تاريخ المركبات البخارية على الطرق

يُعتقد أن فرديناند فيربيست قد بنى ما يُحتمل أن يكون أول عربة بخارية حوالي عام 1679، ولكن لا تتوفر معلومات مؤكدة كثيرة حول هذا الأمر. لم تُصمم هذه العربة لنقل سائق أو بضائع، إذ كانت مركبة صغيرة الحجم. ^{[ 2 ] [ 3 ]} ويبدو أيضًا أن هذه العربة البلجيكية كانت مصدر إلهام للعربة البخارية الإيطالية غريمالدي (أوائل القرن الثامن عشر) والعربة البخارية الفرنسية نوليه (1748) التي تلتها. ^{[ 4 ]}

صُممت "آلة إطفاء لنقل العربات، وخاصة المدفعية"، من قِبل نيكولاس جوزيف كونيو، بنسختين، الأولى عام 1769 والثانية عام 1771، لاستخدامها من قِبل الجيش الفرنسي. كانت هذه أول عربة بخارية حقيقية، وليست مجرد لعبة. صُممت عربة كونيو، التي يُطلق عليها عادةً اسم " فاردييه " ( وهو مصطلح يُستخدم لوصف عربة ضخمة ذات عجلتين لنقل أحمال ثقيلة للغاية)، لنقل 4 أطنان (3.9 طن متري)، والسير بسرعة تصل إلى 4 كيلومترات في الساعة (2.5 ميل في الساعة) . كانت العربة ثلاثية العجلات ، بعجلتين خلفيتين وعجلة أمامية قابلة للتوجيه بواسطة مقود . توجد أدلة كثيرة من تلك الفترة تُشير إلى أن هذه العربة كانت تعمل بالفعل، مما يجعلها على الأرجح أول عربة تعمل، إلا أنها ظلت تجربة قصيرة الأجل بسبب عدم استقرارها وعدم قدرتها على تلبية مستوى الأداء المطلوب من قِبل الجيش. ^{[ 5 ]}  

في عام 1786، بنى ويليام سيمينغتون عربة بخارية. ^{[ 6 ]}

تم منح براءة اختراع بريطانية رقم 1674 في ديسمبر 1788 لسيارة تعمل بالبخار من قبل فورنيس وأشوورث. ^{[ 7 ]}

في عام 1801، بنى ريتشارد تريفيتيك مركبة تجريبية تعمل بالبخار ( الشيطان النفاث )، مزودة بصندوق احتراق داخل المرجل، مع أسطوانة رأسية واحدة، حيث تنتقل حركة المكبس مباشرةً إلى عجلات القيادة عبر قضبان توصيل . وقد ذُكر أن وزنها بلغ 1520  كيلوغرامًا عند التحميل الكامل، وسرعتها 14.5 كيلومترًا في الساعة (9 أميال في الساعة) على أرض مستوية. وخلال رحلتها الأولى، تُركت المركبة دون رقابة، فتعرضت لحادث أدى إلى تدميرها الذاتي. بعد ذلك بوقت قصير، بنى تريفيتيك عربة لندن البخارية التي سارت بنجاح في لندن عام 1803، لكن المشروع لم يلقَ رواجًا وسرعان ما توقف.  

في سياق مركبة تريفيتيك، صاغ كاتب إنجليزي يدعى "ميكلهام" في عام 1822 مصطلح المحرك البخاري : ^{[ 8 ]}

إنها تُظهر في بنائها أجمل بساطة للأجزاء، وأكثر اختيار حكيم للأشكال المناسبة، وأكثر الترتيب والوصلات ملاءمة وفعالية التي تجمع بين القوة والأناقة، والصلابة اللازمة مع أكبر قدر من قابلية النقل، وتمتلك قوة غير محدودة مع مرونة رائعة لتكييفها مع المقاومة المتغيرة: يمكن بالفعل تسميتها بالمحرك البخاري .

في عام 1805، بنى أوليفر إيفانز مركبة "أوروكتور أمفيبولوس " (وتعني حرفيًا "الحفارة البرمائية ")، وهي عبارة عن كراكة بخارية ذات قاع مسطح، قام بتعديلها لتصبح ذاتية الدفع على الماء والبر. ويُعتقد على نطاق واسع أنها أول مركبة برمائية ، وأول مركبة بخارية تسير على الطرق في الولايات المتحدة. ومع ذلك، لم يبقَ أي تصميم لهذه الآلة، والروايات الوحيدة عن إنجازاتها تأتي من إيفانز نفسه. وتشير تحليلات لاحقة لأوصاف إيفانز إلى أن محركها الذي تبلغ قوته 5 أحصنة (3.7 كيلوواط ) لم يكن على الأرجح قويًا بما يكفي لتحريك المركبة على البر أو الماء، وأن المسار المختار لعرضها كان سيستفيد من الجاذبية وتيارات الأنهار والمد والجزر للمساعدة في تقدمها. لم تُحقق الكراكة النجاح المأمول، وبعد بضع سنوات من التوقف عن العمل، تم تفكيكها لاستخدام أجزائها. ^{[ 9 ]}  

في حوالي عام 1830 أو 1831، قام سامرز وأوجل، ومقرهما في مصنع الحديد في ميلبروك ، ساوثهامبتون، بصنع عربتين بخاريتين بثلاث عجلات. ^{[ 10 ]}

في عام 1831، أدلى ناثانيال أوغل، ممثل الشركة، بشهادته حول العربات البخارية أمام "اللجنة المختارة لمجلس العموم المعنية بالعربات البخارية". ^{[ 11 ] [ 12 ]}

في عام 1832، سافرت إحدى عرباتهم البخارية عبر أكسفورد إلى برمنغهام وليفربول. ^{[ 10 ] [ 13 ]}

وصف تقرير صحفي صدر في يونيو 1833 مظاهرة في لندن: ^{[ 14 ]}

يوم السبت الماضي، انطلق السيد ناثانيال أوغل، برفقة عدد من السيدات، بالإضافة إلى السيد جي بيرديت، والسيد ماكغاري، والسيد سي بيشوف، والسيد باباج، وعدد من السادة الآخرين، في عربته البخارية من البازار في شارع كينغ، ميدان بورتمان، لزيارة السيد روتشيلد في منزله في ستامفورد هيل. كانت العربة، على الرغم من قطعها مسافة تقارب ستمائة ميل، في حالة جيدة. لوحظت كمية قليلة من البخار المتسرب في البداية، إلى أن سخنت الغلايات والهيكل. تم قطع المسافة كاملة، سبعة أميال، في واحد وثلاثين دقيقة، على الرغم من ازدحام الطرق، وصعدت العربة فجأةً وبدقة متناهية إلى منزل السيد روتشيلد، وهو أمر يصعب توقعه من عربة طويلة وثقيلة كهذه. استقبل السيد والسيدة روتشيلد الوفد بحفاوة بالغة، وبعد تناول المرطبات، عادوا إلى شارع بيكر.

في عام 1854، بنى توماس ريكيت من باكنغهام أولى سياراته البخارية، وفي عام 1858 بنى الثانية. لم تكن تشبه سيارة بخارية، بل كانت أشبه بقاطرة صغيرة. تألفت من محرك بخاري مثبت على ثلاث عجلات: عجلتان خلفيتان كبيرتان تدفعان المحرك، وعجلة أمامية أصغر تُستخدم لتوجيه المركبة. بلغ وزنها 1.5 طن، أي أخف قليلاً من سيارة ريكيت البخارية. كانت تعمل بنظام نقل الحركة بالسلسلة ، وبلغت سرعتها القصوى 12 ميلاً في الساعة.

بعد ذلك بعامين، في عام 1860، بنى ريكيت مركبة مماثلة ولكنها أثقل وزنًا. استخدم هذا النموذج نظام نقل الحركة بالتروس المسننة بدلًا من السلسلة. وفي تصميمه النهائي الذي يشبه قاطرة السكك الحديدية، تم توصيل الأسطوانات مباشرة خارج أذرع محور القيادة .

قاد سيلفستر إتش. روبر سيارة بخارية اخترعها عام 1863 في أنحاء مدينة بوسطن بولاية ماساتشوستس. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]} وُضعت إحدى سياراته البخارية التي صنعها عام 1863 في متحف هنري فورد ، حيث كانت أقدم سيارة في مجموعته عام 1972. ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 26 ]} وفي الفترة ما بين عامي 1867 و 1869، صنع دراجة بخارية ، يُعتقد أنها كانت أول دراجة نارية . ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]} توفي روبر عام 1896 إثر سكتة قلبية أثناء تجربة نسخة لاحقة من دراجته النارية البخارية. ^{[ 30 ]}

في عام 1864، قام المخترع الإيطالي إينوتشينزو مانزيتي ببناء باخرة برية. ^{[ 31 ]} كان بها غلاية في المقدمة ومحرك ذو أسطوانة واحدة.

قام إتش بي هولت ببناء باخرة صغيرة للطرق في عام 1866. وكانت قادرة على الوصول إلى سرعة عشرين ميلاً في الساعة على الطرق المستوية، وكان بها غلاية رأسية في الخلف ومحركان منفصلان مزدوجا الأسطوانات، كل منهما يدير عجلة خلفية واحدة عن طريق سلسلة وعجلات مسننة.

في عام 1867، عرض الصائغ الكندي هنري سيث تايلور عربته البخارية ذات الأربع عجلات في معرض ستانستيد بمدينة ستانستيد، كيبيك ، وكرر العرض في العام التالي. ^{[ 32 ]} وكانت العربة، التي بدأ تايلور ببنائها عام 1865، عبارة عن هيكل مرتفع العجلات مزود بدعامات لدعم محرك بخاري ثنائي الأسطوانات مثبت على أرضيته. ^{[ 33 ]}

في فرنسا، بين عامي 1867 و 1869 تقريبًا ، تم تركيب محرك بخاري تجاري من صنع لويس غيوم بيرو على دراجة فيلوسيبيد ذات إطار معدني من صنع بيير ميشو ، مما أدى إلى ظهور دراجة ميشو-بيرو البخارية . ^{[ 28 ]} وإلى جانب دراجة روبر البخارية ، يُعتقد أنها كانت أول دراجة نارية. ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 34 ] [ 27 ]} دراجة ميشو-بيرو البخارية الوحيدة الموجودة في متحف إيل دو فرانس، سو ، عُرضت في معرض "فن الدراجات النارية" في نيويورك عام 1998. ^{[ 35 ]}

في الفترة ما بين عامي 1868 و1870، قام جون هنري نايت من فارنهام ببناء عربة بخارية ذات أربع عجلات كانت في الأصل مزودة بمحرك أحادي الأسطوانة فقط .

في عام ١٨٦٩، ظهرت مركبة صغيرة ثلاثية العجلات تعمل بمحرك ثنائي الأسطوانات أفقي، يُحرك المحور الخلفي بواسطة تروس حلزونية، حيث كانت عجلة خلفية واحدة فقط تُدار، بينما تدور الأخرى بحرية على المحور. وُضع في الخلف غلاية أنبوبية رأسية ، مُغطاة بغلاف نحاسي مصقول فوق صندوق الاحتراق والمدخنة، وكانت الغلاية مُغلفة بغلاف من خشب الماهوجني. لم يتجاوز وزنها ١٩ قنطارًا، وكانت العجلة الأمامية تُستخدم للتوجيه.

في عام 1869، اشتهرت الباخرة التي بناها روبرت ويليام طومسون من إدنبرة بفضل عجلاتها المجهزة بإطارات مطاطية صلبة وثقيلة. زُوّدت أولى باخرة طومسون، التي صُنعت في ورشته الصغيرة في ليث، بثلاث عجلات، وكانت العجلة الأمامية الصغيرة أسفل عجلة القيادة مباشرةً. بلغ سمك الإطارات 125 ملم (4.92 بوصة) ، وكانت مموجة من الداخل وملتصقة بالعجلة عن طريق الاحتكاك. بعد ذلك، لجأ طومسون إلى شركة تي إم تينانت وشركاه في مصنع بورشال للحديد والمحركات في ليث لتصنيعها، ولكن نظرًا لعدم قدرتهم على تلبية الطلب في عام 1870، نُقل جزء من الإنتاج إلى شركة روبي وشركاه في لينكولن. ^{[ 36 ]} على مدى العامين التاليين، صنعت شركة روبي 32 مركبة من هذا النوع، وكانت إما بقوة 8 أو 12 حصانًا (6.0 أو 8.9 كيلوواط ) . وصُدّر جزء كبير منها. وشملت هذه الرحلات رحلة واحدة إلى إيطاليا (لتجربة النقل العام في بيرغامو)، وثلاث رحلات إلى النمسا (فيينا)، ورحلات أخرى إلى تركيا، وأستراليا، ونيوزيلندا، والهند، وأيرلندا، وتشيلي، وروسيا (موسكو)، واليونان. كما تم بناء مركبة بخارية أخرى من طراز طومسون عام 1877، ولكن باستثناء محركات الجر، يبدو أن شركة روبيز قد توقفت عن تصنيع المركبات البخارية للطرق حتى عام 1904، عندما بدأت في تصنيع شاحنات الطرق البخارية . ^{[ 37 ]}   

في عام 1871، بدأ يوليوس كيمنا ، وهو صناعي ألماني، ببيع أنظمة الدراس البخارية الإنجليزية . وبعد بضع سنوات، بدأ كيمنا بإنتاج العديد من المركبات الأخرى التي تعمل بالبخار (مثل دحاسات الطرق )، بالإضافة إلى محركات حرث بخارية عالية الجودة وعربات نقل الطرق البخارية.

في عام ١٨٧٢، امتلك تشارلز راندولف من غلاسكو عربة بخارية تزن أربعة أطنان ونصف (٥ أطنان قصيرة؛ ٤.٦ طن متري) ، ويبلغ طولها ١٥ قدمًا (٤.٥٧ مترًا) ، لكن سرعتها القصوى لم تتجاوز ستة أميال في الساعة (٩.٧ كيلومترًا في الساعة) . كانت العربة مزودة بمحركين رأسيين مزدوجي الأسطوانات، يعمل كل منهما بشكل مستقل عن الآخر، ويدير كل منهما إحدى العجلات الخلفية بواسطة تروس حلزونية. كانت العربة مغلقة بالكامل ومزودة بنوافذ من جميع الجهات، وتتسع لستة أشخاص، بل وتحتوي على مرآتين جانبيتين لمراقبة حركة المرور القادمة من الخلف، وهو أول مثال مسجل لمثل هذه الآلية.   

بين عامي 1873 و1883، قام أميدي بوليه من مدينة لو مان ببناء سلسلة من المركبات البخارية لنقل الركاب، قادرة على استيعاب ما بين 6 إلى 12  شخصًا بسرعة تصل إلى 60 كم/ساعة (37 ميل/ساعة) ، وحملت أسماءً مثل "لا رابيد" و "لا نوفيل" و "لا ماري آن" و "لا مانسيل" و "لوبيسانتي" . في مركبة "لوبيسانتي" ، وُضع المرجل خلف مقصورة الركاب، بينما كان المحرك في مقدمة المركبة، يُشغّل الترس التفاضلي عبر عمود مزود بسلسلة نقل الحركة إلى العجلات الخلفية. كان السائق يجلس خلف المحرك ويقود المركبة بواسطة عجلة مثبتة على عمود رأسي. كان تصميمها أقرب إلى تصميم السيارات الحديثة منها إلى تصميم المركبات البخارية الأخرى. علاوة على ذلك، في عام 1873، زُوّدت المركبة بنظام تعليق مستقل في جميع الزوايا الأربع. ^{[ 38 ] [ 39 ]}  

في الفترة ما بين عامي 1875 و1880، قام آر. نيفيل غرينفيل من غلاستونبري بتصميم مركبة بخارية ثلاثية العجلات ، بلغت سرعتها القصوى 24 كم/ساعة (15 ميلاً في الساعة) . لا تزال هذه المركبة موجودة حتى اليوم، حيث حُفظت لسنوات عديدة في متحف ومعرض بريستول للفنون ، ثم نُقلت منذ عام 2012 إلى المتحف الوطني للسيارات في بيوليو . 

في عام 1892، قام الرسام يونس سيدرهولم وشقيقه أندريه، وهو حداد، بتصميم سيارتهما الأولى، وهي سيارة ذات مقعدين، وقاما بإدخال مكثف في عام 1894. لم تكن السيارة ناجحة. ^{[ 40 ]}

في عام 1894، صمّم ديفيد شيرر وبنى أول سيارة في أستراليا . كانت قادرة على بلوغ سرعة 24 كم/ساعة (15 ميلاً في الساعة) في شوارع أديلايد ، جنوب أستراليا . كان المرجل من تصميمه الخاص، وهو مرجل أفقي من النوع شبه الفوري. كانت عجلة القيادة من نوع المقود، وتُظهر صورة للسيارة وهي تحمل ثمانية ركاب. يحتوي المقال الإخباري عن السيارة على رسم تخطيطي للتصميم. ^{[ 41 ] [ 42 ]} أُجريت أول تجربة قيادة رسمية للسيارة على الطريق في عام 1899. ^{[ 43 ]} 

انظر دراجة ثلاثية العجلات تعمل بالبخار

أدى تطوير ليون سيربوليه لغلاية البخار الفورية ^{[ 44 ]} إلى ظهور العديد من الدراجات البخارية الصغيرة ثلاثية ورباعية العجلات خلال أواخر ثمانينيات وأوائل تسعينيات القرن التاسع عشر، ولا سيما من تصميم دي ديون وبوتون . وقد شاركت هذه الدراجات بنجاح في سباقات المسافات الطويلة، لكنها سرعان ما واجهت منافسة شرسة من سيارات محركات الاحتراق الداخلي التي كانت قيد التطوير، وخاصة من قبل بيجو ، والتي استحوذت بسرعة على معظم السوق الشعبية. وفي مواجهة هذا التدفق الهائل من سيارات محركات الاحتراق الداخلي، اضطر أنصار السيارات البخارية إلى خوض معركة طويلة للحفاظ على مكانتهم، استمرت حتى العصر الحديث.

اشترت هذه الشركة الأمريكية براءات الاختراع من الأخوين ستانلي وبدأت في بناء عربات البخار الخاصة بهم من عام 1898 إلى عام 1905. ودخلت شركة لوكوموبيل الأمريكية في بناء سيارات الغاز واستمرت حتى الكساد الكبير .

في عام 1902، أسس التوأمان فرانسيس إي. ستانلي (1849-1918) وفريلان أو. ستانلي شركة ستانلي للسيارات . وقد صنعا نماذج شهيرة مثل سيارة ستانلي روكيت عام 1906، وسيارة ستانلي كيه ريس أباوت عام 1908، وسيارة ستانلي البخارية عام 1923. ^{[ 45 ]}

بُذلت محاولات لطرح سيارات بخارية أكثر تطوراً في السوق، وكان أبرزها سيارة دوبل البخارية التي قلّصت وقت التشغيل بشكل ملحوظ بفضل استخدام مولد بخار أحادي الأنبوب عالي الكفاءة لتسخين كمية أقل بكثير من الماء، بالإضافة إلى أتمتة فعّالة للتحكم في الموقد وتغذية المياه. وبحلول عام 1923، أصبح بالإمكان تشغيل سيارات دوبل البخارية من حالة البرودة بمجرد تدوير المفتاح، والانطلاق بها في غضون 40  ثانية أو أقل. ^{[ 46 ]}

قام أبنر دوبل بتطوير محرك دوبل ألتيماكس لسيارة باكسون فينيكس البخارية، التي صنعتها شركة باكسون للهندسة التابعة لشركة ماكولوتش موتورز في لوس أنجلوس. بلغت قدرته القصوى المستدامة 120 حصانًا (89 كيلوواط) . تم التخلي عن المشروع في نهاية المطاف عام 1954. ^{[ 47 ]}  

تراجعت شعبية السيارات البخارية بعد اعتماد بادئ التشغيل الكهربائي ، الذي ألغى الحاجة إلى التشغيل اليدوي المحفوف بالمخاطر للسيارات التي تعمل بالبنزين. كما كان لإدخال هنري فورد نظام الإنتاج الضخم على خطوط التجميع ، والذي خفض تكلفة امتلاك سيارة تقليدية بشكل كبير، دورٌ هام في انحسار السيارات البخارية، حيث كانت سيارة فورد موديل  تي رخيصة وموثوقة.

في عام 1968، تجدد الاهتمام بهذا المجال، مدفوعًا أحيانًا بتقنيات حديثة. استخدمت بعض هذه التصاميم غلايات أنابيب مائية أكثر أمانًا واستجابة . ^{[ 48 ]} بنى تشارلز جيه وكالفن إي ويليامز من أمبلر، بنسلفانيا، نموذجًا أوليًا للسيارة. كما بنى ريتشارد جيه سميث من ميدواي سيتي، كاليفورنيا، وإيه إم وإي بريتشارد من كولفيلد، أستراليا، سيارات بخارية عالية الأداء. وفي الفترة نفسها، قامت شركات ومنظمات مثل Controlled Steam Dynamics من ميسا، أريزونا، وجنرال موتورز ، وThermo-Electron Corp. من والتهام، ماساتشوستس، وKinetics Inc. من ساراسوتا، فلوريدا، ببناء محركات بخارية عالية الأداء. بدأ بيل لير أيضًا العمل على توربين بخاري ذي دائرة مغلقة لتشغيل السيارات والحافلات، وبنى حافلة نقل عام، وحوّل سيارة شيفروليه مونت كارلو سيدان لاستخدام نظام التوربين هذا. استخدم هذا النظام سائل تشغيل خاصًا يُدعى Learium ، يُحتمل أن يكون من مركبات الكلوروفلوروكربون المشابهة لـ Freon من شركة DuPont. ^{[ 49 ]}

في عام 1970، صنع والاس إل. مينتو نسخة معدلة من سيارة البخار، تعمل بسائل فلوروكربون يوكون يو-113 بدلاً من الماء. سُميت هذه السيارة بسيارة مينتو. ^{[ 48 ] [ 50 ]}

في 25 أغسطس 2009، قام فريق من المهندسين البريطانيين من هامبشاير بتجربة سيارتهم البخارية " إلهام " في قاعدة إدواردز الجوية بصحراء موهافي ، وبلغ متوسط ​​سرعتها 225.05 كم/ساعة (139.84 ميل/ساعة) خلال جولتين، بقيادة تشارلز بورنيت الثالث. بلغ طول السيارة 7.62 متر (25 قدمًا ) ووزنها 3000 كيلوغرام (6614 رطلًا) ، وهي مصنوعة من ألياف الكربون والألومنيوم ، وتحتوي على 12 غلاية مع أكثر من 3.2 كيلومتر من أنابيب البخار . ^{[ 51 ]}