Tại sao xe đạp phát minh trong thế kỷ 19 luôn có bánh trước to hơn bánh sau?

Quay ngược thời gian trở lại thế kỷ 19, vào năm 1817-năm mà chiếc xe đạp đầu tiên trên thế giới ra đời bởi Nam tước người Đức - Baron von Drais. Chiếc xe khi ấy được gọi là cỗ máy đi bộ Laufmaschine với hai bánh bằng nhau và di chuyển dựa trên việc người điều khiển sẽ đẩy chân xuống đất ra phía sau, còn xe tiến về phía trước. Trong suốt 40 năm sau, hàng nghìn chiếc Laufmaschine được sản xuất, nhưng cỗ máy đi bộ này cũng gây ra hàng nghìn vụ tai nạn, đến nỗi nhiều nước đã ra lệnh cấm lưu hành Laufmaschine. Sau đó, những năm 1860, khắc phục những bất cập do chiếc xe “tự hành” bằng cách đẩy chân Laufmaschine, xe đạp Boneshaker với bàn đạp ra đời, mở đầu kỷ nguyên của những chiếc xe đạp có bánh trước to hơn bánh sau.

Cỗ máy đi bộ Laufmaschine ra đời năm 1817

Từ năm 1868, năm chiếc Boneshaker có bàn đạp xuất hiện cho đến tận gần 20 năm sau, đã có rất nhiều mẫu xe đạp được sáng tạo ra, nhưng điểm chung dễ nhận thấy nhất của các mẫu xe này là kích thước bánh trước to, thậm chí to hơn rất nhiều so với bánh sau. Vậy tại sao, xe đạp thế kỷ 19 lại có thiết kế bánh xe kỳ lạ đến vậy?

Điều gì khiến cho những chiếc xe đạp thế kỷ 19 có thiết kế bánh trước to hơn bánh sau?

Cùng nhìn lại những thiết kế tiêu biểu trong lịch sử phát triển của xe đạp thế kỷ 19, bắt đầu từ năm 1868, khi chiếc Boneshaker với thiết kế bánh trước to hơn bánh sau đầu tiên xuất hiện, cũng là chiếc xe tiên phong trong thiết kế bàn đạp lắp trực tiếp vào trục bánh xe trước. Tiếp đó năm 1870, xe đạp bánh cao "Ariel" xuất hiện với nhiều cải tiến hơn chiếc Boneshaker. Năm 1878-1879 là thời kỳ hoàng kim của concept này, với chiếc Kangaroo (do Otto và Wallace thiết kế).

Xe đạp Boneshaker tại Châu Âu vào những năm 1868

Có thể thấy, việc leo lên yên xe và điều khiển chiếc xe Kangaroo của thế kỷ 19 khó khăn hơn rất nhiều so với chiếc xe đạp bây giờ. Tại sao các nhà sản xuất xe đạp thời kỳ đó lại ưa chuộng concept nhiều rủi ro đến vậy, đó là bởi điều kiện đường sá, cũng như trình độ kỹ thuật công nghệ thế kỷ 19 không được cao như hiện nay.

Xe đạp bánh cao "Ariel" xuất hiện năm 1870

Chiếc xe Kangaroo do Otto và Wallace thiết kế năm 1878

Bánh xe trước to hơn bánh sau giúp chiếc xe đi nhanh hơn.

Boneshaker (1868) và Ariel (1870) đều sở hữu bàn đạp được lắp trực tiếp vào trục bánh trước. Sang đến Kangaroo (1878), Otto và Wallace đã lắp thêm xích tại bàn đạp, nhưng bàn đạp cũng được thiết kế ở bánh trước, chứ không ở vị trí giữa 2 bánh như xe đạp ngày nay. Chính vì thế, bánh xe đạp trước được sản xuất với kích cỡ lớn (thậm chí rất lớn) so với bánh sau, để với một vòng đạp, bánh xe to phía trước sẽ di chuyển được quãng đường lớn hơn, giúp người điều khiển xe đi nhanh hơn mà không tốn quá nhiều sức.

Bánh xe trước to hơn bánh sau giúp chiếc xe đi nhanh hơn

Giúp cho xe di chuyển mượt mà hơn trong điều kiện đường sá giao thông chưa phát triển

Giao thông thế kỷ 19 chưa phát triển như bây giờ, đường sá chưa bằng phẳng và nhiều ổ gà. Các nhà sản xuất cho rằng, bánh xe trước có đường kính lớn hơn giúp kiểm soát và xử lý tốt hơn trên các con đường có bề mặt gồ ghề, không trải nhựa. Những chiếc Boneshaker (1868) và Ariel (1870) và Kangaroo (1878) của thế kỷ 19 đều có bánh xe trước to, bàn đạp ở bánh trước, và phần yên xe cũng ở ngay phía trên hoặc vị trí gần bánh trước, khiến trọng lượng xe đổ dồn về đằng trước nhiều hơn là phía sau như xe đạp bây giờ. Các nhà thiết kế xe đạp thế kỷ 19 tin rằng, bánh xe đạp to phía trước sẽ va chạm tốt hơn so với bánh xe nhỏ. Người điều khiển xe khi đưa được bánh trước to vượt qua được các đoạn gồ ghề, ổ gà, thì sẽ tránh được tình huống bánh sau gặp sự cố tương tự với vị trí đó, như bị sa lầy, hoặc kẹt cứng, khiến xe không đi được.

Bánh trước to hơn bánh sau giúp cho xe di chuyển mượt mà hơn

Giúp xe giữ thăng bằng tốt hơn

Cỗ máy đi bộ Laufmaschine 1817 từng gây ra cơn ác mộng tại đường phố nhiều nước phương Tây đến nỗi bị cấm sản xuất, mặc dù nó tồn tại đến 40 năm. Điều đáng chú ý, Laufmaschine 1817 là chiếc xe đạp có 2 bánh bằng nhau, và khuyết điểm của nó là khó giữ thăng bằng khi điều khiển. Sau khi Laufmaschine 1817 chính thức bị cấm lưu hành, các nhà sản xuất xe đạp đã chú ý hơn đến vấn đề an toàn khi lưu thông, chứ không chỉ mỗi khả năng di chuyển.

Vào những năm 1890, việc phát triển hệ truyền động xích với bánh xích lớn ở phía trước và một bánh nhỏ hơn ở phía sau cho phép chiếc xe đạp trở nên an toàn hơn. Bên cạnh đó, sự ra đời của lốp cùng kích thước bánh phía trước lớn hơn bánh phía sau, kết hợp độ cao giữa yên xe và mặt đất được hạ thấp hơn nhiều chính là công thức tạo ra chiếc xe an toàn của người Viking thời điểm đó.

Bánh trước to hơn bánh sau giúp xe giữ thăng bằng tốt hơn

Giảm tác động của mặt đường lên người điểu khiển xe khi chưa có hệ thống giảm xóc

Những chiếc xe đạp đầu tiên của thế kỷ 19 được chế tạo không hề có cơ chế giảm xóc, giảm chấn cho người điều khiển xe. Do đó khi vận hành xe, trên các loại đường địa hình gồ ghề thì toàn bộ sự va đập, lập bập của bánh với đường sẽ tác động lên chính cơ thể của người điều khiển, nhất là khi bánh xe lại sử dụng bánh gỗ không có độ đàn hồi như Boneshaker (1868) và Ariel (1870). Để giảm sự ảnh hưởng của mặt đường với bánh xe tác động lên người ngồi trên xe, bánh xe trước được thiết kế to hơn bánh sau. Ngoài ra các nhà sản xuất đã nghiên cứu và cải tiến bánh xe bằng bọc vải.v..v.. sau cùng với sự phát triển của công nghệ từng thời kỳ họ tiến tới bánh cao su. Nhưng điều này cũng không làm triệt tiêu hoàn toàn những tác động về mặt cơ học lên con người. Cuối cùng, chiếc xe đạp của thế kỷ 20 đã giải quyết được điều này bằng hệ thống giảm xóc cho đến ngày nay.

Xe đạp Boneshaker tại Châu Âu vào những năm 1868

Rõ ràng, với một chiếc xe đạp có bánh trước quá to, chỗ ngồi của người điều khiển xe sẽ ở trên cao và tiềm ẩn nguy hiểm trong các tình huống như bánh trước vấp phải một hòn đá hoặc đang di chuyển xuống một con dốc, chiếc xe có thể bổ nhào về phía trước gây tai nạn nghiêm trọng. Nhưng rõ ràng, với trình độ kỹ thuật hạn chế thời kỳ đó, cùng với hệ thống đường sá chưa phát triển, thiết kế bánh trước to hơn bánh sau đã phát huy một số ưu điểm nhất định của nó. Cho đến nay, những chiếc xe đạp thế kỷ 19 đã tạo nên một nét văn hóa, ghi lại một giai đoạn lịch sử không thể nào quên, và là nền tảng để phát triển hoàn thiện chiếc xe đạp gọn nhẹ, dễ sử dụng, an toàn như bây giờ. Hiện tại, xe đạp vẫn luôn được cải tiến song song với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật để đáp ứng các yêu cầu ngày càng khắt khe hơn.