ «یک پزشک»
دکتر علیرضا مجیدی، نویسنده و بنیان‌گذار وبلاگ «یک پزشک».
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
[wpcode id="260079"]