Otis Tufts là kỹ sư người Mỹ đầu tiên nhận bằng sáng chế về thang máy thẳng đứng, nhưng ông lại được biết đến nhiều hơn với vai trò là nhà sáng chế máy in chạy bằng hơi nước.
Thang máy mở ra kỷ nguyên mới cho các tòa nhà chọc trời và góp phần biến đổi cảnh quan, kiến trúc của thành phố hiện đại. Lịch sử phát triển của chiếc thang máy và những người sáng chế ra cũng vô cùng đặc biệt.
Người cải tiến và sáng chế thang máy hiện đại
Otis Tufts được coi là cha đẻ của thang máy vận chuyển hành khách.
Archimedes, nhà toán học, vật lý học và nhà thiên văn học người Hy Lạp, thường được ghi nhận là người đã phát minh ra thang máy được biết đến đầu tiên. Thiết bị của ông được vận hành bằng dây thừng và ròng rọc. Các sợi dây được cuộn quanh một cái thùng hình ống trục uốn lượn bởi một cái tời và đòn bẩy.
Những thang máy đầu tiên, hoặc vận thăng chủ yếu được sử dụng để nâng các vật nặng, chẳng hạn như nước hoặc vật liệu xây dựng.
Theo Livescience, vua Louis XV có một trong những thang máy sớm nhất được thiết kế dành riêng cho hành khách, được gọi là "ghế bay". Nó được lắp đặt bởi Blaise-Henri Arnoult tại Cung điện Versailles năm 1743.
Khi đó, Louis cần một thang máy riêng để cho phép tình nhân của mình bí mật đến thăm ông. Thang máy này vận hành bằng cách kéo một sợi dây kết nối với hệ thống ròng rọc với các đối trọng.
Bước nhảy vọt lớn tiếp theo trong công nghệ thang máy là phát minh ra động cơ hơi nước vào năm 1765 bởi James Watt. Phát minh mới cho phép thang máy di chuyển các vật nặng hơn, nặng hơn - như than, gỗ và thép - lên các tầng trên của các tòa nhà cao hơn khi việc xây dựng bùng nổ trong Cách mạng Công nghiệp.
Năm 1852, Elisha Otis và các con trai của ông đã nghĩ ra một thiết kế thang máy sử dụng một thiết bị an toàn. Một khung gỗ ở trên cùng của nền tảng sẽ bật ra khỏi các cạnh của trục thang máy nếu dây thừng bị đứt, về cơ bản hoạt động như một cái phanh.
Elisha Otis gọi nó là "vận thăng an toàn" và thể hiện rõ nét thiết kế này tại Hội chợ Thế giới New York năm 1854. Otis cưỡi “cái bục cao” lên không trung và sau đó cắt dây, nhưng, nhờ phanh, nó chỉ rơi vài inch trước khi dừng lại.
Elisha Otis thành lập công ty thang máy Otis Brothers (ngày nay gọi là Công ty Thang máy Otis, một trong những công ty thang máy lớn nhất thế giới), đã lắp đặt thang máy công cộng đầu tiên trong một cửa hàng bách hóa năm tầng ở New York vào năm 1874. Thang máy điện ra đời vào những năm 1880.
Tuy nhiên, nhà sáng chế thực sự của thang máy chở khách hiện đại và được cấp bằng sáng chế lại chính là Otis Tufts. Hai năm trước khi Elisha Otis và con trai nghĩ ra giải pháp thang an toàn, Otis Tufts đã được cấp bằng sáng chế cho một thiết kế thang máy có ghế dài bên trong một chiếc xe kín, có cửa tự động mở và đóng.
Thiết kế của Otis Tufts đã bỏ đi hệ thống dây thừng và ròng rọc thông thường do những lo ngại về an toàn. Thay vào đó, ông sử dụng khái niệm đai ốc lên xuống vít.
Chiếc xe thang máy là đai ốc, luồn vào một ốc vít thép khổng lồ kéo dài toàn bộ chiều dài của trục. Mặc dù nó rất an toàn, nhưng nó cũng đắt tiền và không thực tế - đặc biệt là đối với các tòa nhà rất cao.
Bản vẽ và mô hình thang máy của Otis Tuft.
“In dấu” bằng những sáng chế công nghiệp khác
Otis Tufts sinh ra ở Cambridge, Massachusetts (Mỹ) vào năm 1804. Ở tuổi 21, ông chuyển đến Lowell để bắt đầu sự nghiệp của một thợ máy, kiêm nhà sáng chế.
Trước khi trở thành người đầu tiên nhận bằng sáng chế về thang máy, Otis Tufts chính là người đã hoàn thiện và chế tạo máy in.
Thang máy của Otis Tufts khá khác biệt. Ông mô tả phát minh của mình là "một thang máy để vận chuyển người”.
Thiết kế thang máy của Otis Tuft bao gồm một khoang kín có cửa có thể mở và đóng tự động, bảo vệ hành khách di chuyển khỏi máy móc trong thang máy, những thứ có thể “hút” được quần áo hoặc các bộ phận cơ thể khi mọi người đi qua.
Thang máy này cũng có những chiếc ghế dài để mọi người ngồi. Đó chính là bằng chứng rõ ràng hơn rằng thang máy này được thiết kế để di chuyển con người chứ không phải đồ đạc.
Chính vì ngẫu nhiên trùng tên Otis nên rất nhiều người đã nhầm lẫn, giữa Otis Tufts và Elisha Otis, người sáng lập công ty thang máy Otis Brothers.
Thang máy do Otis Tufts sáng chế đã được lắp đặt tại khách sạn Fifth Avenue của New York vào năm 1859, và trong 15 năm, thang máy đã phục vụ tòa nhà bảy tầng mà không gặp sự cố.
Rõ ràng, thang máy do Otis Tufts sáng chế thực sự an toàn, nhưng theo đánh giá của Lee Gray, Giáo sư Trường Kiến trúc UNC Charlotte (School of Architecture, UNC Charlotte): "nó quá phức tạp, quá đắt. Từ quan điểm công nghệ, giải pháp của Otis Tufts không được chấp nhận lắm".
Đó chính là lý do vì sao, sau khi được cấp bằng sáng chế, Otis Tufts có bán được một số ít thang máy, nhưng vì đắt đỏ nên thiết kế của ông đã không được áp dụng rộng rãi.
Trong khi đó, dù thang máy đầu tiên do Elisha Otis sáng chế được cho là để phục vụ việc vận chuyển hàng hóa, nhưng Elisha Otis với công ty Otis Brothers đã tiếp tục cải thiện về an toàn và hiệu quả của thang máy, còn OtisTufts lại được biết đến nhiều hơn nhờ những sáng chế chạy bằng hơi nước.
Tàu hơi nước thân đôi bằng sắt đầu tiên do Otis Tufts chế tạo, giúp việc di chuyển bằng thuyền an toàn hơn rất nhiều. Ông cũng đã phát minh ra máy ép cọc bằng hơi nước, được sử dụng để hỗ trợ việc xây dựng móng của các công trình.
Khai thác sức mạnh của hơi nước, máy ép cọc hơi nước của Tufts đã nhanh chóng đẩy nhanh tiến độ xây dựng tòa nhà và có thể đã cho phép các tòa nhà phát triển cao hơn bằng khả năng “ép cọc” sâu hơn khi làm móng.
Theo Giáo sư Lee Gray, sáng chế của Otis Tufts đã mở ra cho chúng ta khái niệm về thang máy hiện đại.
Otis Tufts qua đời năm 1869, thọ 65 tuổi.
Công ty thang máy Otis, hiện thuộc sở hữu của con trai Elisha Otis, đã cài đặt hệ thống điều khiển đầu tiên tự động điều khiển tốc độ khác nhau của thang máy vào năm 1924. Hệ thống tự động kiểm soát gia tốc, tốc độ giữa các tầng và giảm tốc khi thang máy dừng lại. Thang máy Otis đã lắp đặt thang máy trong Tòa nhà Empire State mới hoàn thành, có khả năng di chuyển 1.200 feet mỗi phút (366 mét mỗi phút). Tòa nhà Empire State hiện có 73 thang máy. |