اختراعات مهم تاریخ
هواپیما

هواپیما

US821393
برادران رایت

یکی از آرزوهای دیرینه بشر، پرواز در آسمان‌ها بوده است. در حالی که امروزه پرواز در آسمان به طرق مختلف، اعم از انواع هواپیماهای شخصی و یا خطوط حمل‌ونقل بین‌المللی، به امری رایج و معمول مبدل شده است، اما تا اواخر قرن نوزدهم میلادی، پرواز انسان یک تخیل بلندپروازانه و البته بسیار هیجان‌انگیز محسوب می‌شد.

هواپیما را می‌توان سمبلی از پیشرفت فناوری دانست که انقلابی شگرف در زندگی بشر، به‌ویژه در حوزه حمل‌ونقل به دنبال داشته است. این دستگاه بسیار پیشرفته یا به قول مخترعین قدیمی، ماشین پرنده، طی یک مسیر پر پیچ‌وخم و مملو از موانع مختلف، توسعه یافته و تجاری‌سازی آن را می‌توان مرهون زنجیره‌ای از تلاش‌های مستمر نوآورانه و کاملاً ریسک‌پذیر و همچنین شرایط خاص سیاسی، اقتصادی و اجتماعی ناشی از جنگ جهانی اول و سال‌های پس از آن دانست.

شاید نام برادران رایت «Wright» به گوشتان خورده باشد؛ ارویل «Orville» و ویلبور «Wilbur» آمریکایی که از پیشگامان طراحی و توسعه هواپیما در جهان محسوب شده و نام آن‌ها با اختراع این دستگاه شگفت‌انگیز، پیوند خورده است. با این حال، اختراع هواپیما مدیون سال‌ها تلاش جمع کثیری از مخترعین، محققین و علاقه‌مندان به پرواز در آسمان بوده که هر یک، سهمی کوچک یا بزرگ در توسعه این ایده داشته‌اند. چیزی که برادران رایت را از مابقی مخترعین متمایز می‌سازد، ثبت نخستین پتنت مرتبط با دستگاه ابداعی آن‌ها است که توانست این دو برادر را از دیگر رقبا پیش بیندازد. آن‌ها در تاریخ ۲۳ مارس سال ۱۹۰۳ میلادی، درخواست خود را برای طراحی ساختار «Wing Warping» و سکان هدایت هواپیما در دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری آمریکا به ثبت رسانیدند. این پتنت که تحت عنوان «Flying Machine» یا «ماشین پرنده» نام‌گذاری شده بود، مورد تأیید ارزیابان «USPTO» قرار گرفت و گواهی آن با شماره «US821393»، به‌عنوان اولین پتنت در این حوزه، به برادران رایت اعطا گردید.

 

 

در سال‌های آغازین توسعه و تجاری‌سازی هواپیما، نقش دولت در مسیر توسعه و پیشرفت فنی صنعت هوایی بسیار زیاد بوده است. به عبارت بهتر، ارزش فناورانه هواپیما به‌عنوان یک سلاح استراتژیک، به‌ویژه در سال‌های منتهی به جنگ جهانی دوم و نیز پراکندگی منابع فناورانه برای تسریع پیشرفت و توسعه هواپیماها، ایجاب می‌کرد تا دولت‌ها به این قضیه ورود نموده و با ترکیب و متمرکز نمودن منابع مذکور، به تقاضای فزاینده برای این محصول کلیدی پاسخ دهند. از این منظر، دوره خلق، توسعه و تکامل هواپیما را می‌توان در چهار مقطع زمانی کاملاً متفاوت بررسی نمود که از خلق مفاهیم اولیه تا عرضه یک محصول تجاری و کاملاً امروزی را در بر می‌گیرد. این مقاطع به شرح زیر است:

 

۱- سال‌های اولیه توسعه:

در این مقطع زمانی، پرواز حکم یک رؤیای شیرین را داشت و یک جامعه کوچک و در عین حال روبه رشد از علاقه‌مندان، مخترعین و مهندسین جسور، چالش «چگونه پرواز کنیم» را در ذهن داشتند. نکته جالب این دوران، پیشرفت‌های عمدتاً مکانیکی و قابل الگوبرداری در حوزه ساخت هواپیما بود؛ به‌طوری که هر کسی به پرواز علاقه‌مند بود و البته امکان مالی آن را داشت، می‌توانست جزئی از جامعه پرواز (توسعه‌دهندگان و مخترعین ایده پرواز در آسمان) باشد.

از پیشگامان و مخترعین اولیه که حضوری جدی در این دوران داشتن، می‌توان به فرانسیس ونهام «Francis Wenham» و لارنس هارگریو «Lawrence Hargrave» اشاره نمود. آن‌ها ایده‌های خود را آزمایش نموده و سعی داشتند تا با یادگیری از نتایج آزمایشات خود، طرح‌های هواپیما را اصلاح نمایند. نکته بسیار کلیدی در سال‌های اولیه پیدایش و توسعه هواپیما، همکاری کاملاً باز بین بازیگران کلیدی توسعه این فناوری بود. به عبارت دیگر، اکثر مخترعین، یافته‌های خود را به جامعه پرواز منتقل نموده و در نتیجه، پایگاه دانشی، هر روز و هر لحظه در حال توسعه و گسترش بود. انتشار و به اشتراک‌گذاری تجربیات در قالب انواع نشریات تخصصی، نمایشگاه‌ها و کنفرانس‌های مختلف و همچنین انجمن‌های متعددی که در نقاط مختلف جهان شکل گرفتند، از مصادیق این همکاری فناورانه محسوب می‌شوند.

یکی از تلاش‌های کلیدی برای گردآوری و انتشار دانش پرواز، کتاب پیشرفت در پرواز ماشین‌ها «Progress in Flying Machines» نوشته اکتاو چانوت «Octave Chanute» فرانسوی است که با تجمیع مهم‌ترین تجارب و مشارکت‌های جامعه پروازی آن زمان و انتشار آن‌ها در سال ۱۸۹۴ میلادی، دانش پرواز را در دسترس عموم قرار داد. وی تعاملاتی گسترده با مخترعین و دانشمندان دیگر داشت که از آن جمله، می‌توان به «ارویل و ویلبر رایت» اشاره نمود. از منظر حفاظت از دارایی‌های فکری، تعداد بسیار کمی از مخترعین در این دوره زمانی به دنبال ثبت پتنت بودند و حتی آن‌هایی هم که اقدام به این کار کردند، انگیزه مالی نداشتند. آن‌ها بیشتر در پی شهرت و یا افشای عمومی اطلاعات و تجربیات خود بودند.

 

۲- ظهور یک صنعت جدید:

روحیه همکاری و مشارکت بین محققین و مخترعان ادامه داشت تا این‌که با پیشرفت‌های صورت گرفته و جدی‌تر شدن امکان پرواز، همچون بسیاری از حوزه‌های دیگر، مسیر جدایی آغاز گردید. بسیاری از صاحبان ایده به محض این‌که فهمیدند اختراعشان ممکن است کار کند و احتمالاً پتانسیل تجاری‌سازی و کسب درآمد از آن وجود دارد، رویکرد تلاش برای علم را با تلاش برای حفاظت از اختراعات خود در هم آمیختند. برای مثال، برادران رایت با ثبت پتنت خود در سال ۱۹۰۳ میلادی، عملاً از جامعه باز همکاری خارج شده و اقدامات خود برای کسب حقوق انحصاری هواپیما را تشدید نمودند. البته این امر کاملاً منطقی بود. در سال‌های اولیه توسعه، پتانسیل تجاری‌سازی چندانی وجود نداشت و همه دست در دست هم، به دنبال تحقق بخشیدن به این آرزوی دیرین بشر بودند. انگیزه‌های ثبت اختراع در آن دوران، کسب شهرت و یا افشای عمومی اطلاعات فنی و تجربیات بود که با پیشرفت‌های ملموس و احتمال تجاری‌سازی قریب‌الوقوع فناوری، همکاری‌های فناورانه جای خود را به رقابت بسیار شدید و در نتیجه، افزایش بی‌سابقه تعداد پتنت‌ها داد. گفتنی است، همین رقابت خود عاملی برای تسهیل مسیر توسعه و تجاری‌سازی فناوری قلمداد شده است.

به موازات تلاش‌های برادران رایت، هوگو جانکرز «Hugo Junkers» آلمانی که بر روی توسعه تئوری آیرودینامیک بدنه هواپیماها کار می‌کرد، موفق به ساخت یک هواپیمای کارآمد و کاملاً قابل‌اطمینان شد. وی اختراع خود را در سال ۱۹۱۰ میلادی در آلمان به ثبت رساند و همین پتنت، مقدمه‌ای برای توسعه نسل جدید هواپیماها در آن زمان گردید. (جانکرز در تاریخ ۲۶ ژانویه ۱۹۱۱ میلادی، اقدام به ثبت درخواستی با عنوان «Flying Machine» در سیستم پتنت آمریکا نمود که در تاریخ ۲۰ اکتبر ۱۹۱۴، گواهی ثبت اختراعی با شماره «US1114364» به وی اعطا گردید.)

موضوع کلیدی در این دوره، ساخت یک هواپیمای ایمن و با قابلیت پرواز پایدار بود که در افزایش بی‌سابقه پتنت در کشورهای مختلف نمود یافته است. کشورهایی مانند آمریکا، انگلیس، فرانسه و آلمان، به پیشگامان این حوزه بدل شده و مخترعین این کشورها، پتنت‌های پیاپی با موضوع هواپیما به ثبت می‌رسانیدند. جالب این‌که در بسیاری از این پتنت‌ها، ثبت اختراع در خارج از کشور هم مدنظر مخترعین قرار می‌گرفت که نشان از رویکرد جهانی آن‌ها در تجاری‌سازی اختراعاتشان داشت.

با افزایش درخواست‌های ثبت اختراع، سرمایه‌گذاری‌ها در این بخش هم روند صعودی یافت. سرمایه‌گذاران با پتانسیل‌های واقعی صنعت هوایی آشنا شده و شرکت‌های متعددی در این زمینه آغاز بکار نمود. از مشهورترین این شرکت‌ها، می‌توان به شرکت «Wright Company» اشاره نمود که در سال ۱۹۰۹ میلادی، از سوی برادران رایت بنیان نهاده شد. البته بزرگ‌ترین متقاضی هواپیما در این دوران، دولت بود و از ۲۰۰ نمونه اولیه ساخته شده از هواپیماهای مختلف در خلال سال‌های ۱۹۰۳ تا ۱۹۱۳، تعداد بسیار کمی به مرحله ساخت و تولید نهایی رسید که اغلب بر پایه سفارش‌های دولتی و برای استفاده از سوی مقامات دولتی بود.

 

 

یکی از روندهای مشهود در سال‌های آغازین ظهور صنعت هوایی، استفاده از سیستم پتنت برای جلوگیری از بهره‌برداری رایگان دیگر افراد و شرکت‌ها از اختراعات و نوآوری‌ها بود که به ثبت پرونده‌های متعدد حقوقی با موضوع نقض پتنت انجامید. برادران رایت در آمریکا و جانکرز در آلمان، با همین حربه توانستند جلوی بسیاری از رقبای خود را گرفته و از بهره‌برداری‌های رایگان فناوری متعلق به خود ممانعت نمایند.

شاید هواپیمای «Benoist XIV» را بتوان نخستین هواپیمای مسافربری جهان دانست. این هواپیما که نام دیگر آن «Lark of Duluth» است، در سال ۱۹۱۳ میلادی در آمریکا و با هدف حمل مسافر ساخته شد. ظرفیت این هواپیما، تنها یک مسافر بود که در کابین خلبان و در کنار وی می‌نشست. پرسیوال فانسلر «Percival Fansler» که یک مشاور کسب‌وکار بود، با همراهی توماس بنوئیست «Thomas W. Benoist»، اقدام به راه‌اندازی یک سرویس هوایی بین «سن‌پترزبورگ» و «تامپا» (دو شهر در فلوریدای آمریکا) نموده و دو نمونه ساخته شده از هواپیمای مذکور را در این ایرلاین بکار گرفتند. اولین پرواز در اول ژانویه ۱۹۱۴ و در حالی با خلبانی تونی جانوس «Tony Jannus» انجام گرفت که شهردار سابق سن‌پترزبورگ به نام  آبرام فیل «Abram Pheil» را به‌عنوان مسافر همراه خود داشت. این سفر هوایی به مسافت ۳۵ کیلومتر و در مدت ۲۳ دقیقه انجام گرفت و هزینه بلیط آن برابر با ۴۰۰ دلار (در مقایسه با بلیط‌های ۵ دلاری فعلی) بود.

 

۳- جنگ جهانی اول و سال‌های پس از آن:

طی جنگ جهانی اول، اختراعات کلیدی صنعت هوایی، به‌ویژه پتنت‌های برادران رایت در آمریکا و جانکرز در آلمان، تحت کنترل دولت‌های دو کشور قرار گرفت. این موضوع، سه دلیل عمده داشت که مهم‌ترین آن‌ها، توجه به هواپیما به‌عنوان یک سلاح استراتژیک بود. هواپیما برگ بنده دولت‌ها در میدان نبرد تلقی می‌شد که می‌توانست ورق را به سوی یکی از دو طرف درگیر، برگرداند. از سوی دیگر، تسریع در فرآیند توسعه و بهبود فناوری در گروی تجمیع و یکپارچه‌سازی منابع پراکنده موجود بود که این کار، تنها از عهده بازیگری توانمند همچون دولت بر می‌آمد. سومین دلیل نیز، به رقابت شدید کشورها در پیشگامی در صنعت هوایی باز می‌گردد که به‌طور خاص، از سوی آلمان و آمریکا دنبال می‌شد.

جالب است که در آمریکا و طی جنگ جهانی اول، از هواپیماهای ساخت اروپا، از سوی دولت آمریکا استفاده می‌شد که دلیل آن را گستره وسیع پتنت‌های اعطا شده به برادران رایت می‌دانند. همین عامل، موجب شد تا دولت آمریکا در سال ۱۹۱۷، اقدام به تأسیس انجمن سازندگان هواپیما «MAA» نماید. این انجمن، بر تجاری‌سازی و توسعه هواپیما متمرکز بود و برای تحقق این هدف، صدور مجوزهای بهره‌برداری از پتنت را در صدر اولویت‌های خود قرار داده بود. مشابه این روند در آلمان نیز به چشم می‌خورد و در سال‌های منتهی به جنگ جهانی دوم، حکومت نازی‌ها در این کشور، جانکرز به‌عنوان پیشگام مخترعین آلمانی در صنعت هوایی را، ملزم به واگذاری اختراعات پتنت شده خود برای تولید هواپیماهای بهتر نمود.

 

۴- صنعت هوایی در دهه‌های اخیر:

در دهه‌های اخیر، صنعت هوایی، به‌ویژه در حوزه‌های غیرنظامی و مسافربری، به شدت متحول شده است. تغییرات رخ داده در نسل‌های مختلف هواپیما، ضریب ایمنی را بالا برده و کاهش تعداد سوانح هوایی را نیز در پی داشته است و عملاً استانداردهای صنعت در قیاس با دوره‌های ظهور صنعت و رقابت‌های دولتی، جابه‌جا شده است.

از زمان جنگ‌های جهانی و سرمایه‌گذاری چشمگیر دولتی برای توسعه مدل‌های جدید جنگنده‌ها، صنعت هوایی به وضوح در مسیر پیشرفت قرار گرفته است. درست است که با پایان جنگ جهانی دوم و آغاز بازسازی ویرانه‌های حاصل از این جنگ خانمان‌سوز، نقش مداخله‌گرانه دولتی در این صنعت تا حدی کاهش یافته است، اما در مقایسه با سال‌های ابتدایی ظهور صنعت هوایی، حضور دولت باز هم قابل‌توجه‌تر است.

یکی دیگر از روندهای مشهود در صنعت هوایی به‌ویژه در دهه‌های پایانی قرن بیستم، ظهور دو غول جهانی صنعت هوایی، یعنی «ایرباس» و «بوئینگ» است که با تسخیر بازارهای جهانی و البته رقابت شدید، پیشرفت فناوری را تسهیل نمودند. در سال‌های اخیر، مشابه با دوره ظهور صنعت، ثبت پتنت با رونق فراوانی مواجه شده است که نشان از پتانسیل‌های تجاری‌سازی هر چه بیشتر فناوری‌های هوایی دارد. البته یک تفاوت بسیار مهم نیز وجود دارد. در دوره ظهور صنعت، همکاری‌ها کاهش یافته و جای خود را به رقابت شدید و ثبت اختراعات متعدد داد. برخلاف آن زمان، در حال حاضر فناوری‌های حوزه حمل‌ونقل هوایی به شدت پیچیده شده و هر یک شامل چندین و چند پتنت مختلف هستند. بدیهی است که در چنین اکوسیستم به شدت پیچیده‌ای، ترکیب و یکپارچه‌سازی فناوری‌های مختلف در یک محصول نهایی (هواپیماهای نسل جدید)، مستلزم شکل جدیدی از همکاری‌های فناورانه خواهد بود. این همکاری‌ها، در قالب صدور مجوزهای بهره‌برداری از پتنت رخ داده و بازیگران مختلف، در عین رقابت شدید و حضور فعال در حوزه ثبت و انتشار پتنت، مشارکت در بهره‌برداری از پتنت را سرلوحه فعالیت‌های خود قرار داده‌اند.

شایان ذکر است که رویکرد جدی شرکت‌های فعال در حوزه صنعت هوایی در خصوص ثبت اختراع، در تلاش‌های بوئینگ که در سال ۲۰۱۷ میلادی بالغ بر ۱۱۷۷ پتنت گرنت شده در آمریکا را به خود اختصاص داده است، به خوبی نشان داده می‌شود. این شرکت در سال ۲۰۱۸ میلادی نیز، با ۱۲۲۷ پتنت گرنت شده در آمریکا، در جایگاه ۲۳ برترین شرکت‌های دارنده گواهی ثبت اختراع در آمریکا قرار گرفته است.