قصة اختراع الدراجات

مقدمة عن الدراجات:

الدراجة: هي آلة ذات عجلتين قابلة للتوجيه يتم تحريكها بواسطة أقدام راكبها، في الدراجة العادية، يتم تثبيت العجلات في خط واحد في إطار معدني، مع تثبيت العجلة الأمامية في شوكة قابلة للدوران، يجلس الراكب على سرج ويوجه عن طريق الانحناء وتدوير المقاود المتصلة بالشوكة، تعمل القدمان على تدوير الدواسات المتصلة بالرنكات وعجلة السلسلة، تنتقل الطاقة عن طريق حلقة من السلسلة تربط العجلة المسننة بعجلة مسننة على العجلة الخلفية، ويمكن ركوب الدراجات بجهد ضئيل بسرعة (16 – 24) كيلومتراً (10-15 ميلاً) في الساعة، حوالي أربعة إلى خمسة أضعاف سرعة المشي، الدراجة هي أكثر الوسائل فعالية حتى الآن التي تمّ ابتكارها لتحويل الطاقة البشرية على الحركة.

يتم استخدام الدراجات على نطاق واسع في النقل والاستجمام والرياضة تعتبر الدراجات في جميع أنحاء العالم ضرورية لنقل الأشخاص والبضائع في المناطق التي يوجد بها القليل من السيارات، على الصعيد العالمي، يوجد ضعف عدد الدراجات بالنسبة للسيارات، وتفوق مبيعات السيارات ثلاثة إلى واحد، تعمل كل من هولندا والدنمارك واليابان بنشاط على الترويج للدراجات من أجل التسوق والتنقل، في الولايات المتحدة، تمّ إنشاء مسارات للدراجات في أجزاء كثيرة من البلاد، وتشجع حكومة الولايات المتحدة الدراجات كبديل للسيارات.

قصة اختراع الدراجة:

جاءت الدراجات بسبب بركان في إندونيسيا، حيث ظهرت أول إنشاءات معروفة لسيارة ذات عجلات مدفوعة بقوة بشرية قبل وقت طويل من قبل أن تصبح الدراجة وسيلة نقل معروفة، ففي عام 1418، قام المهندس إلايطالي جيوفاني فونتانا بتطوير جهازاً ذو جر بشري، يتألف من أربع عجلات وحلقة حبل متصلة بواسطة التروس في عام 1813، أي بعد حوالي 400 عام من بناء (Fontana) لسيارته ذات العجلات، بدأ الأرستقراطي الألماني والمخترع كارل فون دريس العمل على نسخته من (Laufmaschine) آلة الركض، وهي مركبة تعمل بالطاقة البشرية بأربع عجلات، ثّم في عام 1817، ظهر دريس لأول مرة مع النقل على عجلتين.

في عام 1815 حدث بركان تامبورا في إندونيسيا، استجابت سيارته لمشكلة في غاية الخطورة عدم وجود خيول حقيقية وتسببت سحابة من الرماد المنتشرة في جميع أنحاء العالم في انخفاض درجات الحرارة وأثر ذلك على الحصاد، وتوفي العديد من الحيوانات، بما في ذلك الخيول الأمر الذي جعله يفكر في اختراع شيء بديل، كانت تجارب دريز بعيدة كل البعد عن آلات السرعة الديناميكية الهوائية، والتي أصبحت اليوم دراجات بوزن 23 كيلوغراماً، قام باختراع دراجة ذات عجلتين خشبيتين متصلتين بإطار خشبي، جلس الدراجون على سرج جلد ناعم على الإطار وسيطروا على النقل بعجلة القيادة الخشبية.

لم تكن هناك أي تروس أو دواسات، حيث إنّ راكبي الدراجات ببساطة دفعوا الجهاز إلى الأمام بأقدامهم،
أخذ دريز اختراعه إلى فرنسا وإلى إنجلترا، حيث أصبح يتمتع بشعبية كبيرة، قام مدرب بريطاني يدعى دينيس جونسون ببيع نسخته الخاصة من دراجة تدعى عربة المشاة للأرستقراطيين في لندن، كانت الدراجات الأولى التي تحظى بشعبية لعدة سنوات قبل حظرها بسبب الخطر على المشاة من ما يرافقها من صعوبات.

من الذي قام باخترع الدراجة؟

في ستينيات القرن التاسع عشر عادت الدراجات بالقيام بإدخال تجهيزات خشبية ذات عجلتين ودواسات ونظام تروس ثابت، لكن بقيت مسألة مخترع الدراجة ونظامها الثوري الذي ما يزال مجهولاً، قام ألماني اسمه كارل كيش بالادعاء بأنّه أول من قام باستخدم الدواسات على “آلة الركض”عام 1862، مع أّنه تمّ إصدار أول براءة اختراع لمثل هذا الجهاز في عام 1866 إلى المصمم الفرنسي بيير لالمان.

قبل القيام بالحصول على براءة اختراع للاختراع في عام 1864، قام الألمان بمظاهرة عامة، هذا ما جعل الأخوة أوليفييه، أولاد عالم صانع باريسي ثري، بالقيام بصنع دراجة خاصة بهم، الخيار الذي قام باقتراحه الأخوان أوليفييه والمهندس المدرب بيير ميكود الذي قام بالاتفاق معهم، حيث بيعت في عام 1867 وأصبحت على الفور من أهم نجاحاتهم الكبيرة.

في عام 1870، وصلت صناعة التعدين إلى هذا المستوى حتى أنّ الشركات المصنعة كانت قادرة على إنتاج إطارات الدراجات ليس من الخشب، ولكن من أخف المعادن وأكثرها دواماً عدى عن ذلك، بدأ المصممون وكافة مخترعو الدرجات في زيادة العجلة الأمامية، حيث أدركوا أنّه كلما كانت أكبر، كلما كان بإمكانك التحرك مع دوران دواسة واحدة، حيث يمكن لعشاق الدراجات الحصول على نموذج بعجلة كبيرة، وبذلك يمكن أن نقول أنّ اختراع الدراجة لم يقتصر على مخترع واحد بل عدة مخترعين، ولكن أول من قام بختراعها بقي مجهول حتى الآن.

أشكال تطور الدراجات:

الدراجة العادية:

بحلول أوائل سبعينيات القرن التاسع عشر، دخلت تكنولوجيا واستخدام الدراجات في حد ذاتها، حيث تمّ استبدال آلة (boneshaker) الخام، التي تعتمد على تقنية النقل الخشبي، بدراجة أنيقة “عادية”، أصبحت الإطارات والشوك الأنبوبية الفولاذية المجوفة، ومحامل الكرة عالية الجودة، والعجلات ذات الشد، والحافات الفولاذية، والإطارات المطاطية الصلبة، والأجزاء القياسية شائعة، وضع أريل 1871 لجيمس ستارلي معايير التصميم للدراجة العادية.
كان لدى ارييل عجلة أمامية مقاس 48 بوصة (122 سم) وعجلة خلفية مقاس 30 بوصة (76 سم)، لقد أكسبته التحسينات الغزيرة التي أدخلها (Starley) للدراجات الهوائية وثلاثية العجلات على مدار السنوات العشر التالية لقب “أب تجارة الدراجات” بحلول عام 1874، تحول مركز صناعة الدراجات من باريس إلى كوفنتري، وقادت إنجلترا التطور التقني في القرن العشرين.

دراجة الأمان:

مع تطور المعتاد، قدمت العديد من التصميمات بدائل أكثر أماناً، بما في ذلك الدراجات ذات العجلات الثلاث، والتروس للسماح للعجلات الأمامية الأصغر، ومحركات الدواسة لخفض الدواسات والراكب، كانت تسمّى هذه دراجات السلامة، تمّ استخدام العجلات الخلفية المدفوعة بسلسلة في الدراجات ثلاثية العجلات والدراجات النموذجية خلال سبعينيات القرن التاسع عشر، اخترع هانز رينولد سلسلة بكرات الأدغال في مانشستر، إنجلترا في عام 1880، أدّى هذا إلى تحسين الموثوقية وتسهيل تطوير دراجة الأمان.

كانت السمات الأساسية لدراجة الأمان هي: عجلات بقضبان يبلغ قطرها حوالي 30 بوصة (76 سم)، وعجلة خلفية مدفوعة بسلسلة مع عجلة سلسلة أمامية تقريباً ضعف حجم العجلة المسننة الخلفية، ومركز ثقل منخفض، وتوجيه أمامي مباشر، تتمتع دراجات السلامة بمزايا حاسمة في الثبات، والفرملة، وسهولة التركيب، أول دراجة توفر كل هذه الميزات وتحقق قبولاً في السوق كانت (1885 Rover Safety) التي صمّمها جون كيمب ستارلي (ابن شقيق جيمس ستارلي).

الدراجة الحديثة:

بعد عام 1900 تمّ إجراء تحسينات لا حصر لها في المواد وتصميم الإطار والمكونات، لكن التصميم الأساسي للدراجة ظل ثابتاً تقريباً، كان التحسين الفني الأكثر أهمية هو السرعة المتعددة، بعد أن حصل ويليام رايلي على براءة اختراع لمعدات المحور الداخلي ذات السرعتين في عام 1896، أصبحت هذه التروس سمة من سمات الدراجات الفاخرة في بريطانيا، بحلول عام 1913، كانت شركة (Sturmey-Archer) تصنع (100000) ترس محورية ثلاثي السرعات سنوياً، جرب راكبو الدراجات الفرنسيون مجموعة متنوعة من الآليات متعددة السرعات، وبحلول عشرينيات القرن الماضي، أصبحت التروس التي نقلت السلسلة من ضرس إلى آخر مثبتة في فرنسا.

بحلول العشرينيات من القرن الماضي في الولايات المتحدة، كانت السيارات قد أنزلت الدراجات بدرجة كبيرة لمن هم فقراء جداً أو أصغر من أن يتمكنوا من القيادة، كان وزن الدراجات الأمريكية يصل إلى 60 رطلاً (27 كجم) وتّم تصميمها مثل الدراجات النارية لجذب الأطفال، خلال الحرب العالمية الثانية، اكتشف الجنود الأمريكيون دراجات خفيفة الوزن موجهة في أوروبا، وتطور سوق صغير للبالغين خلال الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي.

التسلسل الزمني لتطور الدراجات:

• 1818- الحصان المدهش أو “آلة الجري” التي اخترعها كارل درايس، هذه الأداة الغريبة دفعها الفارس بدفع نفسه مع هذه القدمين على الأرض، مع عدم وجود دواسات وآلية توجيه ومكابح، كانت المناورة صعبة بل وخطيرة.
  
• 1850- تمّ اختراع دراجة بأول ثلاث عجلات، ممّا يسمح بقيادة أكثر ثباتاً.
  
• 1860- أول دراجة حقيقية اخترعها إرنست ميشو وبيير لالمان، والمعروفة باسم (Velocipede).
  
• 1861- تضمين الكرنك والدواسات ولكن ليس بعد الفرامل، ممّا أدّى إلى العديد من “الرؤوس” الخطرة.
  
• 1870- اخترع بيني فارثينج دراجة، كانت العجلات تشبه عملتين، الأولى أكبر بكثير من الثانية، ولكن كان من الصعب للغاية تشغيله وإيقافه.
  
• 1885- دراجة أمان اخترعها جون كيمب ستارلي، تتميز بعجلتين من نفس الحجم وعجلة خلفية متصلة ومدارة بواسطة سلسلة، أدّى ذلك إلى الحصول على دراجة أكثر كفاءة يمكنها استخدام عجلات أصغر.
  
• 1903- اختراع التروس المحورية الداخلية للعجلة.
  
• 1920- اختراع دراجة الأطفال، هذا التصميم، الذي يبلغ وزنه حوالي 65 رطلاً، يحاكي جوانب السيارة حيث أصبحت السيارة مرغوبة أكثر من الدراجات.
  
• 1930- شوين يضيف شوكة زنبركية وإطارات دهنية للتعامل مع إساءة معاملة الأولاد المراهقين، أصبح هذا فيما بعد التصميم الأولي للدراجة الجبلية.
  
• 2000- اختراع الدراجة الكهربائية.
  
• 2001- اختراع دراجة تعمل بالطاقة الشمسية، صمّمها ميروسلاف ميلجيفيتش، لتشمل بطارية تعمل بالطاقة الشمسي مخصصة للركاب.