วิวัฒนาการและเทคโนโลยีของจักรยาน

หลายๆท่านคงยังไม่รู้ว่าจักรยานแบบไหนปั่นเร็วสุดแล้วจักรยานมีกี่แบบหละ แล้วมีต้นกำเนิดมายังไงอ่านบทความนี้จะหายสงสัยเลยครับ 

 
จักรยานมีจุดเริ่มต้นที่ไม่ชัดเจนนักครับ ว่าถูกสร้างขึ้นครั้งแรกเมื่อใด แต่จักรยาน ที่เป็นต้นแบบของจักรยานในยุคปัจจุบัน ถูกสร้างขึ้นในปี 1817 ณ เมือง Mannheim ประเทศเยอรมัน นี่เอง โดย Karl Drais

แน่นอนครับว่า จักรยานคันแรกย่อมมีเทคโนโลยีที่ไม่ซับซ้อนมากนัก สมัยนั้น จักรยานประกอบด้วย...
   
ล้อจำนวนสองล้อ แฮนด์สำหรับบังคับทิศทาง และที่นั่งสำหรับคนปั่น (หรือจะเรียกให้ถูกคือ "คนถีบ" ) ซึ่งอยู่ระหว่างล้อหน้าและล้อหลัง การขับเคลื่อนจักรยานไม่มีเครื่องช่วยใด ๆ ทั้งสิ้นนอกจากขาทั้งสองข้างของ "คนถีบ" ซึ่งวิธีการขับเคลื่อนดังกล่าว ก็คล้าย ๆ กับสเกตบอร์ดในยุคปัจจุบันนั่นเอง แต่ทำเป็นเล่นไปครับ ด้วยวิธีการขับเคลื่อนแบบพื้น ๆ ดังกล่าว จักรยานรุ่นแรกสามารถวิ่งด้วยความเร็วถึง 15 km/h ซึ่งเร็วกว่าเดินถึงสามเท่า

จักรยานรูปแบบต่อมาได้พัฒนาวิธีการขับเคลื่อนจากรูปแบบแรก ที่ใช้เท้าถีบพื้นเอา เป็นการปั่นล้อหน้าผ่านคันถีบ โดย Philipp Moritz Fischer ในปี 1864 ช่วยเพิ่มความเร็วและอำนวยความสดวกในการขับเคลื่อนไปอีกระดับ แต่ปัญหาในตอนแรกที่สร้างจักรยานคือ ไม่มีใครกล้าปั่นจักรยานดังกล่าวเพราะกลัวล้ม (ลองนึกภาพตอนที่เราหัดปั่นจักรยานดูครับ คนปั่นจักรยานไม่เป็นต้องกลัวการล้มเป็นธรรมดา)

ต่อมาในปี 1867 ในงานมหกรรมแสดงสินค้าโลกที่ Paris วิศวกรยานยนต์ที่มีนามว่า Pierre Michaux ได้นำผลงานของตน ซึ่งเป็นจักรยานใช้คันถีบที่มีล้อหน้าใหญ่เป็นพิเศษ  มาแสดงในงานดังกล่าว เนื่องจากในสมัยนั้นการทดแรงและความเร็วด้วยเกียร์ยังไม่เป็นที่รู้จัก ดังนั้น การเพิ่มขนาดของล้อหน้าจึงเป็นวิธีการเดียวที่สามารถช่วยเพิ่มความเร็วในการ ขับเคลื่อนรถจักรยานได้ (จักรยานหลายรุ่นมีความเร็วสูงสุดเกิน 40 km/h) จักรยานรูปแบบดังกล่าวได้รับความนิยมอย่างสูง แต่ก็ถูกห้ามใช้งานในหลาย ๆ เมืองของยุโรป เนื่องจากอันตรายที่เกิดขึ้นได้ง่ายจากการตกจากอานรถที่ค่อนข้างสูง (ประมาณ 1.5 เมตร) นอกจากนี้การเลี้ยว การลดความเร็ว (เบรก) และการขับขี่ในที่ขรุขระ ยังมีผลลดเสถียรภาพการขับขี่อีกด้วย หลายคนประสบอุบัติเหตุเสียชีวิตจากการปั่นจักรยานรูปแบบดังกล่าว ดังนั้นหากมองด้านเทคนิค และการออกแบบแล้ว จักรยานรูปแบบดังกล่าวถือว่าค่อนข้างล้มเหลว

เทคโนโลยีที่ปฏิวัติการขับเคลื่อนจักรยานคือ โซ่จักรยาน ซึ่งถูกใช้งานครั้งแรกในปี 1878 ข้อดีของการนำโซ่จักรยานมาใช้คือ ทำให้จักยานสามารถขับเคลื่อนล้อหลังได้ ทำให้ส่วนของการขับเคลื่อนและส่วนบังคับทิศทางแยกออกจากกันอย่างเด็ดขาด ช่วยเพิ่มเสถียรภาพในการขับขี่ อำนวยความสดวกในการบังคับทิศทาง และสามารถนำหลักการของการทดแรงและทดความเร็วมาใช้ได้อีกด้วย การนำโซ่จักรยานจึงถือได้ว่าเป็นจุดเริ่มต้นของจักรยานสมัยใหม่

ปัจจุบันรูปแบบของจักรยานมีมากมายนับไม่ถ้วน เทคโนโลยีที่ซ่อนอยู่ในจักรยานสมัยใหม่นั้นเป็นเทคโนโลยีที่ไม่เป็นรอง เทคโนโลยีใด ๆ ทั้งทางด้านเครื่องกลและวัศดุศาสตร์ (แม้ว่ามองเผิน ๆ แล้วจักรยานไม่มีอะไรก็ตาม) ยกตัวอย่างเปรียบเทียบระหว่างจักรยานและรถยนต์ หากไม่นับการเผาไหม้ในรถยนต์ และ การเคลื่อนไหวกล้ามเนื้อของมนุษย์ รถยนต์ในปัจจุบันมีประสิทธิภาพในการทำงาน (efficientcy) ประมาณ 40-70% แต่จักรยานมีประสิทธิภาพในการทำงานถึง 80-99%

เทคโนโลยีที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้จักรยานในปัจจุบันคือ วัศดุที่เบาและทนทาน บวกกับระบบเกียร์ที่ซับซ้อนและมีประสิทธิภาพ ในหลาย ๆ ประเทศ (รวมถึงเยอรมันด้วย) มาตรฐานระบบเกียร์ของจักรยานที่ขายตามท้องตลาดจะอยู่ที่ 21 เกียร์ (เกียร์หน้า 3 x เกียร์หลัง 7) อีกทั้งสวิชต์ที่ใช้ในการเปลี่ยนเกียร์ยังช่วยอำนวยความสดวกในการเปลี่ยน เกียร์อีกด้วย

ประเภทของจักรยานที่ได้รับความนิยมอย่างสูงในปัจจุบันคือ Mountainbike หรือจักรยานเสือภูเขา ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกในปี 1973 รัฐ California สหรัฐอเมริกา วัตถุประสงค์เริ่มต้นในการสร้างครั้งแรกเพื่อการขับขี่แบบผ่อนคลาย แต่ด้วยโครงสร้างที่แข็งแกร่งจึงมีคนนำรูปแบบจักรยานไปใช้ในการขับขี่ จักรยานผาดโผน หรือขับลุยในพื้นที่ป่าหรือภูเขา Specialized เป็นบริษัทแรกที่ผลิตจักรยาเสือภูเขาในรูปแบบอุตสาหกรรม (รุ่น Stumpjumper ในปี 1981) หลังจากนั้นความนิยมในตัวจักรยาเสือภูเขาก็มากขึ้นเรื่อย ๆ จนปัจจุบันแทบทุกบริษัทที่ผลิตจักรยาน จะผลิตจักรยานเสือภูเขาออกสู่ตลาดด้วยเสมอ

จักรยานเสือภูเขามีลักษณะเฉพาะคือ ตัวถังที่ค่อนข้างสั้นและเตี้ย วัศดุที่ใช้เป็น อลูมิเนียม หรือคาบอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ล้อเล็ก (เส้นผ่านศูนย์กลาง 26 นิ้ว) และยางหน้ากว้าง มีเกียร์ไม่ต่ำกว่า 21 เกียร์ (3x7) ส่วนมากจะมีโช้คอัพในส่วนของตะเกียบหน้า ส่วนโช้คอัพตรงตัวถังนั้นมีให้เห็นทั่วไป แต่ยังไม่ถือเป็นอุปกรณ์มาตรฐาน ด้วยลักษณะต่าง ๆ เหล่านี้ทำให้จักรยานเสือภูเขาเป็นจักรยานที่เสถียร แข็งแกร่ง แต่มีน้ำหนักเบา ความนิยมในตัวจักรยานเสือภูเขาจึงมากขึ้น แม้ว่าส่วนใหญ่แล้วคนที่ซื้อจักรยานเสือภูเขา ไม่ได้นำไปจักรยานเสือภูเขาไปขับขี่โลดโผน หรือลุยป่าลุยเขา ตามจุดประสงค์ที่วางไว้ก็ตาม

จักรยานประเภทต่อมาถึงแม้จะไม่ค่อยมีคนนำมาขับขี่บนท้องถนนมากนักก็ตาม แต่ก็เป็นจักรยานที่มีความสำคัญไม่น้อย นั่นคือ จักรยานแข่งขัน หรือที่หลาย ๆ คนเรียกว่าจักรยานเสือหมอบ จักรยานเสือหมอบเป็นจักรยานที่มีโครงสร้างที่ค่อนข้างใหญ่ แต่บาง มีขนาดล้อที่ใหญ่ (28 นิ้ว) หน้ายางบาง เพื่อเพิ่มความเร็วในการขับขี่ มีน้ำหนักอยู่ที่ 6-11 กิโลกรัม แต่จักรยานที่ใช้แข่งขันต้องมีน้ำหนักไม่ต่ำกว่า 6.8 กิโลกรัม (เบากว่ากระเป๋านักเรียนเด็กประถมบ้านเราอีก) อัตราการทดความเร็วด้วยเกียร์ในจักรยานเสือหมอบทั่วไปค่อนข้างสูง (4.4/1 ถึง 1.85/1) ดังจะเห็นได้จากเกียร์หน้ามีขนาดใหญ่และเกียร์หลังมีขนาดเล็ก

ประเภทจักรยานที่คนไทยเรารู้จักคุ้นเคยกันดีก็คงเป็นจักรยาน Citybike คือจักรยานที่ใช้ขับขี่โดยทั่วไปนั่นเอง จักรยานประเภทนี้ไม่มีลักษณะเฉพาะที่พิเศษกว่าจักรยานประเภทอื่น ๆ แต่เป็นจักรยานที่มีความสำคัญมากที่สุดก็ว่าได้ เพราะคนส่วนมากใช้จักรยานประเภทนี้ในการเดินทางในระยะใกล้ และระยะกลาง เป็นการช่วยลดมลภาวะ และประหยัด หลายเมืองในยุโรปที่มีปัญหาจราจร กำลังให้การสนับสนุนการใช้จักรยานเป็นยานพาหนะทดแทนรถยนต์ โดยการสร้างถนนสำหรับจักรยานโดยเฉพาะ (ขณะนี้แทบทุกเมืองในเยอรมันมีถนนสำหรับจักรยานให้ขับขี่แล้ว) การสร้างที่จอดรถจักรยานตามที่สาธารณะ การออกฏจราจรเพื่ออำนวยความสดวกผู้ขับขี่จักรยานเป็นต้น

นอกจากการเดินทางด้วยจักรยานเพียงอย่างเดียวแล้ว การใช้ระบบขนส่งมวลชนร่วมกับจักรยานก็กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ โดยวิธีนี้มีชื่อเก๋ ๆ ว่า Bike and Ride วิธีการนี้ต้องได้รับการสนับสนุนจากผู้ให้บริการขนส่งมวลชนในระดับหนึ่ง เพราะการนำรถจักรยานขึ้นรถไฟ รถไฟฟ้า รถไฟฟ้าใต้ดิน หรือรถเมล์เองก็ตาม หากยานพาหนะเหล่านี้ไม่ได้มีการเตรียมการ เตรียมพื่นที่สำหรับจักรยานไว้ Bike and Ride ก็เป็นเรื่องที่แทบเป็นไปไม่ได้

ลองนึกดูครับว่า หากคนขับรถยนต์ในกรุงเทพฯ เพียง 10% หันมาปั่นจักรยาน เราจะลดภาระค่าน้ำมันของประเทศได้เพียงใด เราจะลดมลภาวะในกรุงเทพฯ ได้มากมายเพียงใด แต่ ใช่ว่าจู่ ๆ เราจะมารณรงค์ให้คนในกรุงเทพฯ หรือคนไทยหันมาใช้จักรยานได้โดยทันที เรื่องอย่างนี้ต้องค่อยเป็นค่อยไปครับ เราต้องเริ่มจากตัวเราเองก่อนโดยการรักความสบายให้น้อยลง หันมาปั่นจักรยานในระยะทางใกล้ ๆ จากนั้นจึงร้องขอให้รัฐสร้างทางจักรยานที่ดีพอ แล้วจึงรณรงค์ปลูกฝังค่านิยมให้คนเห็นความสำคัญของจักรยาน ซึ่งขั้นตอนสุดท้ายเป็นเรื่องที่ยากมาก เพราะนอกจากคนไทยจะรักสบายแล้ว รถยนต์ยังเป็นเครื่องชี้ฐานะทางสังคมของคนไทยอีกด้วย แต่เรื่องนี้ใช่ว่าจะเป็นไปไม่ได้ (เพียงแค่เป็นไปได้ยากเท่านั้น) ปัญหาคือ พวกเราทุกคนยังขาดการเอาจริงเอาจังเท่านั้นครับ (เหมือนกับหลาย ๆ ปัญหาที่ยังไม่ได้แก้ที่เมืองไทย)

หลายท่านอ่านไปแล้วอาจคิดว่าผมออกนอกเรื่อง อันที่จริงกำลังอยู่ใจกลางเรื่องเลยครับ เพราะว่าหลาย ๆ ประเทศเห็นความสำคัญของจักรยานทั้งเรื่องการประหยัดน้ำมัน และการลดมลภาวะ จึงทำให้เขาเหล่านั้นหันมาสนใจพัฒนาเทคโนโลยีด้านจักรยานกัน จนทำให้เทคโนโลยีเหล่านั้นก้าวไปไกลอย่างที่เห็นทุกวันนี้ ซึ่งไม่ใช่เฉพาะเทคโนโลยีจักรยานเท่านั้น ในทุกสาขาวิชาก็เหมือนกันครับ เราต้องเห็นความสำคัญของมันก่อน เราต้องมีใจรักมันก่อน เราถึงจะทำสิ่งนั้นได้ดี สิ่งเหล่านี้แหละครับที่เรายังขาดกันอยู่ เราจึงไปกันไม่ถึงไหนทั้งทางด้านการศึกษา เทคโนโลยี และ ฯลฯ เพราะส่วนมากแล้วเราจะทำกันเพื่อเงิน และความอยู่รอด (จะให้ดีทั้งสองอย่างต้องควบคู่กันครับ ส่งซิก ) ดังนั้น วันนี้ใครที่ยังตอบตัวเองไม่ได้ว่าเรียนสาขาที่ตัวเองเรียนเพราะอะไร (โดยเฉพาะเพื่อนนักศึกษา) ก็รีบหาคำตอบให้ตัวเองได้แล้วครับ เพราะไม่งั้นสิ่งที่คุณทำอยู่มันก็จะย่ำอยู่กับที่ไปเรื่อย ๆ ครับ

จักรยานที่พวกผมใช้ในการท่องเที่ยวปั่น (Biketour) คือจักรยานแบบ Trekkingbike ซึ่งเป็นลูกผสมระหว่างจักรยานเสือภูเขาและ Citybike จักรยานประเภทนี้จะมีอุปกรณ์เสริมค่อนข้างมาก รูปทรงจะคล้าย ๆ Citybike แต่จะนำเทคโนโลยีของจักรยานเสือภูเขามาใช้ เพื่อความแข็งแกร่งทนทานของตัวจักรยาน เพราะ Biketour ต้องใช้ความสามารถของจักรยานในระดับหนึ่ง ในการบันทุกสำภาระที่อาจมีน้ำหนักถึง 30-70 กิโลกรัม ต้องปั่นขึ้นเขาที่ค่อนข้างสูงชัน และในบางครั้งต้องปั่นผ่านทางจักรยานที่เข้าขั้นวิบาก ดังนั้นหากระบบเกียร์จักรยานไม่ดีพอ และตัวจักรยานไม่แข็งแกร่งพอ เจ้าของจักรยานอาจไปไม่ถึงจุดหมาย เพราะเหนื่อย หรือไม่ก็จักรยานพัง

หากใครที่อยากได้จักรยานที่มีความเร็วสูงเป็นพิเศษคงต้องนี่เลยครับ จักรยาน นอนปั่น เป็นจักรยานที่มีรูปแบบที่แปลกเป็นพิเศษ การนอนปั่นโดยยืดเท้าไปข้างหน้านั้น ได้รับการวิจัยมาแล้วว่าเป็นท่างทางที่ช่วยให้ปั่นจักรยานได้ความเร็วสูงสุด ดังนั้นจักรยานประเภทนี้อาจวิ่งได้ด้วยความเร็วสูงถึง 130 km/h แต่ใช่ว่าทุกคนจะสามารถครอบครองจักรยานแบบนี้ได้ครับ เพราะจักรยานประเภทนี้มีราคาที่สูงลิ่ว (ประมาณห้าหมื่นบาทขึ้นไป) บวกกับท่าปั่นที่คนทั่วไปไม่เคยชิน ทำให้เราไม่พบเห็นจักรยานประเภทนี้บ่อยนักตามท้องถนน

จักรยานประเภทสุดท้ายที่ผมนำเสนอ คือ BMX (Bicycle MotoCross) ซึ่งหลายคนอาจรู้จักกันดีอยู่แล้ว เพราะเคยใช้ขับขี่ในสมัยเด็ก ๆ BMX เป็นจักรยานที่มีขนาดเล็กแต่แข็งแกร่ง เพราะต้องใช้ในการขับขี่ผาดโผน ล้อที่มีขนาดเล็กเป็นพิเศษ และหน้ายางที่กว้างกว่าปกติ ทำให้จักรยาน BMX เป็นจักรยานที่มีการทรงตัวที่ดี แต่ไม่เหมาะสมกับการขับขี่โดยทั่วไป เพราะอัตราทดความเร็วที่ต่ำ และรูปทรงที่เตี้ย ทำให้คนปั่นเมื่อยหัวเข่า เวลาที่ต้องปั่นจักรยานในระยะทางไกล ๆ BMX เป็น X-Sport อย่างหนึ่งที่กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ เช่นเดียวกับ X-Sport อื่น ๆ อย่างเช่น Skateboard หรือ Inlineskate

สุดท้ายแม้เทคโนโลยีที่ใช้จะดีเพียงใด จักรยานจะสุดยอดแค่ไหน แต่หากขาดสองขาและใจรัก อย่างไรเสียก็ปั่นไปไม่ถึงจุดหมายครับ