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第一次世界大战中的美国军用车辆(第5章/共6章)工业革命中的加速发展

正文共: 40478字 61

预计阅读时间: 102分钟

第五章

工业革命中的加速发展

欧洲政治的动荡,将唤起并最终摧毁全球数百万脆弱的人类,使他们一头栽进毁灭性的世界灾难中,是由工业革命期间前所未有的技术进步所煽动的。
在第一次世界大战前的几个世纪,我们的星球被海洋和大片未开发的陆地所覆盖,欧洲更大、更有侵略性的社会迅速制定了对土地、水路和资源的殖民统治计划,他们认为这些土地、水路和资源是他们的。原住民的权利几乎没有被考虑到。
在欧洲,工程和科学领域正在取得惊人的进步,这些进步将推动战争远远超过古代的马术优势、卓越的剑术、长矛和佩剑军团的数量优势,或者在熟悉的遥远星光下掌握帆布帆的风向。
胜利的战利品将属于那些拥有更好技术的人,他们仍然遵循自我膨胀的过程和古老的传统,但最终是通过依靠冶金、新燃料和来自石油、电力和强力炸药的能源的复杂机制。有必要利用冶金和化学科学的巨大进步,精确的金属成型和加工的精度,以及电力知识的优势。数以百万计的人类可以组织整个社区和社会,以通过大规模和良好的同步制造来达到统治对手的唯一目的。战争和军事侵略的策略仍然大致相同,仍然主要由穿着装饰性制服的老人和荷尔蒙分泌不受控制的年轻士兵来完成,其中一些人在早期的战争中幸存下来,但他们无法超越征服和剥削的外衣。仿佛技术和工业最终永久地超越了伦理、道德和外交的范畴。(原文堆了这么多词,就是想掩盖帝国主义侵略殖民其他国家的本质。)

在一次操作中铸造30吨熔融钢,在20世纪初已成为现实。

19世纪的高炉使整个西欧和美国的工业能够制造出高等级的钢铁。

到第一次世界大战时,工业革命的骨干力量在冶金科学的大锅里沸腾起来。如果没有金属合金科学的发现和进步,就不会有铁路、机动车、飞机、钢制船舶、道路和桥梁建设、军械设计以及其他工业的发展,在很大程度上是为了征服一个当时被自己的虚荣心和民族主义迷住的人认为是如此广阔和似乎未被征服的世界。发动机、变速箱、车轴、车轮、底盘和其他部件的进步完全依赖于不同金属的组合和硬化(退火、涂层、润滑等)以提高强度和耐久性的发展。如果没有炼钢的科学知识,以及其他金属的合金化,第一次世界大战中使用的大多数武器将不可能被制造出来,无论在之前的几十年里采用了什么巧妙的工艺或流水线做法。
在19世纪,在建造铁路、船舶、桥梁以及后来的机动车中使用最多的金属是铁,这是地球表面第四大最丰富的元素。亚述人、巴比伦人、迦勒底人、埃及人、希伯来人和其他古代民族在他们的语言中称铁为 "天堂的金属",因为这种惊人的、强壮的、但可塑性强的物质以流星的形式从天上掉下来,这些流星主要由铁和镍组成。当时人们还没有发现,镍和铁也存在于人们已经跋涉了无数个千年的地面上。
埃及人对铁的最初利用可以追溯到公元前4000年,而印度人早在公元前2000年就开始用土矿冶炼铁了。除了 "天堂的金属 "这一概念外,金属,即铁,究竟起源于何处,是一个巨大而神秘的谜题。甚至像亚里士多德这样博学的人也推测,金属是从地下的某种种子生长出来的。
公元前1000年,随着皮革风箱的使用,炼铁的温度可以提高一倍,变成一种红色的可塑性物质,会发出鲜红的光芒,可以被敲打成许多工具和武器。非常早期的冶炼铁矿石的方法是在有足够空气流通的高地上建造一个熔炉。铁矿石被堆放在粘土上的木炭上,周围用石头包围。在16世纪初西班牙北部的加泰罗尼亚开发出卡特兰锻造炉之前,这种原始的方法已经使用了近两千年之久。
对从矿石中获取铁的工艺的一个非常重要的贡献是由杜德利在1620年做出的。他在冶炼中用煤代替木炭,这同时提高了铁的质量,并大大减缓了对森林的破坏,因为为了生产这一过程所需的大量木炭,森林正在被消灭。
几乎整整一个世纪后,亚伯拉罕-达比引入了焦炭,它的燃烧温度甚至比煤更高更均匀,而冶炼的做法也迅速得到了改善。木炭仍被用于烧制某些类型的铁,但这只占总产量的一小部分。在亨利-科特于1783年在英国发明轧机之前,粗钢仍由铁匠敲打出来。
接下来最大和最重要的突破之一是由亨利-贝塞默在1855-1856年完成的。当时有几种不同的炼钢方法,但所有这些方法都过于昂贵,而且没有一种方法可以进行大量生产。铸铁,也叫生铁,生产起来相对简单,但要摆脱多余的碳是相当困难的。精确控制碳的数量是制造好钢背后的秘密。
亨利-贝塞麦开发了一种使用空气吹过生铁的转炉。在那之前,每个人都认为一阵冷空气会冷却铁水。相反,空气提高了温度,在这个过程中燃烧并蒸发了碳和杂质。
贝塞麦于1856年在一篇题为 "无燃料的可锻铸铁和钢的制造 "的论文中宣布了他的发现。在接下来的几年里,贝西默的专利方法如此成功,以至于他成为百万富翁,并在他居住的英国被封为爵士。(贝塞默卡车后来建在宾夕法尼亚州的格罗夫城,靠近那个时代美国钢铁工业的中心。除了以亨利-贝塞默的发明命名外,该公司与亨利-贝塞默几乎毫无关系)。
当亨利-贝塞麦在英国研究他的发现时,肯塔基州埃迪维尔的威廉-凯利也在美国开发了一个类似的工艺。凯利意识到贝塞默在这种冶炼方式上功不可没,因此他在1857年获得了自己的专利。1866年后,各家公司在这两项专利下使用这两种几乎相同的方法,而不是相互争夺法律权利,在钢铁生产势在必行的时候,避免了多年的诉讼。

到了第一次世界大战,巨大的金属板压力机可以冲压出汽车、卡车和其他机动车的整个顶部,以及大型机械的部件。

贝塞麦转炉可以容纳多达20吨的铸铁。这个过程包括将2200度的熔融铁水倒入转炉,同时接受15分钟的空气喷发。生铁通常含有3.7%的碳,1.3%的硅,0.05%的硫和0.75%的锰。当铁达到3500华氏度时,各种杂质被烧掉,变成亮白色。在铁被浇注成锭之前,需要加入正确数量的碳和锰。
威廉-西门子爵士开发了一种新的 "明炉",它首先被用于蒸馏锌。到1863年,这种炉子被法国的马丁公司用来炼钢。明炉法被称为西门子-马丁工艺,它最终成为炼钢的主要方法,主要原因是每个炉子可以容纳260吨钢,而且这种方法消除了钢中存在的硫和磷。(今天,许多钢是在电炉中生产的)。
在整个欧洲和美国将冶金方面的进展用于国家建设的各类工业发展的同时,德国还集中精力发明和制造新的、更令人敬畏的巨炮形式的火力。制造这些可怕的武器不仅需要巨大的冶金知识,还需要巨大的工厂、机械车间和其他工业力量,这让继承了德国埃森的克虏伯工厂的 "大炮王 "阿尔弗雷德-克虏伯特别感兴趣。
阿尔弗雷德-克虏伯的祖先自15世纪以来一直从事军火生意。在埃森,阿尔弗雷德的父亲弗里德里希-克虏伯于1818年建造了一个大型锻造厂用于生产钢铁。他的儿子阿尔弗雷德是一位冶金学家,他开发了生产铸钢的方法,其产量与英国熔炉的产量相当。他因在1870年普法战争中使用的巨大攻城炮而闻名。
延续家族传统,为计划对法国和其他欧洲邻国的军事统治而建造了越来越大的火炮,最终以克虏伯的孙女命名的420毫米 "大贝塔 "达到了顶峰。它被认为是在任何战争中使用过的最大口径的公路模型火炮。(在第二次世界大战中也有更大的火炮,但这些火炮需要用铁路车来运输)。在第一次世界大战之前,共建造了五门这样的榴弹炮,总共有九门。
为了通过比利时和法国北部进攻法国,首先必须摧毁比利时在列日的堡垒,然后是那慕尔周围的堡垒,随后是法国在莫伯日的堡垒,以及通往巴黎沿途的其他堡垒。一旦M型公路模型被开发出来,整个 "大贝尔塔 "武器重达47吨,分五部分运输,由拖拉机牵引。这种武器不应该与后面提到的 "巴黎炮 "相混淆,该炮可以发射直径420毫米的炮弹,重达800公斤,射程刚刚超过10,000米。(有一种更重的炮弹,用于铁路运输的420毫米伽马-格拉特型号)。每门炮需要200人服务。

到1906年,美国有六座露天高炉每年生产40万吨钢,产能巨大,如当年拍摄的阿拉巴马州恩斯利的这家工厂。

尽管德国军队已于1914年8月8日进入列日市,但他们无法攻克周围12个堡垒中的任何一个,这些堡垒是在19世纪90年代在布劳尔蒙特将军领导下建造的。8月12日,两门 "大贝塔 "被召集起来,并在庞蒂斯堡垒上进行了集结和训练。巨大的炮弹撞开了堡垒2.5米厚的混凝土,延迟引信引发了高爆炸药。在24小时内,堡垒变成了废墟,里面的人被炸成了碎片。利用额外的斯柯达305毫米和210毫米榴弹炮,德国人有条不紊地轰击了其余的堡垒。8月15日,隆鑫堡垒的一个弹药库被一枚420毫米炮弹击中,在巨大的爆炸中,有350人被埋在由此产生的弹坑中。比利时列日的最后一个要塞投降了,但这给盟军提供了时间来动员和保卫巴黎,在第一次马恩河战役中,由于著名的 "出租车队 "超过了入侵者,德军在巴黎被拖延了。这成为一个战略教训:在糟糕的道路上以蜗牛般的速度移动的巨大炮兵可以被使用汽车运输的快速、大规模机动所挫败。
即使是1918年3月23日首次使用的所谓巴黎大炮,也无法通过重炮、远程炮和随机轰炸来恐吓整个城市或整个国家。作为一项涉及冶金和金属制造的技术壮举,巴黎大炮可以将炮弹发射到120公里的距离。232毫米的巴黎炮是由380毫米的海军炮发展而来,它使用了一个23.8米长的加长炮管(其中15米有膛线),以达到每秒1650米的炮口速度。该炮在55度的仰角射击,使用的炮弹重达125公斤。
炮口速度所产生的高膛压在五次射击后就会磨损炮膛,因此在原来的炮管被重新加工成直径为260毫米之前,炮弹都是用弹带圈起来的。可以想象所涉及的金属车床的规模。克虏伯公司制造了六门,斯柯达公司制造了三门这样的火炮,将冶金科学和火炮建造的成就推到了极致,但据当时的媒体报道,尽管在巴黎人嘲笑的城市周围有256人因爆炸而死亡,但在战略上几乎没有任何后果。
最有意义的是,19世纪和20世纪初钢铁的发展意味着冶金科学的迅速发展,而冶金科学一直是建立在试错的基础上。现代合金钢的发展至少有一个世纪的时间,涉及到优化金属的性能,从大战开始到结束,许多武器和专门的机动车零部件都是用这些金属制造的。
镍一直是用于制造合金钢的一种非常普遍的金属。镍含量约为5%,该合金的强度增加,被称为 "流星钢",因为这是每年约有100,000,000枚落入地球的陨石的成分。镍钢已被用于制造转向器部件、活塞、车轴和传动齿轮。
铬、钨、钼和钒都是用于制造合金钢的金属。当这四种金属都存在时,就形成了用于切削工具的 "高速钢"。钨的熔点非常高,约为6000华氏度,用于制造灯泡。铬钢非常坚硬,用于制造金属片,以及高光泽度的表面抛光。钒是所有金属中最硬的,当与铬结合时,它被用来制造齿轮、车轴和弹簧。
自从汽车制造出现以来,已经有许多类型的液压机、锻造机和切割机来创造适当的形状,用于制造机动车零部件。在第一次世界大战的日子里,由于高电流(安培)的供应有限,很少有电焊机。然而,在第一次世界大战之前,乙炔火炬已经出现,钎焊和焊接是常见的做法。尽管如此,在当时,车辆最常见的是通过铆钉、螺钉、螺栓和销钉固定在一起。不应低估这些小部件在固定大部件和部分方面的质量是多么重要。即使是在第一次世界大战开始前两年发生的泰坦尼克号的巨大灾难,现在也被部分归咎于将船体板固定在一起的不合格的铆钉,因为一旦这艘 "不沉 "的船撞上冰山,这些铆钉就会脱落并弹开。
通用汽车公司的卡尔-齐默施德(Karl Zimmerschied)组织了最早的冶金实验室,对钢铁和其他合金进行微观研究,这是一个重要的实验室。Zimmerschied后来成为雪佛兰的总裁。在显微镜下,钢的 "指纹 "可以显示它是否经过适当的合金化、硬化和退火处理。
随着第一次世界大战在欧洲开始,仅美国汽车工业就使用了美国生产的20%的钢和57%的可锻铸铁,到大萧条时期,每年的总量约为7,000,000吨。由于铝的使用越来越多(其数量是以铝土矿-水合氧化铝-来自牙买加、巴西、澳大利亚和几内亚等少数几个拥有这种实际数量的自然资源的国家),第一次世界大战后生产的机动车中钢铁的比例明显减少了。尽管铝确实存在,并在第一次世界大战中被少量使用,但需要一个高容量的发电厂将粉末状和纯化的铝土矿提高到470华氏度,形成熔融状态,然后在液体材料中传导非常高的电流以提取铝。在这种设施和设备更加方便和充分地提供之前,这阻碍了低成本的铝的生产。当铝在19世纪中期首次被发现和使用时,它比黄金还要昂贵。与铁合金相比,铝的主要优点是重量轻、导电性强、表面氧化快,能形成一层薄薄的 "皮肤",防止褪色和深度分解。(铝是地壳上第三种最丰富的元素,也是总体上最丰富的金属)。

通用汽车公司的工厂文献说明了锻造发动机曲轴的任务,这在当时涉及很多手工操作。

除了需要保护所有黑色金属不被氧化(除了不含铁的合金),工程师和设计师还需要考虑到钢,根据其化学构成,可以因重大温度变化而膨胀和收缩。尺寸公差和硬度(脆性、弹性等)的剧烈波动很可能会削弱任何机构部件的结构完整性。与钢相比,铝仅在高温下就会出现更大的膨胀和收缩以及其他成分的变化,特别是在车辆和武器的内部工作中。
在第一次世界大战期间,合金钢在制造战争机器和车辆方面有很大的需求。汽车工业公司在1917年7月解释说。
通常情况下,每生产1000辆汽车需要75吨合金钢。几乎同等质量的汽车可以用每1000辆汽车23吨或更少的合金钢来生产。在汽车的三个主要部分中,合金实际上是不可缺少的,即变速箱中的冲突齿轮、后轴中的扭转部件和球轴承中使用的球。其他传动齿轮可以用高碳钢制成,如果仔细地进行热处理并保持在较低的限度内,这些齿轮将和现在使用的铬镍齿轮一样好,而且使用寿命几乎一样长。然而,必须承受冲击的齿轮应该由铬钢制成,尽管即使这些齿轮也可以由冶金学家从碳钢中满意地生产出来。每个受到合金钢短缺威胁的汽车公司都在忙于研究是否有可能不使用合金钢的问题。凯迪拉克公司,如果有必要,可以将合金钢减少到34或46公斤的底盘。福特汽车中使用的钢有很大比例是钒,然而通过化学分析,一辆汽车中使用的钒铁量是1%的0.15。变速器制造商就没有这么幸运了,因为他们很难做到每个齿轮组没有10到20毛公斤的镍钢,尽管他们不需要有铬合金。同样的情况也适用于车桥制造商,他们需要比普通外壳硬化钢更多的东西来制造伞形齿轮和差速器以及传动轴。

这张1866年的罕见照片显示了理查德-达吉恩的第二辆蒸汽车在纽约市的街道上行驶,当时大多数蒸汽动力仅限于铁路和船舶。

斯坦利汽船公司是蒸汽汽车制造商中最有实力的公司,它生产的商业汽车,如1908年的送货快车。

人们经常说,在第一次世界大战期间,"高档 "汽车在质量和业务方面遭受了更大的损失,因为他们的产品因配额、限制和材料短缺而变得廉价。总的来说,美国汽车工业被迫吸取教训,它仍然可以制造足够耐用的汽车,而不需要像战争开始前那样需要最高质量的金属部件。
在讨论钢铁冶金与工业革命进步的关系时,必须考虑到蒸汽动力的发展。在16世纪,欧洲的各种实验最终导致了现在被认为是第一台实用的蒸汽机,由托马斯-萨维里在1698年建造,随后由托马斯-纽科门在1705年建造,但这些原始的发动机几乎只用于从矿井中抽水,不适合用于推进。
1755年,苏格兰工程师詹姆斯-瓦特在伦敦遇到了正在研究蒸汽热力学特性的物理学家约瑟夫-布莱克后,于1769年为一种更先进的蒸汽机申请了专利,该机主要通过使用独立的蒸汽冷凝器进行改进。1769-1771年,居住在法国的尼古拉斯-约瑟夫-库格诺(Nicolas-Joseph Cugnot)运行了第一台以蒸汽为动力的公路车,并取得了一定程度的成功,试图制造一种军用车辆。他的第二台蒸汽机在巴黎意外地撞破了一堵墙,使他进了监狱。
但在其他地方,特别是在英国,发明家们有一段时间遇到了更多对工业先驱精神的接受。美国的奥利弗-埃文斯在1789年获得了他的第一台蒸汽动力陆上交通工具的专利。1774年至1800年间,詹姆斯-瓦特与马修-鲍尔顿建立了伙伴关系,他的生产车间制造出了比纽科门型更高效的蒸汽机。在英国,瓦特还开发了双作用活塞发动机,在活塞两侧获得蒸汽;后来他对该发动机进行了改造,将往复运动转化为旋转运动,并配备了离心调速器,使蒸汽机以恒定速度运转。瓦特并不是蒸汽机本身的发明者,但他的复杂改进使蒸汽机成为一种动力来源。蒸汽机很快被Richard Trevithick于1804年在威尔士的Penydarren铁厂安装在第一台机车上。在英国,铁路被称为 "马拉车",当时已经被用于公共交通,通过这种方式,被拴住的动物只是拉着客车沿着牢固的、固定的、预先指定的铁栏杆走,以防止在路线方向上出现不理想的失误和意外的目的地。
尽管第一台蒸汽机车对于当时的铁轨来说太重了,但这一发展促使乔治-斯蒂芬森建造了名为Locomotion的蒸汽机,并在1825年成为英国斯托克顿和达林顿铁路公司的第一台机车。四年内,利物浦和曼彻斯特铁路公司组织了一次设计竞赛;乔治-斯蒂芬森的儿子罗伯特赢得了他的机车 "火箭 "的竞赛,该机车在1829年被专门设计用于客运服务。英国的机车制造发展迅速,在1829年至1841年间,美国进口了大约100辆英国机车。
美国人的聪明才智促使自己的先驱者开发机车,如1830年的Tom Thumb。同年,一个名为 "查尔斯顿最好的朋友 "号机车与客运车厢一起,成为美国建造的第一辆用于销售的火车。它在这一年的圣诞节首次亮相。在接下来的一个世纪里,蒸汽机车在美国和世界其他地区得到了进一步发展。然而,本次讨论的重点是为道路和平地设计的车辆,特别是军事用途的车辆。
根据上文提到的1789年的专利,1803-1805年由奥利弗-埃文斯在费城建造的水陆两用四轮蒸汽动力车一直被认为是美国最早的自走式车辆。在随后的几年里,一些锅炉爆炸造成的伤亡,特别是在伦敦,使公路蒸汽车在19世纪没有成为一种流行的公路客运模式,另外还有英国公路信托公司的反对。也许最严重的事故是1834年7月29日在英国佩斯利附近发生的约翰-斯科特-罗素马车事故,其中五名乘客因锅炉爆炸而死亡,其他人受伤。随后,《红旗法案》严格限制了蒸汽马车在英国的发展,它强制要求所有蒸汽推进的交通工具前面都要有一个人在前面,警告车辆的接近。这极大地促进了英国铁路系统的发展。
然而,许多蒸汽马车,如1803年的特雷维西克伦敦公路马车(比他的火车头早一年)、1826年的沃尔特-汉考克的马车、1830年的戈兹沃思-格尼爵士的马车、1833年的马切罗尼上校的马车、1862年的亚罗和希尔德奇马车以及1867年的R.W.汤姆森马车等,在英国相当成功,查尔斯-迪茨的蒸汽动力拖拉机也是如此,它在1850年前一直在巴黎和波尔多附近的公路上拉客。

火箭号蒸汽船在1906年在奥蒙德海滩创造了195.65公里/小时的世界速度记录,使许多人相信蒸汽推进是驱动车辆的卓越方法。这张照片也是与那个时代呆板的方形卡车和汽车的对比,这些卡车和汽车最终在20年后得到精简。

1915年的Breeding蒸汽车是一个罕见的型号,但至少有一辆样车仍然保存至今。锅炉系统的复杂性和启动所需的时间使蒸汽车在欧洲前线的军事用途中被排除在外,战争年代,几分钟甚至几秒钟都很重要,可能意味着生命或死亡。与此同时,大量的石油储备正在被发现。

1917年,Abner Doble坐在他的Old Antelope的方向盘前,在他位于旧金山的工厂制造了几十辆先进的蒸汽汽车,包括豪华轿车。

在美国,威斯康星州立大学的物理学教授J.Carhart博士与J.W.Case公司合作,制造了一台蒸汽拖拉机,在1871年赢得了320公里的比赛。
法国的Amédée Bollée-Pere在1873年开始的十年中制造了功能齐全的蒸汽汽车。他最先进的产品之一是1878年制造的La Mancelle,它的特点是前装蒸汽机,轴驱动差速器(由法国人Onésiphore Pecqueur在半个世纪前发明),方向盘和锅炉安全地藏在乘客舱后面。
在美国,康涅狄格州哈特福德的阿波罗-金斯利、马萨诸塞州塞勒姆的内森-雷德和纽约市的理查德-达吉恩都在南北战争前和内燃机发明前制造了实用的蒸汽公路马车。当时美国的其他蒸汽马车建造者和经营者也有功劳,如约瑟夫-迪克森、哈里森-戴尔、鲁弗斯-波特和威廉-T-詹姆斯。
在整个19世纪,蒸汽牵引机是为田间工作而制造的,主要用于脱粒和耕作。从Advance和Avery到Westinghouse和Wood Brothers,大约有200个成功的品牌,许多是在英国制造的,但也有一些是在美国和欧洲大陆制造的。
然而,蒸汽动力由于其锅炉、汽缸、火箱、煤炭、车架、车轴、车轮和其他部件的综合重量,更适合在能够容纳庞大机器的铁轨上使用。1869年,蒸汽机车列车横跨美洲大陆。犹他州的金钉子纪念了铁轨从东到西跨越整个大陆的交汇时刻。
蒸汽机的关闭和启动相当复杂,妨碍了它们的实际和迅速使用。它们注定不会成为一种方便的公路运输方式,特别是在1912年查尔斯-凯特林在通用汽车公司发明了电动启动马达之后。蒸汽组件的精简和小型化最终将被完成,但在20世纪初,内燃机的技术和基础设施在现代世界中获得了显著的先机。

到第一次世界大战时,Abner Doble的公司生产了一种能够在启动后两分钟内产生蒸汽的flash锅炉,但这些锅炉是手工加工的,一次一个,非常昂贵。

Doble蒸汽机直接与后轴相连,不需要传动装置或差速器,这是大多数蒸汽动力汽车的优势。

Doble复合蒸汽机是同类产品中最复杂的一种,但Doble汽车、卡车和公共汽车的成本和复杂性使其无法大规模生产。

这辆1918-1919年的蒸汽汽车是由芝加哥的温斯洛锅炉和工程公司制造的,该公司设计的Uni-flow V-4发动机类似于内燃机,当时很少有人相信蒸汽动力用于公路车辆的前景。

了解将水加热成蒸汽问题的发明家们在思考一种不使用蒸汽就能产生气体和空气膨胀的方法。法国的Éttienne Lenoir是对蒸汽动力的第一个挑战,他在1860年获得了 "通过气体燃烧膨胀的发动机 "的专利。
两位德国发明家制造了世界上最早的内燃机车,他们几乎同时开始了研制工作,彼此之间只有几公里的距离,彼此都不知道。卡尔-本茨(Karl Benz)于1885年完成了他的汽车,并在一年后申请了专利,成为本茨专利汽车。戈特利布-戴姆勒于1885年在一辆摩托车上安装了发动机,1886年在一辆马车上安装了发动机,1889年与他的助手威廉-迈巴赫一起制造了钢轮车。这辆车在1889年的巴黎世界博览会上展出。
卡尔-本茨没有什么资金支持,他在自己的小店里制造了他的第一辆汽车。他于1877年开始在曼海姆燃气汽车厂工作,开发两冲程汽油发动机。四冲程发动机已于1872年由尼古拉斯-奥古斯特-奥托发明。1883年,戴姆勒为他自己设计的四冲程发动机申请了专利。

卡尔-本茨于1885-1886年在德国制造了他的专利汽车,与此同时,戈特利布-戴姆勒在不远处的另一个城市制造了他自己的第一辆无马车,彼此都不知道。两位发明家都制造了他的第一台内燃机,并且都被誉为汽油动力汽车的发明者。

当戴姆勒在制造他的第一辆 "摩托车 "时,本茨在他的商店里完成了他的三轮车Motorwagen,而且从一开始就被设想为一辆完整的汽车而不是一辆机动马车。奔驰汽车没有像戴姆勒那样使用热管点火,而是使用电池进行电动点火,还包括油门控制、机械阀门和水平飞轮(以克服离心力)。
奔驰汽车还使用了差速器,它是1827年在法国发明的。设计中的这些元素和部件的组合使这辆车被认为是世界上第一辆汽车。然而,卡尔-本茨、戴姆勒和迈巴赫都被认为是汽车的发明者(以及所有其他用于描述改变世界的自行式运输工具的名字)。
然而,如果忽视石油的发现和发展的极端重要性,作为工业革命的一部分,特别是作为机动车以及船舶、飞机、固定式发动机和其他基于内燃机的机械的推进燃料,将是一个相当大的疏忽。事实上,如前所述,第一次世界大战有时被称为 "汽油战争"。
石油在古代就已为人所知,因为它在世界各个地方渗出到地表。在这种被称为沥青的粘稠形式中,它在美索不达米亚(即现在的巴格达)最为出名。它被用作砂浆和密封剂,后来被用于战争。在巴格达附近幼发拉底河畔的希特坑中逸出的气体会被点燃,可以解释巴比伦人对火的崇拜。另外,根据罗马历史学家普林尼的说法,它被用于药用,可以止血、治疗白内障和痛风、治疗牙齿疼痛、舒缓咳嗽、止泻、缓解发烧和风湿病以及治疗其他疾病。许多 "生 "石油的民间医学用途历来都是如此。

这张1859年的照片显示了埃德温-德雷克和他在宾夕法尼亚州泰特斯维尔的钻机,那里是石油钻探的最初开始。

众所周知,岩油也在欧洲部分地区被发现,特别是在加利西亚和罗马尼亚,19世纪中期在那里发明了一种简单的照明灯,称为维也纳灯。在美国,石油在宾夕法尼亚州北部农村的油溪渗入地表,该地也被称为塞内卡溪,以当地印第安人的名字命名。但在北美,除了用于制造药用产品外,还没有发现这种粘液的用途。通过使用抹布浸泡在水面上漂浮的物质,每天只能从油溪收集几加仑。加利福尼亚州南部的拉布雷亚焦油坑尚未被认识到有多大的重要性,除了几千年来印第安人和动物被淹死在巨大的泥浆坑中的事实。位于洛杉矶威尔希尔大道的一个博物馆现在专门介绍这段历史。
在19世纪,照明是使用各种形式和迭代的欧洲维也纳灯(后来称为煤油灯)完成的。这些灯的燃料来自于莰烯,从松节油中蒸馏而来;城镇煤气,从煤中提取;或来自抹香鲸油。莰烯和煤气都非常昂贵,而抹香鲸的数量在19世纪中期几乎被消灭了。
加拿大人Abraham Gesner博士出现了,他获得了从沥青或原油中提取照明油的方法的专利。在他1854年的美国专利中,他将这种碳氢化合物液体称为 "煤油"(Kerosene),这是希腊语keros和elaion的组合,意思是 "蜡 "和 "油"。欧洲也在小范围内完成了这一过程,但北美的原油(岩油)供应不足,无法制造大量的煤油(这成为一个通用词)。原油的使用仍然只是作为一种民间药物。格斯纳博士还没有获得他的专利许可。
使用岩油进行照明的潜力给了一位名叫乔治-比塞尔的纽约律师很大的启发。在达特茅斯学院看到一小瓶石油民间药物后,他意识到它是可燃的,并梦想找到足够的石油,在照明剂行业创建一个可盈利的企业,而这个行业是巨大的。他与纽黑文银行总裁詹姆斯-汤森(James Townsend)一起成立了宾夕法尼亚岩油公司。他们聘请了一位名叫本杰明-西利曼博士的著名化学家。这位化学教授对岩油的各种蒸馏形式的潜在用途进行了仔细评估,在发表了他非常有利的报告后,毕胜和汤森为他们的新企业聚集了投资者。
但问题是,在宾夕法尼亚州的油溪附近可以收集到的石油太少了。有一天,毕胜在一家药店的橱窗里看到一则广告,上面展示了已经使用了几个世纪的盐业钻井架。在万事通E.L.德雷克和经验丰富的钻盐工人威廉-史密斯的帮助下,他们开始尝试在宾夕法尼亚州的泰特斯维尔附近钻探石油。他们以塞内卡石油公司的名义,在离这个人口为125人的落后小镇约3公里的地方购买了一些农场土地,于1858年使用蒸汽机开始了他们的任务。

在钻井过程中,当地下石油压力很高时,就会出现 "喷涌 "现象,这完全出乎第一批石油先驱的意料。在照片里,安东尼-卢卡斯上尉在斯宾德莱托普的油井于1901年1月10日喷发,标志着德克萨斯石油工业的开始。

比塞尔、汤森和回到纽约的投资者们在期待着,钻探者们坚持不懈,但没有任何成功。一年过去了,许多人嘲笑整个概念,认为石油是一种来自煤层的 "滴漏 "形式,只能存在于少量中。就在钱真的用完了的时候,石油在一个破碎的钻头留下的空洞中浮出了水面。1859年8月27日,德雷克和史密斯用一个简单的手动泵装满了几桶油。他们通知了Bissell和Townsend。
这一发现的消息迅速传开,一年之内,有75个石油钻机在泰特斯维尔抽油。在地下气体的推动下,1861年的第一次 "涌泉 "让所有人都感到惊讶。1860年的产量为45万桶。
到1862年,产量达到300万桶。岩油被称为 "黑金"。
由于铁路车辆必须将原油运往炼油厂,另一个行业立即扩大,必须跟上生产。炼油厂对于 "裂解 "或炼化原油至关重要。如果没有约翰-D-洛克菲勒的名字,石油的故事就不完整了。到1865年,他是克利夫兰最大的炼油厂的所有者,并与他的合作伙伴亨利-弗拉格勒一起,很快主导了石油行业。该公司还控制了石油副产品的生产,如凡士林、扑尔敏以及汽油,当时汽油只作为一种溶剂使用。

在汽车工业的最初几十年里,石油被装在类似牛奶罐的大罐子里,这些罐子通常装载五加仑(19升),并且有一个较窄的密封顶部,以使其更容易倾倒。

在洛克菲勒一丝不苟和彻底的领导下,通过非常积极的增长和收购(被指责为不择手段的商业行为),9年后,标准石油公司获得了美国90%的煤油供应。实际上,洛克菲勒对石油生产商形成了一种扼制,而石油生产商有数千家,这取决于如何计算,因为任何人都可以在自己的地盘上打油井,并被称为生产商。
甚至在内燃机发明之前,洛克菲勒就控制了石油的开采和运输。为了从他手中夺取一些控制权,石油生产商们联合起来,努力建造一条巨大的管道,这条管道将被称为Tidewater管道。这个项目在技术上似乎是不可能的,当时的标准管道只是简单的木管,将从宾夕法尼亚州北部被称为石油区的地方延伸180公里,到宾夕法尼亚州和雷丁铁路的连接点。
为了赶走洛克菲勒和他的手下,他们采取了破坏行动,在工程的确切路线和规模方面进行了欺骗,开始秘密施工。而到了1879年5月,石油已经在这条线路的另一端流淌起来。Tidewater公司与19世纪90年代的生产者和再生产者石油公司一起重组为纯油公司,成为标准石油公司数十年来无法控制的少数实体之一。

在1909年,大型五吨油罐车,如这辆Mack II型油罐车,可以运载1200加仑(4540升)汽油,当时的配送对汽油动力汽车的基础设施至关重要。

在19世纪90年代,所谓的 "石油战争 "可以说是四个主要参与者的阴谋和诡秘的操纵行为。标准石油公司、罗斯柴尔德家族、诺贝尔家族和一个由多个俄罗斯石油生产商组成的集团。低价销售和欺骗性收购是两个主要策略,而在表面上,关于合并和合作的礼貌性讨论在适当的间隙中被公布出来,并充满了友好的姿态。
与此同时,东苏门答腊的烟草种植园经理Aeilko Jans Zijlker发现,当地人在使用煤油火把,并发现那里的地下有石油渗出。1885年钻了一口油井,开始了一个宏伟的新企业,称为皇家荷兰公司,当时威廉三世为这个新企业借了他的名字。
洛杉矶及其周边地区的繁荣很快就消失了,因为这一特定地区的储量很快就被耗尽了。西利曼教授曾奢侈地宣称地下石油的供应取之不尽、用之不竭,但事实证明他暂时错了,并被迫辞去耶鲁大学的教授职位。然而,他的一些预测后来成真了,因为在加利福尼亚州南部的文图拉县、圣费尔南多谷和近海,以及美国其他地方、墨西哥和其他教授推测可能有地下储量的地区,都发现了新的石油储备。
在德克萨斯州,一个名叫帕蒂洛-希金斯的独臂机械师拒绝放弃他的梦想,他与安东尼-卢卡斯上尉合作,他们在博蒙特的斯宾德莱托普发现了石油,这引起了人们对油井索赔的疯狂追求,壳牌石油公司也努力买下整个产量。该公司签订合同,在随后的二十年里以每桶25美分的价格购买该地区一半的原油产量。但石油继续在德克萨斯州、堪萨斯州、俄克拉荷马州和科罗拉多州被发现,当斯宾德莱托普的油井开始干涸时,价格上升到每桶35美分。随着以汽油为动力的机动车在各种用途中日益普及和广泛,需求也在急剧上升。

在驾驶车辆的早期,机油是用手一次一夸脱地泵入一个专门设计的喷壶中,以使发动机达到适当的容量。

1901年威廉-麦金利总统遇刺后,西奥多-罗斯福成为总统,并于1904年再次当选。随即,他对标准石油公司和石油工业展开了调查。1906年11月,罗斯福政府在联邦巡回法院对标准石油公司提起诉讼,根据1890年的《谢尔曼反托拉斯法》指控其 "共谋限制贸易"。在公众愤怒的驱使下,法院向约翰-洛克菲勒和标准石油公司罚款2900万美元,石油大亨对此嗤之以鼻。然而,在1909年,法院还下令解散标准石油公司,该命令被上诉,但在1911年5月得到维持,该垄断企业被给予六个月的时间来解散自己。新的最大的独立实体是新泽西的标准石油公司,占总净值的一半,它成为埃克森公司。加州标准公司成为雪佛龙,纽约标准石油公司成为美孚。印第安纳州分公司成为阿莫科公司,大陆公司随后成为康科公司,大西洋公司成为ARCO的一部分,随后成为太阳公司。分拆的主要成果之一是引入了新的、无限制的研究和开发,在印第安纳标准石油公司的化学博士威廉-伯顿的领导下,将原油的汽油产量提高了两倍多,从20%提高到45%。

约翰-洛克菲勒的石油信托公司的垄断被罗斯福政府分解成几个较小的公司,Texaco等公司本身就成为巨大的巨头。

与此同时,法国地质学家发表了许多关于波斯(1935年后成为伊朗)存在石油的报告。由于波斯将军Antoine Kitabgi与英国百万富翁William Knox D'Arcy谈判的努力,国王Muzaffar al Din于1901年5月28日签署了一项历史性协议,允许新的英国公司从四分之三的波斯领土上获取石油,尽管俄国人的抗议没有成功。在浪费了大量时间后,1903年10月终于发现了石油。但D'Arcy在开发过程中花费了大量的投资,以至于他不得不求助于托马斯-博弗顿-雷德伍德,他是英国化学家、顾问和石油专家,曾建议皇家海军采用燃油而不是使用煤炭。濒临破产的D'Arcy最终得到了皇家海军部的合作,一家总部设在苏格兰的名为Burmah Oil的小公司于1905年成立了波斯石油企业,被称为特许权辛迪加。
随后,石油勘探从巴格达周围被这家公司转移到了波斯西南部。然而,在1906年,当地毛拉在排外的气氛中反对专制的沙阿,德黑兰爆发了暴力骚乱。一支武装的军事卫队被派来保护石油钻井平台。沙赫被免职,一个议会被建立,波斯被瓜分。第一批油井干涸了,沙漠中一个名为Masjid-ISuleiman的新地点将成为发现大油田的下一个机会,这被Burmah石油公司和监督实际操作的George Reynolds描述为一种绝望的行为。但没有发现石油,Burmah石油公司的管理层发出通知,要求停止所有业务。随着这封信的传递,1908年5月25日,在难以忍受的条件下经历了极端困难之后,石油最终被 "喷涌 "而出,帮助Anglo-Persian石油公司,也就是它的名字,获得了成功。

在这则国家地理杂志的石油产品广告中,讽刺的意味不言而喻,广告中的石油顺着页面流淌,背景是优胜美地。在这则早期广告中,汽车已经挤满了这个风景如画的山谷。

在当时被称为土耳其君士坦丁堡的地方,这辆1910年的风冷发动机的富兰克林牌汽车是改造成部分装甲的机枪巡逻车的绝佳选择。

英国政府对石油的兴趣是由约翰-费舍尔上将和温斯顿-丘吉尔领导的,他继承的英国海军已经在建造56艘烧油的驱逐舰和74艘这种潜艇。温斯顿-丘吉尔的政治生涯始于1901年26岁的议会,到1910年他成为贸易委员会主席和内政大臣。这时,他确信石油将使英国军舰的最高速度达到25节,比烧煤提高了20%,而且这些速度可以用更少的人完成,省去了船上一半的司炉工和煤炭工程师。允许更大的航程和更容易在海上加油。在一场战斗中,人们不必再从船上的各个煤仓和煤箱中分心去铲煤。
1912年、1913年和1914年的巨大的英国海军计划,作为对德国海军扩张的反应,包括建造全部以石油为动力的船只,而不是以煤为动力的船只。石油和安装在船舶、机动车和飞机以及许多内燃机,将改变整个运输的特点,从而改变战争的特点。
到1916年,英国海军20%的石油需求是由Anglo-Persian石油公司提供的。令英国人感到惊讶的是,British Petroleum石油公司(这是一个完全由德意志银行控制的公司的实际所有者使用的名称)是为分销罗马尼亚石油而设立的,那里有欧洲唯一的油田。战争开始后,英国人接管了British Petroleum石油公司,并将其与Anglo-Persian公司合并。同时,同样由德意志银行控制的土耳其石油公司也进行了重组,这样,Anglo-Persian公司拥有50%的股份,壳牌公司和德意志银行各拥有25%的股份。对盟国有利的是,这项特殊的协议是在1914年3月19日制定的,当时正值第一次世界大战使许多国家四分五裂。

在全球新的石油发现的推动下,机动车行业在美国和欧洲以巨大的速度发展。M&M公司的这份美国 "目录 "为民用市场的无数零件和配件做广告。

在英国,公众对荷兰皇家公司和壳牌公司进行了很多鼓动。然而,在英国海军部的一再拒绝下,在鹿特丹建造了一个用于生产甲苯的炼油厂,这是制造TNT炸药的一种关键成分。众所周知,相当先进的德国化学工业正在购买这种甲苯,用于他们自己的炸药生产。1915年1月,发生了一次秘密行动,整个甲苯实验室在半夜被拆解,运到英国的萨默塞特,在那里重新组装。到1917年11月,总理乔治-克莱蒙梭警告总统伍德罗-威尔逊,法国将在1918年3月前耗尽石油和汽油。1917年12月15日,克莱蒙梭给威尔逊总统发来信息说:"在即将到来的战斗中,汽油与血液一样重要"。威尔逊做出了相应的回应,充足的燃料和石油供应被迅速运往欧洲。1914年,美国的石油产量占世界产量的65%,每年总产量为2.66亿桶,到1917年增加到3.55亿桶,占世界总产量的67%。面对如此巨大的产量和需求,为了控制和协调国家对石油产品的分配,威尔逊总统创建了燃料管理局。它的负责人是一位名叫马克-雷卡的加州石油工程师。
他成为美国的第一个能源沙皇。
在德国,对石油的需求变得如此重要,以至于德国袭击了罗马尼亚,以夺取其瓦拉几亚平原的油田。1917年11月17日,德国军队最终突破山口,进入该国。在与不情愿的罗马尼亚政府进行多次谈判后,英国上校约翰-诺顿-格里菲斯(John Norton-Griffiths),有时自己也挥舞着大锤,被安排从1917年11月26日起负责摧毁罗马尼亚的石油生产厂。几天之内,他就摧毁了70家炼油厂和80万吨的原油储备。当德军最终到达石油生产设施时,诺顿-格里菲斯上校逃过一劫,获得了荣誉勋章,并在6个月后才得以修复,使德国军队及其以汽油为基础的基础设施陷入瘫痪。
德军的另一个目标是占领里海的巴库炼油厂。一支英国部队被派往波斯,在一个月内抵挡住了德国军队。然而,在他们离开后,土耳其战士进入巴库,在混乱的战斗中,亚美尼亚工人被杀害,石油设施被当地穆斯林破坏,从而再次使德国失去了他们的战争机器所急需的重要石油和汽油。
1918年11月11日停战协议签署后,曾任法国石油总委员会主任的贝伦格参议员说:"石油--地球的血液--是胜利的血液,因为石油是战争的血液,所以它将是和平的血液。"
英国早先对印度的殖民统治,以及为了获得石油而试图支配美索不达米亚和中东的拙劣掩饰,都助长了整个地区的区域、部落和宗派冲突,无论它是否与欧洲的战争直接相关。随着新的国家在地图上被任意划定,尽管第一次世界大战中最著名的盟军英雄阿拉伯的劳伦斯(生于英国的T.E.劳伦斯)在这一地区取得了军事上的成功,领土的动荡和细分导致了持续的战争和社会及政治动荡。
汽油这种石油的副产品被命名为 "gasoline"或 "petrol",在其他地方被称为benzene"苯"(在美国经常被简称为 "gas"),在1890年对任何人都没有什么用处,突然间成为地球上最重要的物质和商品之一,因为内燃机变得无处不在,而大战(在此再次提醒为汽油战争)已经在欧洲爆发了。

当内燃交通在世界各地变得无处不在时,"Globe-the Universal Gasoline "这个名字是有预言性的,第一次世界大战的事件使它的引入和传播更加迅速。

19世纪90年代,当电动和汽油驱动的车辆出现时,蒸汽动力在经过近一个世纪的蒸汽牵引机和偶尔出现的蒸汽巴士以及海上应用后,蒸汽动力似乎已经被认可为公路车辆,特别是大型商用卡车的合理动力。
在第一次世界大战之前,围绕哪种推进方式最适合机动车的问题仍有很多争论。当时有许多公司在制造这三种形式的车辆。美国有几家公司正在生产蒸汽汽车和卡车。Breeding, Grout, Herschmann, Locomobile, Mobile, Morgan, Stanley 和 White。为了证明这一点,其中一些公司在1903年参加了由美国汽车俱乐部赞助的首次商用车比赛。
1903年5月20日和21日,美国举行了首次卡车展和卡车竞赛。该活动是对当时仍被认为可行的各种燃料和技术的测试和致敬:焦炭、煤炭、煤油、汽油或铅酸电池。
比赛在纽约市中央公园周围和哈林河对面举行。有14辆汽车参赛,其中一辆被撤回。当时的《无马时代》思索道。"汽车必须结束其纯粹的奶油般的存在,如果它要生存下去,就必须承担其在世界工作中的份额"。
从位于第5街和第58街的美国汽车俱乐部总部出发,每辆卡车被要求跑32公里,到第230街再返回。他们以三分钟的间隔离开。在第一天,只有布莱斯德尔号没有完成任务,因为手摇泵坏了,用于加热蒸汽锅炉的汽油起火了。暂时停工但没有被淘汰的是大型的赫斯曼(Herschmann),它因锅炉漏水而被推迟。这辆卡车运载了4500公斤的花岗岩块,无疑是为了达到视觉效果,因为5吨的碎石不会有同样的戏剧性效果。
第二天,一个轮胎漏气导致一辆联邦卡车翻车,司机受伤。进一步的细节没有给出,但这些车辆都没有最基本的安全功能。在当时,卡车没有封闭的驾驶室,甚至没有车头大灯。司机很幸运,有一个软垫的座垫。
赢家是轻型诺克斯卡车,在媒体上被称为无水诺克斯,因为它的发动机是风冷的。这种特别不寻常的设计有一个单汽缸,使用 "老豪猪 "冷却系统,之所以被称为 "老豪猪",是因为它没有肋骨或肋骨,而是在汽缸体上压了许多钢钉。这辆卡车载有570公斤的铅,由哈里-A-诺克斯亲自驾驶。这辆车是由舵机驱动的,配有两速环形变速器,没有倒档。
哈利-A-诺克斯毕业于马萨诸塞州的斯普林菲尔德技术学院。作为一名工程师,他在19世纪90年代末设计了电梯。他的邻居是汽车先驱弗兰克-杜里亚(Frank Duryea),他鼓励诺克斯进入这个新领域,诺克斯在1900年建造了三轮车。当时的广告称,"诺克斯--永不饮水的汽车"。哈里-诺克斯在1904年突然辞职,继续制造阿特拉斯汽车。诺克斯(Knox)成为诺克斯-马丁公司,制造用于拉动拖车的三轮拖拉机。该公司还制造了四冲程四缸卡车和公共汽车,其中一些被出口到了远在日本的地方。
在1903年的卡车比赛中,较轻的卡车被要求沿着曼哈顿的街道多跑32公里,获胜的Knox卡车在3小时35分钟内跑完了这条路线,消耗了15升的汽油。这是一个平均每小时18.2公里的速度。在两天的比赛中,Knox使用了10.5加仑(40升)的汽油,其中包括第二天的模拟送货站。这意味着它平均每加仑约8英里(每升约3.4公里)。

1903年的Knox凭借其轻巧的重量和单缸 "豪猪 "汽油发动机,在纽约市举行的第一届美国卡车竞赛中击败了蒸汽和电力驱动的车辆,成为冠军。

相比之下,最大的卡车,也就是Coulthard号,在两天的时间里使用了605公斤焦炭和3290升水,行驶了96公里。Waverly电动车充了价值2.5美元的电,让它的电池能跑完规定的130公里路线。第二年,一个更广泛的商业车辆测试包括三辆Knox卡车。在1904年比赛的前六名中,有三辆是来自哥伦比亚和Cantono的电动车。在18个参赛项目中,该级别的冠军是由总部设在纽约市的联合汽车公司制造的卡车。它载着一吨半的货物,在25.39小时内行驶了385公里。还有一辆由Fischer公司制造的汽油/电动混合卡车。
新闻界和公众以极大的怀疑态度观察卡车试验。机动车是一种全新的技术,不为人知,未经证实。那些从事商业运输的人对马匹将被机器取代的概念嗤之以鼻。然而,有远见的人促进了进步,他们知道马车的日子已经不多了。但批评声甚至来自一些推动者。《无马时代》评论说,卡车缺乏安全性。
一匹训练有素的马通常会通过自我保护的本能来防止与相交的车辆相撞,但对于机动车来说,却没有这样的保障,所有的安全都取决于司机的警觉性和他观察道路各个方向的设施。
如前所述,在20世纪初,并不清楚哪种动力将是自走式车辆的理想选择。进步的思想家们嘲笑马,正如记者西尔维斯特-巴克斯特在1899年所说的那样:
目前,将一些关于马的冷酷事实摆在公众面前是特别合适的。这些事实将证明,马是一种具有非凡感觉的动物--把这个词作为判断力的同义词。它有一个非常微妙的感知力,加上非常轻微的关联能力。因此,它在任何时候都有可能在最轻微的挑衅下爆发出最剧烈的精神错乱。这一点,再加上这种动物巨大的力量,使它成为一个极其危险的引擎,在我们人口众多的社区,它实际上被赋予了道路的自由。它是笼罩现代城市的巨大和压倒性的喧嚣的主要制造者,在一天结束时,每条经常光顾的街道,如果没有经常打扫,就会铺上一层温暖的、棕色的马粪垫子,气味熏天,而且注定有相当一部分会像粉尘一样散布到各个方向,其中带有无数的病菌。
随着自行式车辆的出现,马匹即将被淘汰,但选择哪种技术,为什么不选择可靠的蒸汽或电力?早在1839年,苏格兰的罗伯特-莫里斯和萨洛姆-安德森就制造了一辆可行的电动马车。而在1897-1898年的暴风雪中,一组Electrobat Morris & Salom出租车是唯一能够在街上运营的车辆。但是,变化必须是渐进的,才能让公众接受,从而纳入进步的演变中。另一个例子是,由马匹拉动的蒸汽机泵车首先被A&B、克里斯蒂和阿伦斯-福克斯等公司制造的两轮机动拖拉机所取代,然后被独立的机动蒸汽机完全取代。
蒸汽机在燃料来源方面的灵活性在一定程度上是一个优势。早期的车辆使用煤或焦炭来加热锅炉,后来使用煤油和汽油。设计师和企业家们坚持认为,蒸汽机具有非常高的扭矩特性,可以消除昂贵的变速箱、离合器和差速器,同时保持速度和拉动力。一股干净的水蒸气的想法有其明显的诱惑力,尽管人们忽视了仍然需要某种燃料燃烧来加热水以产生蒸汽,而这在燃烧过程中会产生大量的废气副产品。
斯坦利和怀特等蒸汽汽车制造商担心,难闻的烟雾会污染他们的车辆所使用的大部分城市环境。詹姆斯-哈尔西是一位设计师和发明家,他声称他的蒸汽车 "没有气味,没有灰烬,没有危险的汽油灯,不需要烧火"。在早期的期刊上,怀特宣传其散热器的目的是 "避免在拥挤的交通中出现蒸汽"。

威廉-莫里森在1891年建造了这辆小型公共汽车,当它在1893年芝加哥的哥伦比亚博览会上被用来运送游客时,给人留下了相当深刻的印象。

蒸汽动力汽车的另一个问题是其实际操作的复杂性。闪亮的锅炉使得获得蒸汽动力成为可能--有些车辆在一两分钟内就获得了蒸汽动力,但在第一次世界大战期间,很明显,即使有这么短的延迟,也可能意味着生存或死亡。操作蒸汽车辆需要一些耗时的步骤。燃料必须被泵送到一定的压力(例如2.1公斤/平方厘米)或特定车辆所规定的任何压力。锅炉必须被填满。蒸汽产生后,发动机必须小心地排出冷凝水,以避免水锤损坏。在第一次世界大战时期的大多数蒸汽动力汽车中,这些程序需要20分钟或更长时间。蒸汽车需要忠实的支持者,当时即使是给一队马匹套上马具也需要差不多的时间才能向前进。
旧金山湾区的Abner Doble被认为是少数,也许是唯一的,比较容易使用的现代蒸汽车辆的建造者之一。但是,他的公司制造的几十辆车,大部分是豪华车,都是手工制造的,成本非常高,而且相当复杂。尽管如此,旧的观念依然顽固不化,蒸汽动力爱好者们继续以一种浪漫化的形式赞美蒸汽机动力的优雅和周到的愿望。除非燃烧的副产品排放、热传导、减轻重量和金属腐蚀等问题能够得到解决,否则蒸汽机基本上将成为过去的技术,尽管许多经过修复的蒸汽动力汽车今天仍然存在。
在第一次世界大战前的化学发展中,人们了解到钢铁的氧化(生锈)不仅会使其变成褐色,而且还会变脆和多孔。为了防止这种情况,黄铜、镍、铬、镉、锌和铜镀层多年来被有效使用,直到这种工艺的成本急剧增加。同时,由于油漆、玻璃和塑料的可用性不断提高,外观上的美学也发生了变化,后者在第一次世界大战中刚刚开始发展。
毫无疑问,由于对透明石英等天然材料的迷恋,新的人造材料被称为 "Icinglass "和 "Bakelite"。电木是第一个成功的合成树脂,于1909年由比利时-美国化学家Leo Hendrik Baekeland博士开发,他开发了苯酚和甲醛与纤维填充物和颜料的聚合物。由于它几乎不燃烧,除非在非常高的温度下,它逐渐取代了赛璐珞,有时商业上称为 "Icinglass"(有时拼写为 "Insinglass"),因为它被认为几乎是透明的,至少是半透明的,足以允许足够的可见度。
赛璐珞是第一种塑料,1869年由约翰-韦斯利-海特用硝酸纤维素和樟脑合成,几乎与它的相关物质--爆炸性的硝化纤维素一样可燃。一些最早的静态和动态电影的摄影透明材料使用了赛璐珞,它的突然和有时不可预测的燃烧性导致了动态电影节目的中断,并引起了相当大的恐慌。玻璃的结构完整性要好得多,它被用来替代达盖尔照相术,尽管不是用于拍摄电影。
由熔化的硅制成的玻璃已经存在了几个世纪,在公元前1500年就已经发展起来。
公元前1500年,在现在被称为中东的地方就已经发展起来了。然而,今天被称为安全玻璃的东西,是由两层玻璃和中间一层塑料融合而成的层压板,在被撞击时,会碎成大颗粒,而不会有锋利的边缘,是在第一次世界大战后开发的。这意味着在第一次世界大战中,无论是由于爆炸性脑震荡还是意外,通过破碎的普通玻璃窗都可能意味着生死攸关的划伤。
工业革命期间的其他重大进展是在炸药领域。与硝化纤维素一样,自10世纪在中国制造出第一枚烟花以来,其他爆炸材料也在逐步发展。罗杰-培根在13世纪描述了 "黑火药",虽然有不同的颗粒和配方,但最终被称为火药。有时也被称为棕色火药,它是一种木炭、硝酸钾和硫磺的混合物。枪棉于1845年问世,但事实证明其威力太大,无法用于枪械。19世纪80年代,无烟火药被开发出来用于火器,完全取代了黑火药,但用于业余爱好和特殊演示目的除外。
爆炸性炸药基本上分为两种类型:起爆炸药和烈性炸药。起爆炸药,如雷汞,是高度敏感的。高能炸药硝化甘油是由意大利人Ascanio Soberro于1846年发明的。这种材料后来与硅土结合;然后在1867年,阿尔弗雷德-诺贝尔将硝化甘油与木浆结合,制造出炸药。诺贝尔还发明了无烟火药,叫做Cordite。

电报和电话发明后,古列尔莫-马可尼与当时的其他科学家一起开发了短波无线电系统。第一次世界大战时,"无线 "通信技术已经开始使用,如图所示,在1916年用一辆White卡车进行了安装。

到了世纪之交,三硝基甲苯被开发出来,简称为TNT。其爆炸力是衡量所有炸药的标准。最初的手榴弹是16世纪的一项发明,规格不详,由一个装满火药的空心铁球和一个点燃的导火索组成,现在是圆形、黑色炸弹的经典定型。除了所有使用炸药的炮弹(下文将提到)之外,在 "大战 "期间还发明和开发了各种手榴弹,例如英国的 "1号手榴弹",它是一个装在45厘米长的棍子上的铸铁炸药。它以其反弹的趋势而闻名。
德国的棒状手榴弹更加复杂,有一个导火索引爆器。英国的Mills手榴弹有一个弹簧环销,由于意外爆炸,它被改装成一个弹簧杆,由一个销子锁定,启动一个4秒钟的延迟引信。弹体上的金属被有意设计成预制碎片。Mills炸弹共生产了3300万枚,其中包括马丁-黑尔(Martin Hale)型,它可以用步枪发射,将其射至180米远,并通过使用撞击引信爆炸。与以往任何战争相比,各种形式的炸药包是第一次世界大战的一个非常重要的 "主要特征"。
除了冶金业在第一次世界大战前的快速发展外,工业和技术进步的最重要因素之一是电力。古代人类对电的认识是以闪电的形式出现的,由于没有科学工具或知识就无法理解其基本物理学的许多奥秘,因此理所当然地激发了许多恐惧,并成为大量神话的来源。
早在公元前600年,希腊人就知道,即使是小块的琥珀在被毛皮摩擦时也会产生静电电流,吸引微小的颗粒。近两千年后,威廉-吉尔伯特才证明许多其他物质也具有同样的电学特性。
本杰明-富兰克林的实验现在已经成为著名的历史小故事。据说他在一次暴风雨中从绑在风筝线上的一把钥匙上获得了火花。与本杰明-富兰克林一样,英国的威廉-沃森在1847年提出了一种可以在许多物质中找到的静电 "液体 "的理论。但事实证明,除了引发火灾,静电的实际应用是难以实现的。
静电在17世纪成为许多娱乐活动的来源,以至于使用转轮的小型静电装置产生了可见的微型火花和光芒,用于视觉威慑和娱乐。史密森学会甚至有一个复制的19世纪的房屋客厅,在那里,一个男人会触摸一个静电发生器,同时通过亲吻幽默的访客的嘴唇来传递可触及的电流。
基本的挑战是如何以某种形式储存电力,而不不断摩擦物质以形成静电。莱顿瓶是一种原始的储存静电的方法。意大利物理学家亚历山德罗-朱塞佩-安东尼奥-阿纳斯塔西奥-沃尔塔最终从科学的角度解决了这个储存电流的问题,他是1800年第一块电池的发明者。他称其为伏尔塔桩,由浸泡在弱酸中的交替金属制成。因此,电动势的单位 "伏特 "就是以他的名字命名的。
然而,利用电能的挑战不会有真正的实际价值,直到丹麦物理学家汉斯-克里斯蒂安-奥斯特德在1819年证明电和磁是直接相关的,两年后的1821年,英国科学家迈克尔-法拉第证明了一根自由悬挂的电线浸入水银池中的磁力。当电流施加在电线上时,它就会转动,这表明电线周围有一个旋转的磁场,基本上证明了制造电动机的可能性。
第一台能够在实际应用中工作的实用直流电动机是由美国人托马斯-达文波特制造的,他是佛蒙特州的一个没有受过教育的铁匠,尽管他对约瑟夫-亨利和迈克尔-法拉第的工作有所了解。达文波特于1837年为其电动机申请了专利。19世纪30年代和40年代,许多电动机和发电机的发明从英国、美国和欧洲发明家的头脑中层出不穷,无疑需要有一整套关于这一主题的书籍。

继续困扰内燃机普及的问题是如何使其启动。Kimball拉式启动器是所有启动器中最简单的,但不是最有效的,特别是对大型发动机而言。

随着第一次世界大战的开始,不同的发动机启动器仍在被发明出来,例如这个1914年的Ever-Ready机械弹簧启动器的附件。

到1860年,加斯顿-福尔发明了二次电池,这将是第一个可充电的电池;这与沃尔塔的早期电池不同,后者需要更换活性元件。有了福尔的可充电电池,便携式、可再生的电力现在可以用于各种机械。在此之前,问题一直是电流的可用性,在托马斯-爱迪生等人的伟大发明之前,电流没有建成分配网络。
然后在1873年,Zeobe Gramme将他发明的一个发电机与第二个类似的装置作为电机驱动,这成为工业上使用的第一个成功的电动机。美国的A.L.雷克和威廉-莫里森以及欧洲的许多人的实验导致了电动汽车的诞生。莫里森的电动马车于1891年制造,由哈罗德-斯特吉斯和约翰-A-奎利展示,1893年在芝加哥举行的芝加哥哥伦比亚博览会上被用来运送游客。没有金属轨道来承载电流,但以铅酸电池为基础,它给成千上万的游客留下了相当深刻的印象。在一个短暂的时期内,J.B.麦克唐纳在美国电池公司使用西门子电枢制作了该车的复制品。
随后,许多人开始生产电动机,用于电车和车辆推进等各种用途,包括托马斯-爱迪生、德国的西门子、美国电气制造公司以及卡尔和保罗-博丁,他们的第一台实用电动机在1907年被牙医使用。电动机成为世界各地无数车辆和机械的动力来源,特别是随着城市和后来农村地区使用悬挂式电线电气化,提供了持续的电流供应,以及可靠和可充电电池的发展。除了蒸汽和内燃机,以及化学方面的进步,电力不可否认是工业革命的最大贡献之一。
尽管电动机、发电机、螺线管和相关机制最终变得非常重要,但电流的第一个真正的实际应用是电报的发展,它使用了原始的电动打印机和塞缪尔-F-B-莫尔斯在1837年设计的信号代码;同年,莫尔斯安装了英国的第一个铁路电报系统,该系统在几十年内不断改进。1843年,他收到了
1843年,他从美国国会获得3万美元,用于在华盛顿特区和马里兰州的巴尔的摩之间建立一条实验性电报线。第一条信息于1844年传输,包括一句话:"上帝创造了什么?"
莫尔斯的点和破折号系统代表字母和数字,允许即时远距离通信。摩尔斯密码以各种形式通过电线使用,并在船上和陆地上使用灯光。
当尼古拉-特斯拉在1888年获得交流(AC)电流类型的专利时,下一种类型的电动马达出现了。由于使用铅和酸制造电池、灯光、仪器和喇叭等装置的简单性,直流电系统在第一次世界大战前就已经开始使用了。交流系统的主要优势在于传输距离,今天可以跨越数百公里的电力线都使用交流电。尼古拉-特斯拉在西屋公司花了很多年时间开发交流电动机,还有许多其他发明。
在击败爱迪生获得巨额合同后,特斯拉继续为1893年哥伦布展览会提供照明,这是他最著名的成就。与交流电机一样,基本的点火系统,沿用至今,可能是特斯拉最有用的发明。
电气创新的发展因素之一是 "无线 "的发明,它对第一次世界大战的通信产生了渐进但非常重要的影响。出生在意大利的古列尔莫-马可尼研究了早期的实验,如英国科学家詹姆斯-克拉克-麦克斯韦在19世纪60年代的实验,以及海因里希-赫兹在20年后的实验。麦克斯韦预测了为一种 "辐射 "产生电磁波的可能性,因此有了 "无线电 "广播。这两个人都对在使用电报时取消电线的想法很着迷。马可尼对赫兹的实验进行了极大的改进,在威廉-皮尔斯于1892年提出他的版本后,马可尼向意大利政府提供了他的无线通信系统。到1894年,英国科学家奥利弗-洛奇将摩尔斯电码信号发送到半英里之外,1895年,俄罗斯物理学家亚历山大-斯捷潘诺维奇-波波夫也建造了一个接收器,可以探测大气中的电磁波。他预言,这些波可以产生,并在很远的距离上有效地接收信号。

Jenn-Steinmetz公司压缩空气启动器的原理图式技术图。

1914年的一项复杂的带超控离合器的启动器专利对小型发动机(如摩托车)很有用,但对大型发动机却不适用。

K.E.W.马达启动器将爆炸性混合物注入进气室,是在工程师认为几乎不可能使用电动马达时启动内燃机的又一种方法。

马可尼于1896年在英国获得了一项专利,一旦确保他的设备是他自己的发明,他就获得了资金支持并成立了马可尼无线电报公司。1898年,他传送了一条横跨英吉利海峡的信息。到1900年,当马可尼的四回路调谐系统被证明是完全可行的时候,它很快就得到了广泛的使用,无论是船对岸还是在地面的天线之间。特别是在1901年的实验中,他在纽芬兰的圣约翰收到了来自英国康沃尔的无线电波信息,这一点得到了证明。马可尼分享了1909年的诺贝尔物理学奖。到第一次世界大战时,"无线 "被军队普遍用于短距离通信。战争结束后,马可尼本人代表意大利出席了1919年的巴黎和平会议。
在第一次世界大战期间,通信成为战场上前所未有的大规模行动的新要务,它涉及到在这场全球对抗中从未使用过的新技术。无线通信是传递重要信息的最新和最通用的方法,然而德国战时的信息传输被来自埃菲尔铁塔的有意干扰所有效阻止,这被称为战斗中最早的无线电干扰形式。在西线,电话线被埋在两三米深的地方,这样轰炸就不会破坏实际的电缆线。在战争结束时,据计算,美国信号部队仅在整个法国就架设了大约15万公里的电线。根据历史学家小威廉-杜利(William Dooly)的说法,在高峰期,信号部队 "运营着282个电话交换机和133个电报站,拥有近15000条电话线和9000个电报站;每天发送47555份电报,平均每份60字"。
在第一次世界大战之前,电气工程领域的另一个挑战是如何启动内燃机,并在向发动机提供燃料的情况下继续运行,这一点在很大程度上被忽视了,但却相当重要。磁电机是在19世纪90年代开发出来的,它不需要蓄电池,因为它产生并分配电流来点燃火花塞。电压的强度随着发动机速度的增加而增加。但是,启动发动机的问题,尽管看起来很基本,但即使在20世纪的第一个十年也没有得到解决。由于许多人的方法很复杂,涉及多项专利,因此可能值得对这个技术问题进行一些详细的研究。
在那个时代,大多数马达都必须是手摇式的。但是,首先必须延缓点火,否则发动机很可能会倒转,往往会扭伤或折断人的手腕或拇指。有一种特殊的 "过顶 "方式来握住曲柄,以帮助防止这种危险,但当时有成千上万的人因启动发动机而受到严重伤害。甚至有一些人因这种 "回转 "现象而死亡,制造商对如何解决这一问题感到很困惑。
手摇也限制了发动机的尺寸。对于大型发动机来说,仅靠手臂的力量几乎不可能克服气缸内的压缩。因此,手摇式启动器被称为 "阿姆斯特朗 "启动器。早期,有几个不同的发明试图解决内燃机的 "起动 "问题。
电动汽车有一个明显的优势,即只需要按一下开关和推一下杆就可以行驶。对于取货和送货工作来说,每次停车时关闭电动马达特别方便,而不是每次都要曲柄启动马达,或者被迫让它运转。《汽车时代》杂志在1911年10月12日的问题中指出:"自动启动器是一个非常需要的东西。一旦它出现,它将使汽油车与电动车处于平等地位"。

Prest-O-Starter传送了一定量的Prest-O-Lite气体进入每个气缸,以便开始燃烧并启动电机。

奇怪的是,电启动马达(或称为自启动器)的实际发展开始得更早,但却没有引起注意,也没有对制造或大规模生产产生特别的激励作用。根据汽车历史学家协会的说法,1896年在康涅狄格州布里奇波特制造的一辆名为阿姆斯特朗的汽车,其离合器中内置了一个电动启动马达。多年来,这辆车被错误地称为电动汽车,其实它不是。这辆车一直在英国使用着。
另一项早期专利于1903年颁发给克莱德-科尔曼(第745,157号,操作机动车的方法),后来于1907年颁发给同一个人(第842,627号专利,内燃机的启动方法)。这两项专利都分配给了克莱德-科尔曼工作的公司,这也许就是为什么他的名字不容易被认识,直到他开始在通用汽车公司与查尔斯-凯特林一起工作。
蒸汽动力汽车需要时间来预热,但除了将燃料系统抽到一个确定的压力外,本身不需要手摇。然而,汽油的能量密度,以及它的可用性和储存的便利性,使汽油成为车辆和飞机最有效的燃料,而飞机通常是通过抛出螺旋桨来启动,这又是一个危险的提议。但是,一旦T型车在1908年到来,石油工业获得了发展势头,内燃机从此就会在这里发展起来。

尽管压缩空气起动器在早期的制造过程中很困难,但它却走在了时代的前列,并在近代得到了应用,现在压缩机和空气罐的制造已经非常可靠。

一些最早的自启动器使用压缩空气来启动发动机。当时使用了两种方法。一种是使用单独的压缩机;另一种是使用废气。早在1904年,威廉-弗雷斯特-梅索尔就制造了一辆带有压缩空气启动器的二冲程四缸发动机的客车。1905年,成功的亚历山大-温顿提供了一款C型车,该车采用二冲程发动机,有一个废气启动装置,也可用于给充气轮胎充气。1907年,芝加哥的凯旋汽车公司在其A型车上提供了一个压缩空气启动器。
据《无马时代》报道,第一批雪佛兰汽车有压缩空气启动器。约翰-沃尔特-克里斯蒂是另一位设计和使用压缩空气启动系统的早期发明家。克里斯蒂成立了前驱汽车公司,该公司制造了克里斯蒂拖拉机。至少有600辆被几个消防部门使用,作为马的继任者,当时消防设备太昂贵,无法用新的卡车来替代。
其他设计更不寻常,但在电启动马达到来之前使用得相当普遍。一度使用最广泛的是爆炸性气体法。1912年1月4日的《汽车》杂志称,"似乎采用最广泛的类型是最早命名的乙炔气体起动器"。Presto-O-Lite使用了这种方法,它涉及到一个手动泵,在火花爆炸之前将乙炔气体引入汽缸,使活塞下降并启动马达。
早期的方法被称为点火启动器,要求驾驶员在节气门打开的情况下关闭发动机,将原始气体留在气缸内。如果活塞处于正确的位置,点燃的火花将导致汽油/空气混合物爆炸,从而启动发动机。后来又设计了一个起动泵,即所谓的起动器(Priming Starter)。克里斯坦森汽油和空气起动器更进一步,使用了一个压缩空气罐和独立的化油器/分配器装置,以及阀门和仪表。最简单的启动器是Kimball拉动式启动器,它使用一个手柄和皮带。
在早期,电动机没有被成功地用作内燃机的启动器,只是因为科学和工程上的反对意见。每个人甚至考虑过用电动机来启动汽油机的想法,都能在纸上证明这是不可能的。根据所有专家的计算,需要一个与发动机本身几乎相同大小的电动机才能有效,而这显然是非常不现实的。

一旦在第一次世界大战前发明了电动自启动器,军队就可以使用大型卡特彼勒拖拉机,例如这辆5吨的火炮牵引车。

这辆1918年的Maxwell 25型是与底特律的Chalmers汽车公司合作建造的。租用的Maxwell工厂还将在战争结束时建造美国Buda动力的M1917坦克。

历史有一种奇怪的转折方式。那是1908年,拜伦-J-卡特(Byron J. Carter),因Cartercar和摩擦驱动的发明者而闻名,他当时是底特律汽车公司的副总裁,正在前往底特律河畔的美丽岛的路上。在他前面的桥上,一个女人的车停了下来,挡住了他的去路。Cartercar下车用曲柄启动她的发动机,但他没有意识到点火提前量没有被延缓。就像经常发生的那样,发动机反转,发动机曲柄打在Cartercar的脸上,打碎了他的下巴。与许多谣言和错误信息相反,卡特于1908年4月6日死于肺炎和其他痛苦的并发症。尽管一些历史学家不相信这一悲惨的情景,但1908年5月的《自动车和汽车贸易杂志》、1908年5月的《汽车领域杂志》和1908年4月15日的《无马时代》等出版物都刊登了讣告,并引用了这一情节。
卡特的死显然对亨利-利兰产生了影响。他把解决这一技术问题的挑战交给了他的一名工程师查尔斯-凯特林。
凯特林已经是一个有成就的设计师,他刚刚解决了使用电动马达来操作收银机的问题。这是一个类似的案例,工程师们可以用计算来证明,除非电动马达与收银机的尺寸相同,否则不可能解决这个问题。凯特林还为凯迪拉克开发了一个成功的电池点火系统。他正确地推断出,就像收银机的设计一样,电动机不需要连续工作,而只需要短暂的时间。只要在两次使用之间冷却下来,小型电机就可以轻而易举地超载。1910年圣诞节前夕,他首次安装了电动启动器,并将凯迪拉克开到底特律向利兰展示。利兰保留了这辆车作进一步测试,凯特林在代顿的另一辆凯迪拉克上安装了一个电动马达。经过进一步的测试,所有1912年型号的凯迪拉克都有电动启动器。
凯迪拉克在1913年获得了Dewar奖,以表彰该年度对汽车进步的最大贡献。其他制造商迅速跟进,福特和一些卡车制造商在加入他们自己的电池和起动电机系统之前坚持的时间最长。专利侵权诉讼层出不穷,其他公司也声称拥有第一台电动自启动器。但这项发明将改变许多人对操作便利性的态度,进一步扩大市场。
然而,第一次世界大战中使用的许多(如果不是大多数)车辆都必须用手摇才能启动,即使是排量超过6.6升的发动机,如自由B型卡车的四冲程发动机。由于有原始的点火系统,不确定的化油器,以及在寒冷的日子里潮湿的磁电机,它甚至会对汽车营里最强壮的人构成挑战。
根据工业革命是第一次世界大战的前奏这一假设,必须讨论医学和医疗实践的问题,至少在讨论现代发明和一般科学进步的背景下要非常明确。17世纪的启蒙时代强调了人类理性和科学发现的世俗观点,此后,与发明家和工业家以及医学领域的哲学家们开始关注通过经验研究和科学来改善人类生活,而不是将他们的福祉建立在宗教、形而上学或迷信之上。
人体通过电流刺激而产生反应和功能的发现是一个里程碑,与人们对解剖尸体的兴趣相一致。然而,这也导致了一些引人注目的做法,如19世纪时抢夺尸体和活体,因为有规定限制医学院为教育学生而只能解剖少量的尸体。例如,在美国和英国,每所学校只允许有四具尸体,这导致了夜间盗墓甚至是谋杀。在对 "复活主义 "的想法迷恋了几十年之后,玛丽-雪莱(珀西-比希-雪莱的妻子)于1816年写的小说中,科学活动的一个巅峰,弗兰肯斯坦博士的神化,引起了公众的想象。

在众多的健康问题中,除了伤口和受伤之外,还有害虫的侵扰。这辆卡车是众多运载除菌设备的卡车之一,用于清除士兵身上的所谓 "虱子"。路易斯-巴斯德和约瑟夫-李斯特开发了防腐剂。

在这次讨论中,军事医学和护理的主题是最有针对性的。例如,在拿破仑战争中死亡的600万士兵中,不可能确定有多少人死于伤口,有多少人死于其他原因,如疾病。在随后的冲突中,特别是在1854年的克里米亚战争中,由于医院条件恶劣而导致的死亡很常见。
总的来说,照顾那些受战争影响最严重的人所需的医疗进步落后于其他技术和科学进步。弗洛伦斯-南丁格尔(Florence Nightingale)的不懈努力是同情心医疗实践领域的一个特殊例子,她将自己的一生献给了护理事业,并帮助改变了对照顾病人和伤员的落后态度。1860年6月15日,以她的名义在伦敦圣托马斯医院开设了一所护士学校。但是,这些方面的进展总体上是相当缓慢的。例如,在美国内战中,疾病的死亡率是战伤的两倍。
1862年,瑞士慈善家亨利-杜兰特出版了一本关于他在索尔费里诺战役中目睹的士兵的巨大痛苦的书。大众对他的著作的反应导致了1863年红十字会国际会议的召开。每个国家的与会者都成立了旨在援助伤员的协会,一开始就有14个国家签署了《日内瓦公约》的协议,允许所有生病或受伤的人以及军队和医务人员在战场上作为中立者对待。
现有的接种和麻醉方法成为拯救生命的当务之急,否则这些生命将因战斗(以及后来的自然灾害,因为红十字会的组织更加广泛)而消亡。用汽车快速疏散伤员对拯救生命至关重要。然而,当时的医疗实践仍然相当原始。第一次世界大战后又过了十年,苏格兰生物学家亚历山大-弗莱明(Alexander Fleming)才以青霉素的形式发现了第一种真正的抗生素。他的工作直到包括H.W.Florey在内的一群生物学家在1941年首次提纯了青霉素,确立了其在治疗传染病方面的有效性,并且没有严重的副作用,才被真正投入实际使用。一战老兵最常见的疾病是感染、截肢、失明、无法治疗的性病,以及当时被称为 "炮弹休克 "的疾病,这实际上是对深刻的精神和心理创伤的委婉说法。
噬菌体是在第一次世界大战期间发现的,但直到1930年代才被投入使用。
20世纪30年代才开始使用,而且只是在世界的个别地区。在第一次世界大战之前,医学领域最重要的进展也许是威廉-伦琴发现的X射线,他于1901年获得诺贝尔奖。

追随弗洛伦斯-南丁格尔的脚步,护士是照顾病人和伤员的主要人员。照片里,两位代表美国妇女医院的妇女使用一辆1918年的福特救护车,通过宾夕法尼亚州医学院筹集了20万资金。

橡胶硫化的发现也间接地推动了医学的发展(最初是)。在所有的进步中,硫化可以被认为是最广泛的影响,因为它的发现可以说是偶然的,对发明者本人来说也是悲剧。橡胶最早的一些有用的应用也是在医学领域,其形式包括管子、瓶塞、手套、滚筒,等等。
在发现硫化橡胶之前,车轮是由木材或金属制成的(石头的使用时间更早),轮胎一词指的是车轮的 "装束"--外部的皮革或金属圈。铁路车轮使用压制的金属环。在公路上使用时,皮革在滚动中软化了接触。在发现硫化后,橡胶包覆的车轮使车辆滚动得更快、更安静、更远,并具有更好的牵引力。
橡胶的使用记录可追溯到第二个千年中期的东方。几个世纪以来,橡胶在欧洲被认为是一种从橡胶树和橡胶植物的汁液中提炼出来的胶状物质,如Havea brasiliensis和Ficus elastica等。在17世纪和19世纪,巴西是主要生产国,后来生产转移到亚洲和非洲。
早在1836年,用硝酸处理过的橡胶就被用来制作鞋子的涂层。这一年,马萨诸塞州Roxberry的Edwin M. Chaffee开发了一台压延机,该机器将橡胶直接涂在织物上,形成均匀的涂层,而不需要使用溶剂。
1839年,查尔斯-固特异意外地发现了硫化现象。固特异是一个锲而不舍的发明家,他认为橡胶可以像皮革一样被固化或鞣制。在向一批橡胶中添加不同的物质时,硫磺和橡胶汁的混合物掉到了他的热厨房炉子上。固特异让溢出的橡胶熔化和凝固,并让炉子冷却,然后再进行清理。当他刮起溢出的橡胶时,他注意到它是光滑、干燥和有弹性的。他把这块橡胶钉在外面的门上,在冬天的冷空气中过夜。第二天早上,他欣喜若狂地发现它一点也不脆,而是完全柔韧、有弹性,在结构上仍凝固完好。

一旦发现橡胶硫化,用于较重车辆的硬橡胶轮胎就被改造成木质或金属轮辋。这项技术的设计复杂性在图中显示。

硫磺和热量的意外结合 "固化 "了橡胶,而 "硫化 "一词则来自于罗马的铁匠之神--火神的名字。查尔斯-固特异于1844年获得了硫化工艺的专利,但经济上的成功却让他完全没有想到。他的实验花费了他的全部积蓄,完善硫化工艺使他陷入更深的债务。根据他的《胶粘剂及其品种》一书,固特异甚至被迫当掉了他孩子的课本,他为自己的行为辩解说,"成功的确定性需要采取极端的牺牲措施"。相反,他被送进了债务人监狱。1860年,查尔斯-固特异去世时,给他的家人留下了20万美元的账单和未偿贷款。
固特异死后,硫化橡胶的专利被遗忘了十年之久。1870年,曾是内战外科医生的本杰明-富兰克林-古德里奇(Benjamin Franklin Goodrich)将注意力转向硫化橡胶在医疗和工业中的应用。古德里奇毫不费力地说服投资者帮助他建立公司,即俄亥俄州阿克伦的B.F.固特异公司,也就是后来为纪念查尔斯-固特异而成立的固特异公司的前身。
棉布包裹的橡胶管成为第一个最畅销的产品,特别是用于灭火。到1871年,还出现了橡胶垫圈、罐子环、瓶塞、拧干衣服的滚筒、鞋和轮胎等产品。
橡胶汽车轮胎的发明是一个单独的发展,其中大部分发生在英国。1845年,罗伯特-W-汤姆森首次获得充气轮胎的专利。他称自己的轮胎为 "马车用弹性支座",由几层带气囊的橡胶涂层的帆布组成,很少在马车上使用。
他的第一条轮胎是由皮革制成的,内部涂有橡胶以形成一个气密室。1846年,汤姆森在法国获得了一项专利,1847年他又获得了一项美国专利。但他的努力停滞不前,充气轮胎被遗忘了几十年,就像硫化专利也被忽视了一样。
1888年,约翰-博伊德-邓禄普测试了使用固体橡胶和充气轮胎的车辆。同年晚些时候,他获得了一项专利,投资者向他的企业投入了大量资金。1890年,汤姆森的专利过期被公开了,"现有技术 "的发现导致邓禄普的专利立即变得不可执行。
几年内,欧洲和美国出现了数百家生产橡胶轮胎的公司。这些轮胎最初用于最轻的应用,当时专门用于新发明的现代型自行车。在实用性方面,邓禄普等发明家忽略了 "维修破裂的轮胎 "这一问题。例如,邓禄普的轮胎是用70个螺栓连接到车轮上的。

对于充气轮胎来说,内胎是用一个橡胶盘和一个 "硫化板 "来修补的,硫化板上有一个小的汽油或其他可燃液体储罐。

这幅插图显示了1918年三种类型的充气轮胎轮辋的横截面。

第一条钢丝轮胎是由查尔斯-金斯敦-威尔士在1890年发明的。同年晚些时候,这一设计被威廉-巴特利特重新确认,他是第一个获得可拆卸充气轮胎专利的人,被称为 "紧固器",因为成型橡胶中的钢丝可以紧固在车轮的凸缘上。他的设计类似于托马斯-杰弗里的 "夹层 "轮胎。
当时,米其林兄弟(Andre和Edouard)已经在做橡胶和皮革生意。他们于1891年在欧洲申请了充气轮胎的专利。他们的可拆卸轮胎是专门为自行车车轮设计的,当时自行车在全世界变得极为流行。同年,充气轮胎设计的另一个重要进展出现了:双向轮胎气门,这是由查尔斯-H.-伍兹发明的。1895年,第一条米其林汽车轮胎问世。
同时,在美国,第一条轮胎由B.F.古德里奇公司为俄亥俄州克利夫兰的亚历山大-温顿制造,温顿汽车的制造者。这是在特殊订单的基础上进行的。1891年,一家名为纽约皮带和包装的公司开始为自行车制造充气轮胎。查尔斯-R-弗林特在建立橡胶信托公司时买下了这家公司。在世纪之交的各种反垄断法颁布后,橡胶信托公司变成了美国橡胶公司,该公司后来在1914年吸收了密歇根州底特律的摩根和莱特公司。到那时为止,摩根和莱特公司占据了美国自行车轮胎市场约70%的份额。
橡胶硫化机是由H.J. Doughty在1896年发明的,它可以在硫化过程中直接将胎面花纹和文字成型。十几年后,凡士通提供了一种胎面花纹,上面写着 "NON SKID"(防滑)。此外,1908年,乔治-H-施拉德发明了旋入式轮胎气门,其基本形式一直沿用至今。

托马斯-B-杰弗里(Jeffery)制造了Rambler自行车,在1897年制造出他的第一辆汽车之前,他也是夹紧式轮胎的发明者,如图所示。

进入20世纪几年后,哈雷-戴维森、印第安和其他公司开始制造摩托车,因此一个新的市场迅速兴起,与此同时,200多家自行车公司扩展到某种型式的汽车开发。其中最著名的是Gormully和Jeffery公司,它最终成为美国汽车公司。第一辆Rambler实际上是一辆自行车。
轮胎最初是用亚麻布加固的,后来又用棉纤维加固。十多年来,轮胎一直是天然橡胶的颜色,呈乳白色。到1904年,人们发现在橡胶中添加碳黑有助于其结构的完整性。这一创新是由西德尼-C-莫特在英国银城首次完成的。另一项重大改进发生在1906年,钻石橡胶公司的George Oenslager发现了用于延长橡胶固化时间的化学加速剂。
重型应用的轮胎,包括大多数卡车和商用车,仍然是由没有任何花纹的固体橡胶组成。许多以电池为动力的电动汽车受益于非常狭窄的硬橡胶轮胎的低滚动阻力,当时重型蒸汽动力卡车与内燃动力汽车以及电动电池动力汽车竞争。在本世纪第一个十年末,十吨级的卡车已经出现,但没有一辆能使用充气轮胎。

塑造胎面花纹对提高牵引力非常重要,如第一次世界大战前开发的这款Firestone "防滑 "轮胎。

"轮胎破裂 "是一种日常现象,需要用手更换内胎,这需要技术、手劲和灵活性。

1918年,轮胎气门获得专利,在 "无内胎 "轮胎发明之前,它大大简化了机动车内胎的安装。

一系列发展的里程碑中的另一个是1916年发明的班伯里混合器。班伯里混合器极大地加快了生产过程。
它与压延机一样,一直被使用到今天。硬橡胶轮胎最常见的是由嵌入的金属丝固定,后来被塑造成车轮上的鸽尾槽。到1917年,古德里奇的硬橡胶轮胎得到了极大的改进,其侧面可拆卸的模具可制成简单的胎面,但所有的实心橡胶轮胎都以缺乏缓冲力而闻名。由于车辆的悬挂系统非常坚硬,第一次世界大战期间,一些士兵穿上了腰带,以抵御卡车在崎岖道路上的颠簸和敲击。
在第一次世界大战前的充气轮胎发展中,克里斯蒂安-汉密尔顿-格雷和托马斯-斯洛珀在1913年的一项重要专利几十年来一直被人遗忘。他们的设计采用了子午线轮胎结构,从内径开始辐射,而不是简单的斜交轮胎,这种结构维持了很多年,直到米其林推出自己的子午线轮胎,称为米其林X,但已经是几十年后。第一次世界大战后,轮胎技术不断改进。俄亥俄州阿克伦的固特异轮胎和橡胶公司开始努力为重型应用设计充气轮胎。该公司在1918年第一次世界大战结束时就率先开发了五吨级的充气轮胎。固特异制造了几辆自己的六轮三轴卡车来证明这一点。到1917年4月,固特异组织了一支由Mack、Packard和White卡车组成的车队,开始了长达1190公里的旅程,以测试新轮胎。
从俄亥俄州的阿克伦到马萨诸塞州的波士顿,越过阿勒格尼山脉,开始了测试新轮胎的旅程。如果没有充气花纹轮胎,就无法在恶劣的天气下穿越这些高地,而充气花纹轮胎也能够在平整的坚实道路上承受55公里/小时的速度。具体来说,这些充气轮胎,前轮的尺寸是38×7,后轮是44×10。
首要的问题之一是卡车的货物表面积与装货车厢的面积不匹配。固特异使用串联式转向架,即非驱动式第三轴,来解决这个问题。汽车工程师Ellis W. Templin帮助设计了固特异的卡车轮胎。此时,B.F. 古德里奇(Goodrich)公司的Harold Gray和美国橡胶公司的Sidney M. Cadwell都因发现了橡胶的抗氧化剂而功不可没,这进一步提高了橡胶的强度和耐久性,而当时刺破、断裂和爆胎是经常发生的。
踢轮胎在卡车司机中成为一个众所周知的景象。由于卡车后部有多个轮胎,无论是双轴还是多轴,司机可以通过其柔和的 "砰 "声来判断哪个轮胎被击穿,而不是被击穿的轮胎所发出的 "砰 "声。由于被刺破的轮胎仍然被其相邻的好轮胎抬离地面,所以仅靠目测是不够的。由于车辆上只有四个轮胎,因此很容易看到哪个轮胎是真的没气了。乘用车司机很少理解这种意义,"踢轮胎 "成为一种当代城市神话,也是一个成语,意思是 "随意测试"。

第一条子午线轮胎是由克里斯蒂安-汉密尔顿-格雷和托马斯-斯洛珀于1913年发明的,但几十年来一直被人遗忘,直到米其林使其闻名。

在军事服役中,轮胎仅次于轴承等问题部件,轴承是传动轴结构中最薄弱的环节。轴承表面的润滑以及对砂子和灰尘的密封,一开始是由皮革来完成的,后来从极端条件下的经验中逐渐发展起来。
1917年7月,《汽车工业》和《商用车杂志》等期刊对轮胎问题进行了相当全面的分析。采用美国设计的SAE型轮辋的问题很快就显现出来了,尽管锁紧环、螺栓和螺母都经过了彻底的镀锌处理,并安装了木质中心支杆,以防止外轮辋变形。欧洲的泥泞环境很快证明,这种设计类型导致了大量的锈蚀,甚至在轮胎剥离机中也无法取出轮胎。
人们还强烈建议限制卡车轮胎的尺寸数量。通用直径和五英寸宽度是推荐的尺寸,尽管在后部作为双胎使用时,由于重量集中在外轮上,出现了磨损不均的问题,而在严重弯曲的路面上,重量将集中在内轮上。工程师和该分析报告的作者欧文-托马斯主张使用单一的、更宽的后轮胎,并指出美国轮胎制造商对橡胶进行了过度硫化,使其更容易碎裂。他还建议放弃木制车轮,改用铸钢或压制钢,使轮毂标准化,以适应所有品牌的滚珠轴承,并避免使用单独的翻转轮毂,而采用因潮湿和泥泞而产生的平滑盘。
但是,如果不是因为乔治-B-塞尔登通过一项不吉利的专利垄断了所有的汽车,美国的汽车发展及其在第一次世界大战中的作用将会有一个完全不同的面貌。在1895年11月5日获得包罗万象的专利后,塞尔登就可以控制所有使用内燃机并在美国开展业务的汽车公司。他们被迫申请制造或销售汽油动力汽车和卡车的许可证,并通过特许汽车制造商协会(ALAM)支付许可费。
应该指出的是,ALAM在采用通用规格方面发挥了作用,例如,对发动机的马力。ALAM将发动机的裸露功率(制动马力)与最终输出马力区分开来,后者与车辆的所有其他部件和产生摩擦的动力机构一起测量。这种功率测量的区别被SAE采用,在欧洲被称为DIN规格。例如,当考虑到所有额外的部件和附件时,一台产生100制动马力的发动机实际上可能只输出了50马力。一个小数点通常表示详细的SAE规格。
乔治-鲍德温-塞尔登是罗切斯特的一名专利律师,其兴趣包括机械发明。1876年在费城举行的一次博览会上,塞尔登注意到了一台二冲程Brayton发动机,并在第二年以这种类型的发动机为基础设计了一辆车。这个想法实际上是相当进步的。塞尔登密切关注技术的发展,并在1893年之前一直通过修正来保持专利权的颁发。
两年后,第549,160号专利颁发了,就在1895年著名的《时代先驱报》比赛的23天之前。使这次比赛广为人知的是杜里亚兄弟的Motor Wagon车参赛,它被认为是美国最早的,甚至是最早的内燃动力汽车之一。尽管机动车在19世纪90年代末迅速普及,但没有公司对购买美国塞尔登专利的权利感兴趣。

有史以来最了不起的专利之一是在1895年授予乔治-塞尔登的 "公路引擎",这使他能够垄断汽车行业,直到亨利-福特向他提出挑战。

亨利-福特在晚年展示他的第一辆汽车,1896年的四轮车。当他被拒绝签订制造汽车的许可协议时,福特不会同意塞尔登专利的做法。

与此同时,阿尔伯特-波普上校在19世纪90年代初正在制造哥伦比亚自行车。由于对机动化交通工具的发展感到好奇,波普决定进入这一领域,他的公司于1897年开始制造哥伦比亚电动车,以及各种汽油动力车。
阿尔伯特-A-波普上校在他的小型工业帝国分崩离析之前的若干年里是一个非常成功的商人。他的投资和参与的复杂性说明了美国机动化运输的开始,当时 "无马车 "被认为只是一种新奇和时尚。
内战结束后,波普上校于1876年在波士顿创办了他的波普制造公司。该公司的成立是为了制造小型专利产品,其中包括缝纫机。波普上校于1877年设计了一辆自行车,该自行车被委托给康涅狄格州哈特福德的韦德缝纫机公司进行生产。波普于1880年接管了该公司。

特许汽车制造商协会(ALAM)向所有在美国制造或进口汽车的人发放的铜牌的放大图。这是一家公司获准制造汽油动力汽车的证明,但ALAM与电动汽车和电池公司有联系,他们有其他利益。

早在1907年,Anheuser-Busch公司就购买了13辆Pope-Waverly电动卡车,当时还不确定蒸汽、汽油或电池驱动的车辆是否会主导运输业。

这幅Pope-Hartford 3吨卡车的工厂插图显示了该公司生产的车辆之一,该公司是阿尔伯特-波普短暂的制造帝国的一部分,当时电动车和汽油车尤其是在迅速崛起的市场中竞争。

到1899年,波普已经买断或合并了45家自行车制造商,创建了一个 "自行车信托"。信托是一种自由企业的商业现象,最终被联邦政府(即西奥多-罗斯福总统)取缔,以消除某些行业的垄断;石油信托是其中最著名的,但还有许多其他信托(铅信托、糖信托、牛肉信托,等等)。
自行车部件,特别是车轮、轴承、链条、车轴、车架和轮胎,在机动车的发展中变得非常重要。在第一次世界大战前的一个短暂时期内,波普帝国既复杂又在财务上不稳定,而且利润丰厚,范围广泛。
波普利用1893年芝加哥哥伦布展览会的广泛知名度,为其最畅销的自行车之一使用了哥伦比亚这个名字。1896年,该公司开发了一种以这个名字命名的电动车,波普上校雇用了希拉姆-珀西-马克西姆来领导业务中的电动车部分。他的成名之作是发明了最早的机动车用消音器和枪支用消音器之一。他的叔叔希拉姆-史蒂文斯-马克西姆爵士(生于美国,但拥有英国骑士身份)于1884年发明了机枪,英国人于1897年采用了这种枪。1898年,该公司制造了500辆哥伦比亚公司的电动车,以及由H.P.马克西姆设计的40辆汽油马车。
当金融家 William Collins Whitney收购了Isaac Rice拥有的电动车公司时,波普的企业历史变得更加复杂,Isaac Rice是世纪之交的出租车的运营商,电动车公司获得了所有汽油车的Selden专利。作为一名律师,塞尔登很聪明,他保持了自己的专利权,宣称他已经制造了一辆真正的塞尔登汽车。它类似于一辆马车/轻型卡车,后面有一个小床,前面有一个可容纳两人的马车座位。他的1877年的原型后来被证明是在多年后建成的。
在上个世纪之交,Lead Trust已经收购了许多电动车制造商、电动街车特许经营权、电池制造商和电动出租车服务公司。在这些被收购的公司中,哥伦比亚和电动车公司拥有塞尔登专利。现在,所有 "水碳 "动力汽车的专利都在所谓的竞争对手手中。
由于电动汽车的销售没有扩大,电动汽车公司开始在Lead Trust和ALAM的主持下,对塞尔登专利进行收集。每个汽油车制造商都必须获得许可,并向拥有塞尔登专利的人支付制造汽油车、卡车和公共汽车的专利费,乔治-塞尔登从中获得一定比例。
拒绝付款的几个人之一是亨利-福特。律师们争辩说,塞尔登专利涵盖了二冲程发动机,而福特的车辆是由四冲程发动机驱动的。同时,福特将自己描绘成与歌利亚作战的大卫,这并没有影响他的汽车的销售和推广。
在塞尔登专利中,有六项具体的权利要求。每一段都提到了 "液态氢碳汽油发动机 "的使用。如果没有其他原因,塞尔登和他的伙伴们是在划定专利的名称,作为一种警告。

早期电动汽车制造商名单

American Electric (1896–1902)

Argo (1912–1916)

Babcock (1906–1912)

Bachelle (1900–1903)

Bailey (1907–1916)

Baker (1899–1916)

Borland (1910–1916)

Broc (1909–1916)

Buffalo (1901–1906) (1912–1915)

Buffalo Rochester (1899–1900)

Chicago (1913–1916)

Cleveland (1909–1910)

Columbia (1897–1913)

Commercial Truck / C.T. (1908–1928) Detroit Electric (1907–1938)

Eastman (1898–1900)

Edison (1913)

Electra (1913)

Electric Carriage (1896–1897) Electric Vehicle / E.V. (1897–1899)

(1904–1906)

Electrical (1906)

Electricquette (1914–1915)

Electrocar (1922)

Electroc-Coach (1913–1914)

Electromobile (1906–1907)

Flanders (1912–1914)

Fritchle (1905–1919)

General Electric (1898–1899)

GMC (1911–1915)

Grinnell (1912–1915

Hupp-Yeats (1911–1919)

Kimball (1910–1912)

Milburn (1914–1916)

Morris and Salom (1895–1897) National (1900–1908)

Ohio (1910–1918)

Pope-Hartford (1906–1914)

Pope-Waverly (1904–1908) Rauch and Lang (1905–1928) Riker (1897–1902)

Studebaker (1902–1912)

Tiffany (1913–1914)

Ward (1905–1934)

Walker (1906–1942)

Waverly (1898–1903) (1909–1916)

Woods (1898–1918)

正如这份名单所显示的,许多公司认为未来是基于电池技术,而不是基于汽油。到第一次世界大战时,这些车辆中有许多仍在美国的道路上行驶,由于其机械的简单性和高质量,它们往往比其以石油为基础的竞争对手要长寿,即使车辆制造商本身在战争结束时或之后不久就不存在了。一旦加油站和修理厂的基础设施建立起来,在几分钟内 "加油 "的能力,而不是几个小时,使石油动力的车辆具有明显的优势。底部。芝加哥的伍兹机动车公司早在1898年就开始生产,并一直使用电动汽车,直到第一次世界大战结束,尽管由于缺乏充电的电力和完成充电所需的时间,军队没有在战场上使用这种卡车和汽车。

亨氏等食品公司的寿命远远超过了分销其产品的电动车公司,例如这辆1918年在纽约市制造的通用汽车(GV)电动卡车。

1900年12月的《自行车和汽车贸易杂志》宣布,对温顿汽车公司提起诉讼,指控其侵犯了塞尔登专利。美国上诉巡回法院的考克斯法官驳回了被告提出的抗辩,指出:"该法案以通常的形式基于1895年11月5日授予乔治-B-塞尔登的第549,160号公路车辆的专利,该发动机是一种液体碳氢化合物汽油发动机。"
鉴于以汽油为动力的汽车在电动和蒸汽动力汽车中获得了肯定的市场地位,ALAM正在强制征收许可费。大多数汽车和卡车制造商顺应了许可安排,并支付了他们的会费,而不是陷入昂贵的法庭争斗。每辆汽车都有一块带有序列号的铜牌,必须经过检验,以证明其遵守了专利许可程序。这不仅费用昂贵,而且许可适用于进口和国内公司,如果ALAM联盟作出决定,这些公司可能会被拒绝许可(福特就是其中之一)。
亨利-福特在40岁时,在他的第三次商业冒险中,于1903年成立了福特汽车公司。ALAM对授予福特塞尔登专利许可犹豫不决,理由是福特的公司只是一个汽车的 "装配商",而不是一个真正的制造商。福特早在十年前就开始认真地试验机动车,他决定挑战塞尔登专利。在此期间,温顿已经让步,但有几家 "独立 "公司愿意加入福特。
福特在1903年10月24日的《汽车杂志》上刊登了一则整版广告,称 "通知我们的汽油汽车的经销商、进口商、代理商和用户--我们将保护你们免受任何涉嫌侵犯专利的起诉。塞尔登的专利并不广泛,如果它是的话,也是预期的。它不包括实用的机器,没有实用的机器可以用它来制造,而且就我们所能确定的而言,从来没有过。
福特和他的律师指出,乔治-塞尔登实际上从未制造过他的 "公路引擎 "的工作原型。福特的广告是对ALAM于1903年7月23日在《汽车世界》上发布的公告的嘲讽性回应。它列出了26家没有获得专利许可但仍在继续经营的制造商。该广告写道:"其他制造商或进口商无权制造或销售汽油[原文如此]汽车,任何制造、销售或使用由任何未经许可的制造商或进口商制造或销售的此类机器的人都将因侵权而受到起诉。"

美国军官在战斗中广泛使用凯迪拉克敞篷旅行车,正如这张照片在维米岭显示的那样。

于是,法庭之争开始了。福特的主要优势是他的形象,即试图保护无辜的公民免受一个巨大的、贪婪的、试图垄断该行业的企业集团的诉讼。这场法律斗争在国际上引起了轰动,因为诉讼范围扩大到了外国产汽车的进口商,而这些进口商数量众多。当时并没有明确的证据表明汽油动力汽车更有优势,或者它们会比电动和蒸汽动力汽车更有优势。
诉讼中几乎立即提出了谁是第一辆汽油动力公路车辆的发明者的问题。在1904年1月28日的《汽车时代》杂志上,人们引用了1860年3月22日的法国Lenoir专利。它与塞尔登的专利进行了比较。文章引用了《汽车》杂志中的George Prade的话说:"Selden专利的价值......如果说有什么依据的话,那也是非常小的。此外,它对汽车制造没有任何影响,因为戴姆勒是在德国的坎斯塔特着手处理这个问题的,甚至不知道塞尔登专利的存在。"
Prade继续指出,Lenoir实际上在1862年就制造了一辆带有内燃机的汽车;他的高度详细的专利包括对离合器(l'embrayage)、点火系统和化油器的描述。如前所述,差速器也是在法国发明的。
但潘哈德(Panhard)和梅赛德斯(Mercedes)等公司并没有损失金钱和时间,而是在1905年之前屈服并获得了许可证。当时,有31家美国制造商遵守了规定。但福特公司在一些支持者的帮助下进行了抵抗,戏剧性的一幕在法庭和媒体上展开。在法律斗争的最初阶段,福特公司在《汽车时代》杂志上发表的一封信中说:"在采取这一立场时,我们不能自觉地认为塞尔登先生对我们所从事的艺术有任何贡献。我们相信,如果塞尔登先生没有出生,这门技术今天也会同样先进,他没有任何发现,也没有给世界带来任何东西......而且他和他的受让人不能垄断整个行业。"

1906年拍摄的一张照片,是乔治-塞尔登声称他在1877年制造的专利车辆。事实证明,当被要求展示他的专利的实际样车时,塞尔登在很久之后才拼凑出这辆车。

经过多年的改装,福特公司于1917年开始制造自己的工厂生产的卡车,如这些卡车。

Rauch & Lang于1905年开始制造电动汽车。这辆BX-7型汽车于1918年推出,与其他一些电动汽车一样,可以从后座上进行操纵。该公司也制造出租车,一直持续到1929年的股票市场崩溃。

这场战斗不仅是一场个人和职业的战斗,而且涉及到相当大的资金。1906年7月4日的《无马时代》指出,迄今为止,ALAM的成员已经支付了80多万美元的许可费,其中五分之三的钱给了塞尔登专利的所有者哥伦比亚和电动车公司。那一年,塞尔登在律师的诱导下,通过展示他所绘制和描述的实际车辆来证明其专利。1906年5月19日,他邀请媒体、律师和代表双方的专家参加了他的道路引擎的演示。
乔治-塞尔登的儿子亨利-R-塞尔登用一台据称是专利权人在1877年制造的二冲程三缸发动机组装了所述车辆。在这个问题上有相当多的人不相信。为1906年5月24日的《汽车时代》杂志拍摄的车辆本身,其侧面画有1877年的日期。演示是成功的,因为目击者 "被安排乘坐该车100米或更远"。
作为回应,福特公司的律师R.A.帕克在一封刊登在报刊上的信中写道。
很少有人意识到塞尔登诉讼案的风险有多大。一亿美元是一个保守的估计。在独立制造商中,现在有超过100家公司在生产汽车;而独立制造商现在生产的汽车占美国和欧洲所有汽车的60%以上。如果塞尔登对一项基本专利的荒谬要求得到上级法院的支持,该专利将适用于今天的每一辆汽车--在最初申请专利的30年后--所有这些企业都将破产。

这辆1918年的CT电动车是由22辆这样的卡车组成的车队之一,直到1962年一直为费城的柯蒂斯出版社服务,在清晨时分默默地运送杂志,没有一丝烟雾。

1907年,针对另外15家独立制造商的诉讼被提起,这使得风险加大。1909年9月15日,纽约南区美国巡回法院的霍夫法官作出了有利于原告的裁决,支持塞尔登专利的有效性。福特立即提出上诉,并在期刊上刊登广告说:"有很多理由说明任何人都不应该购买根据塞尔登专利授权的汽车,因为这样做会鼓励信任的方法,遏制行业的发展,并帮助维持高价和劣质的汽车,因为受保护的垄断企业显然不会试图取悦公众。"
在上诉中,福特和他的律师最终于1911年1月9日获胜,当时美国巡回上诉法院的诺伊斯法官作出裁决,认为塞尔登专利只适用于使用二冲程"恒压 "发动机的车辆。尽管该专利是有效的,但它宣布福特和其他公司没有侵犯该专利。这时,哥伦比亚公司和电动汽车公司应得到约300万美元的赔偿。
最终的裁决使后者公司破产,而查尔斯-凯特林在这一年发明的电动 "自启动器"(1912年凯迪拉克和此后的其他车型都采用了这一发明)对大多数电动汽车制造商来说都是一颗钉子,他们在便利性方面的一个主要骄傲是他们的车辆不需要用曲柄启动,这确实是一件麻烦事,而且往往很危险。但有几家公司继续制造专门的电动汽车和卡车,以及载重汽车、牵引车、叉车、高尔夫球车和其他大多数短程运输工具。在电瓶的储存能力增加十倍之前,液体石油基燃料的能量密度将继续具有优势,直到燃料电池的出现。

福特T型车是一种简单的机器,由于男人们都去打仗了,女人不得不自己学习如何修理和维护这种机动车。

福特T型车因其价格低廉且易于驾驶而受到欢迎,一些车型,如这辆敞篷旅行车型,被出口到英国,并配备了右方向盘,如图中这两位司机和他们的狗所使用的这辆。

塞尔登专利将于1912年到期。大战期间,更多的电动车和蒸汽车制造商倒闭了。有了第一次世界大战的教训,人们开始意识到,动力、续航能力和瞬时操作能力,以及快速加油能力,不仅是车辆运行和生存的优势,而且是必要条件,特别是在最恶劣的条件下。
乔治-塞尔登于1923年去世,但他自己的塞尔登卡车公司(在第一次世界大战期间组装了自由卡车),以及他所收取的许可费(他在如此多的机动车制造上不必报销),使他和他的家人相当富有和有名,尽管他被亨利-福特掩盖了。
正是亨利-福特对塞尔登专利的挑战创造了历史,通过在法庭上的上诉获胜,打破了对机动车行业的垄断。当福特赢得塞尔登专利诉讼时,那些以暗箱操作方式获得专利的电动汽车公司因法庭斗争而损失了数百万美元,促使它们在随后的几年中消亡。对塞尔登专利的挑战无疑是专利法和汽车业历史上最重要的诉讼之一。
当电动启动马达被发明,并且证明廉价的汽油可以通过油罐车快速有效地运送到几乎任何地方时,第一次世界大战的机动车证明了以石油提取物为动力的卡车和汽车将继续存在。
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