ปืนฉีดน้ำพลังลมอัดของลอนนี จอห์นสัน เปลี่ยนตลาดความเปียก (ตอนที่ 1)
เมื่อเข้าสู่สภาวะสงกรานต์ อุปกรณ์ประจำกายที่ขาดไม่ได้ของนักรบพลังน้ำทั้งรุ่นเยาว์และรุ่นใหญ่ ก็ต้องเป็นปืนฉีดน้ำ คน Gen X ขึ้นไปคงจำได้ว่าสิ่งที่เทศกาลเล่นน้ำสมัยตนเองเด็กๆไม่มี นอกจากบรรยากาศแบบถนนข้าวสารแล้ว อีกอย่างคือ ปืนฉีดน้ำแรงดันสูงราคาไม่แพง แบบที่มีให้เลือกมากมายสมัยนี้นั่นเอง “ปืนฉีดน้ำแบบอัดแรง” จึงเป็นสิ่งประดิษฐ์อีกอย่างที่เกิดขึ้นมาไม่นานมากนัก แต่ได้เข้าสู่ทำเนียบของเล่นยอดนิยมตลอดกาลอีกชิ้นหนึ่งไปแล้ว
ผลิตภัณฑ์ในชื่อ Super Soaker กำเนิดขึ้นเมื่อ 32 ปีก่อน ถึงวันนี้ขายไปแล้วกว่า 250 ล้านกระบอก ครองตำแหน่ง “ปืน” ที่ขายดีที่สุดในประวัติศาสตร์ แซงหน้า อาก้า (AK-47) อาวุธปืนของสหภาพโซเวียต ที่ผลิตออกมาราว 175 ล้านกระบอก
แต่มิใช่ปืนที่เป็นอาวุธแต่อย่างใด
เพราะ Super Soaker คือแบรนด์ปืนฉีดน้ำแบบอัดแรง (pressurized water blaster) ที่ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยลอนนี จอห์นสัน วิศวกรผิวดำแห่งนาซา ในยุค 1980
(ขอเรียกรวมๆว่า ปืนฉีดน้ำแบบอัดแรง ซึ่งปัจจุบันมีทั้งรุ่นที่ใช้พลังลมอัด และรุ่นที่ใช้การอัดน้ำโดยตรงไม่ผ่านลม และปืนฉีดน้ำแรงดันสูงก็ไม่มีมาตรฐานแน่ชัดว่าแค่ไหนสูง)
ลอนนี จอห์นสัน ในปี 2012 กับ ต้นแบบปืนฉีดน้ำ และ Super Soaker 50 รุ่นแรก
ตามตำนานที่เล่ากันย่อๆ ของ Super Soaker ที่ว่า "วิศวกรนาซาทำน้ำรั่วในห้องน้ำโดยบังเอิญ แล้วก็ปิ๊งไอเดียกลายเป็นของเล่นขายดีทันที" ความเป็นจริงมิได้ง่ายดายอย่างนั้นเลย
ความเป็นมาของสิ่งประดิษฐ์ที่พลิกโฉมหน้าตลาดของเล่น จากประกายความคิดสู่สินค้ายอดนิยม มิใช่เกิดขึ้นในข้ามคืน แต่เป็นเส้นทางที่ยาวนานและยอกย้อน อาศัยการเรียนรู้จากความผิดพลาด และความมุ่งมั่นตั้งใจอย่างไม่ย่อท้อต่ออุปสรรค ของนักประดิษฐ์ผู้มีความเป็นมาไม่เหมือนใคร
"นักประดิษฐ์พึงพยายามไปจนสำเร็จประโยชน์"
เรื่องราวของลอนนี จอร์จ จอห์นสัน (1949- ) นักประดิษฐ์ผิวดำผู้สร้าง Super Soaker เกิดขึ้นที่รัฐแอลาบามา ศูนย์กลางแห่งการแบ่งแยกสีผิวในอดีต ลอนนีเป็นบุตรของทหารผ่านศึกสงครามโลกซึ่งทำงานขับรถและเป็นช่างในฐานทัพอากาศ มีพี่น้องหกคน
ในวัยเด็ก ลอนนีน้อย ชอบแกะของเล่นออกมาดูการทำงาน นอกจากแกะของตัวเองแล้วยังชอบแกะของคนอื่นๆด้วย หนูน้อยลอนนีไม่มีของเล่นมากนัก จึงต้องทำขึ้นเอง รวมทั้งการเอาเครื่องตัดหญ้ามาทำรถโกคาร์ท ซึ่งพ่อของเขาก็ไม่ได้ว่าอะไร แถมยังช่วยแนะนำ
ลอนนี จอห์นสัน กับสิทธิบัตร US5074437 และ Super Soaker 200 (คนละรุ่นกับที่ได้สิทธิบัตร)
ลอนนีได้แรงบันดาลใจจากเรื่องราวของนักการเกษตรผิวดำ จอร์จ วอชิงตัน คาร์เวอร์ เจ้าของสิทธิบัตรสูตรอาหารหลายอย่าง จึงอยากเป็นนักประดิษฐ์บ้าง เขายังชื่นชอบประธานาธิบดีเคนเนดี เมื่อเคนเนดีประกาศโครงการส่งมนุษย์ไปดวงจันทร์ เขาจึงอยากเรียนวิศวกรรมเพื่อมีส่วนร่วมในโครงการ
ลอนนี จอห์นสันลองผสมเชื้อเพลิงจรวดเองที่บ้านจากการศึกษาด้วยตัวเอง แต่เกิดเรื่องขึ้น เมื่อเจ้าน้องชายดันเอาไปเล่นกับเพื่อนที่โรงเรียนแล้วเกิดระเบิด เขาต้องถูกตำรวจจับไปกับน้องด้วยเพราะนึกว่าจะมาระเบิดโรงเรียน โชคดีที่ครูเข้าใจและให้อภัย
ภาพประกอบจากหนังสือ “Whoosh!: Lonnie Johnson's Super-Soaking Stream of Invention”
เมื่อเรียนมัธยมปลายปีสุดท้าย จอห์นสันทำโครงงานหุ่นยนต์เคลื่อนไหวด้วยลมอัด (pneumatic) สร้างขึ้นจากเศษวัสดุเก่า รวมทั้งชิ้นส่วนที่งัดมาจากของเล่นของน้องสาว (ข้อดีของการมีพี่น้องหลายคน) ส่งเข้าประกวดที่มหาวิทยาลัยแอลาบามา ในฐานะตัวแทนโรงเรียนคนผิวดำเพียงแห่งเดียว และได้รางวัลชนะเลิศ
ณ สถานที่เดียวกันนี้ เพียงไม่กี่ปีก่อนหน้านั้น ผู้ว่าการรัฐแอลาบามา จอร์จ วอลเลซ เคยมายืนขวางประตูมหาวิทยาลัย ที่เคยสงวนไว้สำหรับคนผิวขาวล้วนไม่ให้คนผิวดำเข้าเรียน ก่อนที่จะถูกนำตัวออกไปตามคำสั่งของรัฐบาลกลาง รางวัลนี้จึงสร้างความเชื่อมั่นให้เขามาก
อย่างไรก็ตามแม้จะชนะเลิศในงาน science fair อย่าว่าแต่ทุนการศึกษา ไม่มีใครในมหาวิทยาลัยเลยที่ชวนให้เขามาเรียน ก็ไม่เป็นไรเรียนที่อื่นก็ได้สบายใจกว่า
จอห์นสัน กับหุ่นยนต์ “Linex” ที่ได้รับรางวัลชนะเลิศปี 1968
ลอนนี จอห์นสันเข้าเรียนวิศวกรรมเครื่องกลที่มหาวิทยาลัยทัสคีกี รัฐแอลาบามา ซึ่งจัดตั้งขึ้นสำหรับคนผิวดำ ด้วยทุนของกองทัพสหรัฐ ตามโครงการฝึกนายทหารสำรอง (ROTC) เนื่องจากขณะนั้นยังมีการเกณฑ์ทหารไปรบในเวียดนามอยู่ เขาสมัครเข้าร่วมเพื่อที่ว่าหากต้องไปรบก็จะไปในฐานะนายทหารดีกว่าต้องถูกเกณฑ์
ช่วงที่เรียนมหาวิทยาลัย มีความเคลื่อนไหวทางการเมืองในอเมริกาอย่างเข้มข้น แต่จอห์นสันไม่มีส่วนร่วมอะไรมากนัก เขามีเป้าหมายอื่นในใจอยู่แล้ว เขาจบปริญญาตรีปี 1973 (ซึ่งยกเลิกการเกณฑ์ทหารพอดี) และปริญญาโททางวิศวกรรมนิวเคลียร์ในปี 1975 ซึ่งสงครามเวียดนามยุติลง
เมื่อเรียนจบเขาไปทำงานกับกองทัพอากาศ ได้รับมอบหมายงานด้านพลังงานนิวเคลียร์ และโครงการอวกาศทางทหาร เขาได้รับสิทธิบัตรฉบับแรกในช่วงนี้ (US4143267) เกี่ยวกับการอ่านข้อมูลดิจิทอลด้วยแสง ซึ่งสามารถพัฒนาต่อเป็นแผ่นซีดีได้ แต่ขณะนั้นจอห์นสันยังไม่เห็นถึงศักยภาพดังกล่าว เขาคิดเพียงว่าจดทะเบียนเผื่อไว้ ใครมาเห็นเข้าคงติดต่อมาเอง ซึ่งไม่มีเลย จึงพลาดโอกาสไป
ลอนนี่กับเพื่อนร่วมงานที่ NASA JPL
ในปี 1979 จอห์นสันในวัย 30 ได้งานใหม่กับองค์การนาซา ที่ JPL (Jet Propulsion Laboratory) รับผิดชอบพัฒนาระบบยานกาลิเลโอ เพื่อการสำรวจดาวพฤหัส และโครงการอวกาศอื่นๆตามความฝันแต่วัยรุ่น แต่ก็อยู่กับนาซาครั้งแรกนี้เพียงสามปี
จอห์นสันกลับไปกองทัพอากาศอีกครั้งในปี 1982 รับผิดชอบโครงการพัฒนาเครื่องบินทิ้งระเบิดล่องหน จนได้ติดยศนายเรืออากาศเอก หลังจากนั้นก็ย้ายกลับมา JPL อีกรอบในปี 1987 คราวนี้รับผิดชอบยานแคสสินี สำรวจดาวเสาร์ จนถึงปี 1991 เมื่อเขาขายสิทธิปืนฉีดน้ำและเปิดบริษัทของตัวเองได้แล้ว
(ยานกาลิเลโอถูกส่งขึ้นสู่อวกาศได้สำเร็จเมื่อปี 1989 และเข้าสู่วงโคจรดาวพฤหัสในปี 1995 ส่วนยานแคสสินีส่งขึ้นอวกาศปี 1997)
ตั้งแต่ทำงานกับนาซาครั้งแรก จอห์นสันเริ่มมีแผนการอยากสร้างสิ่งประดิษฐ์ที่ขายได้และมีธุรกิจของตัวเอง ในตอนนั้น สตีฟ จอบส์ และบิล เกตส์ ที่อายุน้อยกว่าเขาก็เริ่มมีชื่อเสียงแล้ว ในระหว่างนี้เองที่เขาได้ริเริ่มโครงการฮีทปัมป์แบบใหม่ที่ใช้น้ำแทนฟรีออน ซึ่งเป็นงานวิจัยส่วนตัวไม่เกี่ยวกับ JPL
ภาพจากสิทธิบัตรฮีทปัมป์ของจอห์นสันปี 1988
ฮีทปัมป์ (heat pump) ก็คือศัพท์ทางวิชาการของเครื่องทำความเย็น ที่สามารถใช้ประโยชน์ได้ทั้งสองทางคือ ใช้ด้านทำความเย็น หรือใช้ด้านทำความอบอุ่นจากความร้อนที่ถูกระบายออกก็ได้ ปกติก็ใช้สารความเย็นเช่นฟรีออนเหมือนเครื่องปรับอากาศทั่วไป
แต่จอห์นสันมองการณ์ไกลเรื่องผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของฟรีออน ซึ่งในสมัยนั้นยังใช้สาร CFC ซึ่งทำลายชั้นโอโซนอยู่ จึงคิดการทำงานแบบใหม่ ที่ใช้การขยายตัวของน้ำที่ถูกพ่นเป็นฝอยละอองแทน
ฮีทปัมป์ของจอห์นสัน แทนที่ชิ้นส่วนเคลื่อนที่ของคอมเพรสเซอร์ด้วย ejector jet pump ส่วนประกอบหมายเลข 7 ในภาพบน คือหัวฉีด (nozzle) ของ jet pump ที่ทำหน้าที่ขับเคลื่อนระบบด้วยลำน้ำความเร็วสูง สิ่งประดิษฐ์นี้ได้รับสิทธิบัตรสหรัฐ 4724683 เมื่อปี 1988 ในชื่อ “Johnson Tube, A Thermodynamic Heat Pump” แต่ยังไม่มีการนำไปใช้งานจริง
วันหนึ่งในปี 1982 จอห์นสันนำหัวฉีดที่สร้างขึ้นไปทดสอบในห้องน้ำที่บ้าน น้ำจากหัวฉีดพุ่งแรงจนเขาประหลาดใจ ประสบการณ์ที่เคยทำของเล่นเองในวัยเด็กแวบขึ้นมาทันที “สิ่งนี้ใช้เป็นปืนฉีดน้ำได้สิ”
ภาพประกอบจากหนังสือ “Whoosh!: Lonnie Johnson's Super-Soaking Stream of Invention”
หากจอห์นสันเพียงแต่ออกแบบระบบฮีทปัมป์แล้วให้ผู้อื่นผลิตให้ เขาก็คงไม่อาจสัมผัสความรู้สึกถึงรายละเอียดเล็กๆน้อยๆ ที่สร้างความเป็นไปได้สู่การประดิษฐ์อื่นๆเหมือนกับการลงมือทำเอง
และหากไม่มีเป้าหมายลึกๆในใจอยู่แล้วว่ากำลังมองหาสิ่งประดิษฐ์ใหม่ ก็คงยึดติดอยู่แต่เพียงเป้าหมายหลัก ไม่เปิดกว้างรับสถานการณ์ที่ผ่านเข้ามาโดยไม่ได้คาดหมาย เมื่อเหตุบังเอิญเกิดขึ้นคงจะปล่อยให้ผ่านเลยไป ไม่สามารถจุดประกายความคิดขึ้นได้
แต่ไม่ใช่สำหรับลอนนี จอห์นสัน ผู้ซึ่งเตรียมพร้อมรับเหตุไม่คาดคิด และเปลี่ยนประสบการณ์ทุกชนิด ให้เป็นไอเดียสิ่งประดิษฐ์ใหม่เมื่อจังหวะนั้นมาถึง
จอห์นสันหันมาสนใจการพัฒนาปืนฉีดน้ำอย่างจริงจัง ขณะนั้นเขามีเพียงแนวคิดคร่าวๆว่า ธุรกิจของเล่นเป็นสิ่งที่คนทั่วไปเข้าถึงได้ และนำสินค้าออกสู่ตลาดได้ง่ายกว่าสิ่งประดิษฐ์ทางวิศวกรรมขั้นสูงเช่นฮีทปัมป์ที่เขากำลังพัฒนาอยู่ ปืนฉีดน้ำที่มีในตลาดยุค 1980 เป็นของเล่นที่ขาดการพัฒนามานาน และมีช่องว่างให้ปรับปรุงได้อีกมาก คือ blue ocean ที่ท้าทายเขาในตอนนั้น
ปืนฉีดน้ำทำจากแผ่นเหล็กอัดขึ้นรูป ยุค 1920-1950 ฉีดได้สามครั้งต้องเอาไปเติมน้ำใหม่
ส่วนสำคัญของนวัตกรรมใหม่คือการมองเห็นปัญหาในสิ่งที่คนอื่นเห็นว่าเป็นเรื่องธรรมดาสามัญ เมื่อเขาได้เป้าหมายใหม่ เขาจึงได้หันมาวิเคราะห์ของเล่นโบราณที่ถูกลืมนี้ ในฐานะอุปกรณ์ทางวิศวกรรมอย่างจริงจัง
"ไดโนเสาร์ตื่นจากหลับ"
ทุกวันนี้ ปืนฉีดน้ำมีให้เลือกทุกรูปร่าง ทุกสี ทุกขนาด เลือกกำลังแรงได้ มีแม้กระทั่งระบบไฟฟ้าที่มีปัมป์น้ำในตัว แต่เมื่อสามสิบกว่าปีก่อนนี้เองมีแต่ปืนฉีดน้ำแบบธรรมดา กำลังส่งน้ำมาจากแรงบีบด้วยมือ ซึ่งฉีดไปได้ไม่ไกล
ทหารอังกฤษเผชิญภัยสงกรานต์ในมัณฑะเลย์ ปี 1888
ปืนฉีดน้ำแต่เดิม แรงดันน้ำเกิดจากการกดน้ำที่บรรจุในกระบอกเหมือนหลอดฉีดยาหรือกระเปาะยาง (เหมือนในรูป ปี 1888) การออกแรงกดต่อมวลน้ำโดยตรงสร้างแรงดันได้น้อย จึงต้องฉีดระยะประชิดเท่านั้น และยังบรรจุน้ำได้น้อยไม่สามารถฉีดน้ำออกมาอย่างต่อเนื่องได้
ปืนฉีดน้ำอีกประเภทหนึ่งที่นิยมก่อนยุค 1990 คือแบบพลาสติกที่เหมือนปืนจริงๆ เรียกว่า trigger pump ทำงานคล้ายกับสเปรย์ฉีดกระจกหรือ foggy
ปืนฉีดน้ำยุค 1980 ใช้นิ้วกดปัมป์ตรง A และเติมน้ำทางช่อง H https://www.mathdunk.org/supersoaker
การทำงานของ trigger pump นี้ เริ่มจากการล่อน้ำ (priming)โดยการกดไก (trigger) A เพื่อไล่อากาศออกทางเช็ควาล์วตัวบน เมื่อปล่อยไกจะเกิดสุญญากาศขึ้นในช่องกระบอกสูบ D น้ำจะเข้าไปเติมแทนทางเช็ควาล์วตัวล่าง ต้องกดไกหลายๆครั้งเพื่อให้น้ำที่เก็บในตัวเรือน เข้ามาเติมเต็มกระบอกสูบ เวลาจะฉีดก็กดไกเพื่อปัมป์น้ำให้ฉีดออกทางหัวฉีด ไกจึงทำหน้าที่เป็นปัมป์สร้างแรงดันไปด้วย ถ้าอยากฉีดไกลก็ต้องใช้แรงมาก
หากนำการทำงานของปืนฉีดน้ำมาแยกองค์ประกอบ จะเห็นว่าในตัวอุปกรณ์เดียว มีหลายหน้าที่ด้วยกัน
1. ส่วนเก็บน้ำ (reservoir) ซึ่งควรต้องใหญ่เพื่อเก็บน้ำให้ได้มาก
2. ส่วนสร้างความดัน (pressure chamber) ซึ่งควรสร้างความดันให้ได้มากเพื่อให้ฉีดได้ไกล
3. ส่วนไก (trigger) เพื่อควบคุมการปล่อยน้ำ ซึ่งไม่ควรต้องออกแรงมาก
สาเหตุที่ปืนยุคโบราณมีสมรรถนะจำกัดเพราะเอาหน้าที่ทั้งหมดมารวมกัน ทำให้ขัดแย้งกันเอง ต้องออกแรงมากแต่ฉีดได้ไม่ไกลและน้ำหมดเร็ว trigger pump พัฒนาขึ้นมานิด โดยการแยกส่วนเก็บน้ำออกไป แต่ยังต้องสร้างแรงดันด้วยการกดไก ซึ่งคุณลักษณะของสองหน้าที่นี้ขัดแย้งกัน
สูบลม + ปืนฉีดน้ำ = ปืนฉีดน้ำพลังลมอัด
ลอนนี จอห์นสัน เห็นว่าจะดีกว่า หากแยกส่วนสร้างความดันออกจากวิธีการกดมวลน้ำโดยตรงระหว่างฉีด และคิดวิธีใช้ลมอัดเข้าไปสร้างความดันให้น้ำไว้ก่อนแทน เหมือนกับการต่อเครื่องสูบลมจักรยานเข้าไปในปืนฉีดน้ำ ซึ่งจะทำให้สร้างแรงดันเพิ่มขึ้นได้มาก และใช้แรงกดไกน้อยลง แบบเดียวกับจรวดขวดน้ำเพียงแต่ใช้ประโยชน์จากน้ำที่ฉีดออกมาแทน
ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่คนคิดเรื่องนี้ได้ จะเป็นลอนนี ผู้สร้างของเล่นเองและสนใจจรวดตั้งแต่เด็ก สมัยมัธยมสร้างหุ่นยนต์ที่ใช้แรงลมอัด และงานอดิเรกของเขาคือวิจัย jet pump เขาจึงนำสองสิ่งมาหลอมรวมกันเป็นปืนฉีดน้ำระบบลมอัดได้ไม่ยากนัก
"Divide and Combine"
ปืนฉีดน้ำที่เพิ่มแรงดันน้ำด้วยลมอัด มีปรากฏในสิทธิบัตร US2589977 ตั้งแต่ปี 1949 โดยแจ็ค สเทลเซอร์ในการประดิษฐ์นี้กระบอกใส่น้ำ (กรอบสีเหลือง) จะอยู่ติดกับคันชักสูบลม ซึ่งติดอยู่บนลำกล้องปืน มีรูปร่างออกไปทางปืนไรเฟิลโบราณ เมื่อชักลำกล้องลมก็จะถูกอัดเข้าไปในกระบอกเพื่อเพิ่มแรงดันน้ำ ไกปืนทำหน้าที่เพียงเปิดช่องให้น้ำในกระบอกถูกฉีดออกมา ไม่พบว่ามีการผลิตออกขายในตลาด สิ่งที่มีการใช้งานจริงกลับเป็นอุปกรณ์พ่นยาฆ่าแมลงแบบใช้ลมอัด ทั้งที่ใช้หลักการเดียวกัน
สิทธิบัตร US2589977 ของ แจ็ค สเทลเซอร์ ปี 1949
ปืนฉีดน้ำแรงดันลมรุ่นแรกๆ ที่มีขาย คือ Cosmic Liquidator ออกจำหน่ายในปี 1977 (สิทธิบัตร US 4,214,674 ได้รับในปี 1980) การออกแบบได้แรงบันดาลใจจากจรวดขวดน้ำ มีการแยกส่วนปัมป์สูบลมออกมาคาดไว้ที่เอว และต่อสายยางไปยังปืน เป็นรุ่นแรกที่มีไกปืนทำหน้าที่แยกจากส่วนสร้างแรงดัน และออกแบบแนวอวกาศตามแฟชันสตาร์วอร์ส ในขณะนั้น
สินค้ากลับไม่ได้รับความนิยม สื่อวิจารณ์ว่าราคา 6 ดอลลาร์แพงเกินไปกว่าปืนฉีดน้ำธรรมดากระบอกละ 4 ดอลลาร์ แต่มองข้ามความไม่สะดวกในการพกพาและสมรรถนะที่ยังไม่ดีสมราคา
Cosmic Liquidator 1977
ลอนนี จอห์นสันได้ศึกษาบทเรียนจากผลงานของคนอื่นๆเป็นอย่างดี เขายังยึดคอนเซ็พท์ปืนแนวอวกาศ แต่ได้นำส่วนปัมป์สูบลมมารวมไว้บนกระบอกปืน คล้ายกับของสเทลเซอร์ แต่นำกระบอกน้ำแยกออกไปไว้ข้างบนทำให้การชักสูบลมเบาขึ้น
นอกจากนี้เขาอาจจะนำรูปแบบปืนจาก storm troopers สตาร์วอร์สมาใช้ โดยทำส่วนสูบสมให้เป็นเหมือนไรเฟิลกระบอกคู่ กระบอกบนเป็นไกด์นำทาง กระบอกล่างทำหน้าที่สูบลม
เมื่อย้ายมาอยู่กับกองทัพอากาศรอบสอง เขาใช้เวลาว่างสร้างต้นแบบจากวัสดุที่หาได้ทั่วไป เช่น ท่อพีวีซี ขวดน้ำอัดลม จนได้รูปแบบที่ลงตัว อัดลมได้ง่าย ฉีดน้ำได้ไกล เขาให้ลูกสาวเจ็ดขวบลองเล่นแล้ว ได้ผลตอบรับที่ดี แต่เมื่อติดต่อบริษัทผู้ผลิตของเล่นรายใหญ่ ยังไม่มีใครสนใจ
ต้นแบบปืนฉีดน้ำแรงดันลมรุ่นแรก ของลอนนี จอห์นสัน
ขณะที่กลับมาเป็นวิศวกรทหารอากาศรอบสอง จอห์นสัน ได้รับสิทธิบัตรปืนฉีดน้ำพลังลมอัดฉบับแรก ปี 1986 ในชื่อ “Squirt gun” มีสูบลมติดอยู่บนลำกล้องปืนแบบคู่
เมื่อชักสูบลมออก (มือจับสีเขียวในรูป) อากาศจากภายนอกจะไหลผ่านซีลเข้าไปในกระบอกสูบลม พอชักสูบลมเข้าหาตัว อากาศในกระบอกสูบลม (ซึ่งถูกกักไว้ไม่ให้ไหลออกเพราะตอนนี้ซีลถูกบานออกไปแนบกับผนังสูบลม) จะถูกอัดผ่านวาล์วกันกลับเข้าไปในตัวเรือนปืนฉีดน้ำ ซึ่งทำหน้าที่เป็นถังเก็บน้ำด้วย
ทำให้น้ำในถังเก็บถูกอัดตัวจนมีความดันสูงขึ้นเรื่อยๆ โดยอากาศจากสูบลมที่ลอยขึ้นไปอยู่ด้านบนของถังเก็บ
สิทธิบัตร US4,591,071 “Squirt gun” 1986
เวลาฉีด เพียงแต่กดไกปืน (สีแดง) ซึ่งทำหน้าที่เป็นวาล์วน้ำเบาๆ ก็จะเปิดช่องทางการไหลให้น้ำแรงดันสูงฉีดออกไปทางหัวฉีดได้ ความดันน้ำภายในจะเท่ากับความดันลม ซึ่งสูงพอๆกับการสูบลมยางรถ คือได้ถึงกว่า 30 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi) และปืนฉีดน้ำธรรมดาไม่สามารถทำได้
เมื่อความดันสูงขึ้น ความเร็วของน้ำที่ฉีดออกมา ที่ขึ้นอยู่กับรากที่สองของความดันก็จะสูงขึ้นตาม ทำให้ฉีดไปได้ไกลกว่าเดิมหลายเท่าตัว นอกจากนั้นตามสิทธิบัตรนี้ เขายังได้เพิ่มคุณสมบัติพิเศษเข้าไป (ถูกตัดออกเมื่อนำมาผลิตจริงเพื่อลดต้นทุน) คือ กังหันน้ำ (สีเหลือง) ที่เชื่อมต่อกับลูกสูบ (สีฟ้า) เพื่อสร้างการสั่นสะเทือนให้เหมือนปืนกล เมื่อกดไกฉีดน้ำแล้ว จะมีเสียงจากวงจรไฟฟ้าออกมาด้วย
แม้จะมีสิทธิบัตรและต้นแบบที่ใช้การได้แล้ว การผลิตจริงออกสู่ตลาดยังไม่เกิดขึ้น ตลอดเวลา 7 ปีนับแต่เกิดไอเดียขึ้นในห้องน้ำ จอห์นสันยังทำงานประจำ สลับไปมาระหว่างกองทัพกับนาซา ระหว่างนั้นเขาก็ซุ่มพัฒนาปืนฉีดน้ำ และสิ่งประดิษฐ์อื่นๆของเขาในเวลาว่าง และหาโอกาสเสนอขายกับผู้ประกอบการที่สนใจตลอดมา เขาเทียวไปเทียวมางานแสดงของเล่นนับครั้งไม่ถ้วน แม้จะถูกปฏิเสธครั้งแล้วครั้งเล่าก็ไม่ล้มเลิกความพยายาม
ขณะนั้นเขาเป็นวิศวกรอาวุโส มีงานที่มั่นคง อยู่ในวัย 40 มีครอบครัวที่ต้องเลี้ยงดู ตอนแรกเขาก็คิดผลิตขายเสียเองเลย แต่เป็นการลงทุนที่สูงเกินไป และเขาไม่มีความชำนาญทางธุรกิจ การขายสิทธิให้ผู้อื่นไปผลิตน่าจะเป็นทางเลือกที่ดีกว่า
แม้ว่าจะยังมีจุดบกพร่องอยู่บ้างดังจะอธิบายต่อไป แต่จอห์นสันเชื่อมั่นว่า ปืนฉีดน้ำแรงๆ ดีไซน์เฉียบแบบนี้ไม่เคยมีมาก่อน ทุกคนต้องอยากได้ ปืนฉีดน้ำลมอัดคือไดโนเสาร์ที่รอวันตื่นจากการหลับไหล ที่จะเปลี่ยนแปลงตลาดของเล่นความเปียกปอนไปตลอดกาล
(มีต่อตอนที่ 2)
ช่วงนี้พบกับการบรรยายของลอนนี จอห์นสัน
"Super Soaker was not an accident"
#ปืนฉีดน้ำ
#ลอนนี จอห์นสัน
#ประวัติศาสตร์สิ่งประดิษฐ์
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
