Kính chắn gió đã thay đổi ngành công nghiệp ôtô như thế nào?

Ý tưởng lắp kính chắn gió (hay kính an toàn) cho xe hơi đã xuất hiện ngay khi phương tiện này trở thành món hàng sản xuất số lượng lớn và đại chúng.

Trên những chiếc xe ngựa có mái che, người ta không sử dụng kính chắn gió, mà chỉ lắp các cửa kính bên, bởi vậy hình thức và các phương pháp lắp kinh chắn gió trên xe hơi gần như được phát triển từ con số không. 

Kính chắn gió đã thay đổi ngành công nghiệp ôtô như thế nào? ảnh 1

Ford T Roadster năm 1920 với kính chắn gió 2 mảnh đặc trưng thời đó. Không loại trừ khả năng người ta đã sử dụng kinh chắn gió 3 lớp: Henry Ford bắt đầu tiến trình này năm 1919.

 Trên một số phiên bản Ford Model T người ta sử dụng kính chắn gió kỳ dị này, song nó không tồn tại lâu.

Kính nhiều lớp triplex và khuôn đệm

Xác định thời điểm và địa điểm kính chắn gió lần đầu tiên xuất hiện trên xe hơi không hề dễ dàng. Nhiều người, vì lý do nào đó, cho rằng Ford Model T năm 1913 là chiếc xe đầu tiên lắp kính chắn gió những khi đó kính chắn gió có dạng tròn, chỉ bảo vệ người điều khiển và gắn với xe bởi giá gắn với trục lái. Tuy nhiên, kính chắn gió đã xuất hiện trong bức ảnh chụp các mẫu Model T đời trước đó, ở dạng hình chữ nhật với khung đầy đủ, cũng như trên các mẫu xe khác, ví dụ như Rolls-Royce Silver Ghost năm 1907, với thiết kế nhiều phần phức tạp.

Kính chắn gió đã thay đổi ngành công nghiệp ôtô như thế nào? ảnh 3

Thân xe hoàn toàn kín đầu tiên trong lịch sử ngành công nghiệp ôtô là Renault Type B (năm 1899). Có vẻ như đây cũng là chiếc xe đầu tiên sử dụng kính chắn gió. 

Do đó, nhiều khả năng kính chắn gió lần đầu tiên xuất hiện năm 1899, khi Marcel Renault chế tạo một chiếc xe hoàn toàn che bằng kính Renault Type B.

Tất cả các cửa kính thời đó ban đầu sử dụng kính phẳng – chế tạo theo phương pháp thông thường, và sau đó là kính tôi dù vào năm 1909. Edouard Benedictus người Pháp đã đăng ký bằng sáng chế kính nhiều lớp triplex. Khi đánh rơi tấm kính có chứa nitrat xelulose, Benedictus nhận thấy kính không bị vỡ vụn. Được biết từ năm 1911 Benedictus đã lập 1 doanh nghiệp sản xuất kính ôtô. Công đoạn sản xuất rất phức tạp và mất thời gian, khiến sản phẩm có giá thành cao, và do đó đơn hàng chủ yếu là một lần - từ các xưởng chế tạo khung thân xe.

Giữa 2 lớp kính người ta đổ một lớp xelulose để tạo ra kính chắn gió, tuy nhiên khi sử dụng, lớp dán này nhanh bị đục và chuyển sang màu vàng. Bởi vậy các nhà sáng chế phải mất một thời gian dài để hoàn thiện thành phần lớp polymer. Dù không đạt được kết quả tốt – màng polyvinyl butyral (PVB), xuất hiện năm 1938, giúp giải quyết những nhược điểm này và công nghệ PVB nâng cấp được sử dụng cho tới ngày nay.

Kính chắn gió đã thay đổi ngành công nghiệp ôtô như thế nào? ảnh 4

Oldsmobile Cutlass năm 1973: kính được gắn với thân xe. Các cửa kính xe nằm trong khuôn viền trang trí là phong cách thời đó, giống như ở Audi 100.

Kính triplex xuất hiện tại dây chuyền các nhà máy chế tạo xe hơi lớn vào thập niên 1920. Các thiết kế kính gấp, trượt và gập dần bị loại bỏ và kính chắn gió được đặt "vững chắc" trong khuôn-đệm cao su để đảm bảo độ kín. Phương pháp đi trước thời đại này được ứng dụng trong một thời gian dài. Những chiếc ôtô đầu tiên sử dụng kính chắn gió dán chỉ xuất hiện từ năm 1973 (Audi 100 ở châu Âu và Oldsmobile Cutlass ở Mỹ).

Kính chắn gió cong

Năm 1930, kiểu kính chắn gió hình chữ V – với 2 phần và một trục đỡ ở giữa thắng thế trên thị trường thế giới. Kính chắn gió thẳng đứng hoặc gần như thẳng đứng đi vào dĩ vãng và kính chắn gió giờ đặt nghiêng. Điều này là do những nghiên cứu và phát triển “điên rồ” của các nhà khoa học trong lĩnh vực khí động lực học - trong số đó phải nhắc tới Edmund Rumpler và Paul Jaray, những người đã có ảnh hưởng to lớn tới thiết kế xe.

Kính chắn gió đã thay đổi ngành công nghiệp ôtô như thế nào? ảnh 5

Cadillac De Ville năm 1949 - kính chắn gió vẫn gồm 2 phần, song đã uốn cong, rất hữu ích trên phương diện thiết kế và khí động học. 

Sau đó, mất khoảng 10 năm cho Chiến tranh Thế giới nhưng cũng đã hình thành các cơ sở sản xuất công nghiệp kính chắn gió cong. Xu hướng này có sự tham gia của rất nhiều nhà sản xuất, vì vậy rất khó để xác định ai là người đầu tiên ứng dụng kính chắn gió cong. Tuy vậy, điều chắc chắn là một trong những hãng đi tiên phong ứng dụng kính chắn gió cong giai đoạn này là Cadillac, tác giả của nhiều sáng tạo cũng như các mẫu xe mới. Người ta cho rằng kính chắn gió cong đã xuất hiện trên xe sản xuất hàng loạt của Cadillac năm 1948 - dù kính vẫn gồm 2 phần. Tuy nhiên, trước đó chiếc Studebaker năm 1947 cũng lắp kính chắn gió cong.

Điều thú vị là trong lĩnh vực này, ngành công nghiệp xe hơi Liên Xô gần như bắt kịp xu thế, không thực sự bị người Mỹ bỏ lại quá xa, và thậm chí còn đi trước châu Âu. Tháng 4/1956, chiếc Moskvich-402 xuất xưởng với kính chắn gió cong và kính hậu.

Kính chắn gió đã thay đổi ngành công nghiệp ôtô như thế nào? ảnh 6

Đứa con đầu lòng lắp kính chắn gió cong của Liên Xô - Moskvich-402. Nó xuất xưởng sớm hơn 6 tháng so với Volga GAZ-21, cũng sử dụng kính cong. 

Kích thước kính chắn gió tăng đều đặn: do độ nghiêng lớn hơn để tăng góc uốn và chiều cao. Bằng cách này, các nhà thiết kế đã tăng khả năng quan sát, qua đó cải thiện độ an toàn. Đồng thời dẫn đến sự xuất hiện kính chắn gió “toàn cảnh” (panorama), với góc bên cong gần như gập lại. Và một lần nữa, loại kính chắn gió này lại được Cadillac đi tiên phong sử dụng trên mẫu Eldorado năm 1953.

Giai đoạn cuối thập niên 1950 được đánh dấu bởi một loạt các thử nghiệm với kinh chắn gió "toàn cảnh". Thời kỳ này cũng xuất hiện kính đổi màu và kính phản quang đầu tiên. Và một số người đã tìm cách "uốn cong" kính cửa sổ nóc, vốn nhằm tạo ra ảo giác mở rộng hơn, đồng thời cho phép quan sát tốt hơn đèn tín hiệu giao thông.

Tuy nhiên xu hướng kính chắn gió toàn cảnh nhanh chóng mai một. Hưng phấn thiết kế ban đầu đã tiêu tan do những hạn chế khi áp dụng như điểm uốn lớn, kính làm méo mó hình ảnh và gây lóa. Ngành công nghiệp ôtô (cùng với Cadillac) quay trở lại sử dụng kính cong thông thường, tương đối phẳng. Bên cạnh đó, một số nhà máy lắp ráp cũng chưa kịp ứng dụng kính "toàn cảnh" trước khi thấy nó không hợp lý nên đã góp phần hạn chế loại kính này.

Kính chắn gió đã thay đổi ngành công nghiệp ôtô như thế nào? ảnh 7

Kính toàn cảnh đầu tiên được lắp trên Cadillac Eldorado năm 1953. Khả năng gập cong hai bên ngay lập tức khiến nhiều nhà thiết kế thời đó chú ý 

Phát triển toàn diện

Nghiên cứu sâu hơn về kính chắn gió sẽ rất khó khăn hoặc thậm chí là vô nghĩa nếu không có Lionel Alexander Bethune (hay Sir Alastair Pilkington) và công nghệ kính nổi mà họ phát minh, cho phép sản xuất kính có đặc tính quang học cao. Công nghệ này được đưa vào sản xuất năm 1959, sử dụng cho đến ngày nay và hiện trên thế giới có khoảng 260 dây chuyền kính nổi. Một số trong số này phục vụ cho ngành công nghiệp ôtô.

Giai đoạn tạm lắng thập niên 1970 là khoảng lặng trước một cuộc cách mạng kéo dài, và có vẻ như vẫn đang tiếp diễn đến ngày nay. Cộng nghệ kính chắn gió dán và kính hậu cho phép tăng độ cứng chắc của khung sườn (tại Nga lần đầu công nghệ trên được ứng dụng năm 1994 trên xe GAZel). Thành phần của kính chắn gió dần trở nên quan trọng không kém hình hài của nó. Xu hướng phát triển chính là nỗ lực để kính chắn gió có thêm các tính năng bổ sung lợi dụng đặc điểm nhiều lớp.

Kính chắn gió đã thay đổi ngành công nghiệp ôtô như thế nào? ảnh 8

Công nghiệp ôtô Nga tụt hậu về công nghệ kính chắn gió dán 20 năm. Song thế giới vẫn chưa hoàn toàn loại bỏ công nghệ khuôn cao su: kính chắn gió dán được sử dụng cho khoảng 80% lượng ôtô sản xuất trên toàn cầu. 

Đầu tiên đó lả khà năng phản sáng hoặc hấp thụ phần nào ánh sáng. Sau đó, kính chắn gió còn đóng vai trò như ăng-ten, chống ẩm, cách âm và làm tan băng thông qua thiết bị sưởi bên trong. Những đặc tính này được thực hiện nhờ các lớp phủ khác nhau, phủ bên ngoài cũng như bên trong kính chắn gió. Kính chắn gió chịu lực nay không phải có 3 mà 5 lớp - hai lớp kính, 2 lớp PVB và 1 lớp nhựa polycarbonate.

Những phát triển này cho phép Porsche năm 1996 chế tạo mui xe hoàn toàn bằng kính - mà không ảnh hưởng tới độ an toàn của xe. Tiếp theo là công nghệ hiển thị trên kính chắn gió HUD (Head Up Display).

Kính chắn gió đã thay đổi ngành công nghiệp ôtô như thế nào? ảnh 9

  Công nghệ HUD có nguồn gốc gần nửa thế kỷ trước - nó được phát minh cho máy bay quân sự. Tuy nhiên công nghệ này chỉ được ứng dụng trong ôtô từ thế kỷ XXI, và cho đến nay vẫn chỉ được sử dụng cho xe đắt tiền

Mới đây, người ta còn giới thiệu loại kính kỵ nước (hay không cho nước bám vào), song một lần nữa đây không phải là thủy tinh mà là lớp phủ. Các nhà tiên phong trong lĩnh vực này là Toyota và Lexus. Nhưng công nghệ kính chống ẩm mới ở giai đoạn phát triển ban đầu. Một năm rưỡi trước, các nhà hóa học Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge của Bộ Năng lượng Mỹ thông báo đã phát minh ra loại vật liệu mới là tấm film thủy tinh nano. Theo họ, trên nguyên tắc, tấm film này không thấm nước và bị phủ hơi nước, các giọt nước rời khỏi film sẽ đồng thời đem theo bụi bẩn. Vẫn chưa rõ công nghệ trên được ứng dụng như thế nào song rõ ràng nó sẽ được ngành công nghiệp xe hơi quan tâm.

Một xu hướng khác hiện nay là "kính thông minh" cho phép điều khiển độ tối. Tiên tiến nhất hiện nay là các công nghệ SPD (sử dụng hạt lơ lửng), PDLC (lớp polymer tinh thể lỏng); và ECD (lớp điện sắc). Tất cả đều được phát minh cho các mục đích khác nhau song từng bước sẽ được ứng dụng trong ôtô.

Vậy kính chắn gió ôtô sẽ như thế nào sau 30 năm nữa? Câu hỏi này chắc chắn còn để ngỏ và khiến chúng ta bất ngờ.

 

Tâm Khanh
(Theo Nghe nhìn Việt Nam)
Ý kiến của bạn sẽ được biên tập trước khi đăng. Xin vui lòng gõ tiếng Việt có dấu
Nhập mã bảo mật (*)     Refresh
Tin khác