Що ж все-таки винайшов Кулібін?

17

Всі знають, що Кулібін — це великий російський винахідник, механік, інженер. Його прізвище давно стала в російській мові ім’ям прозивним. Але, як показав проведене нещодавно опитування, лише п’ять відсотків респондентів можуть назвати бодай один його винахід.
Що ж винайшов Іван Петрович Кулібін?

Іван Петрович, народився у слободі Подновье поблизу Нижнього Новгорода в 1735 році був надзвичайно талановитою людиною. Механіка, інженерна справа, часовий промисел, кораблебудування — все йшла на лад в умілих руках російської самоучки. Він мав успіх і був наближений до імператриці, але при цьому жоден з його проектів, здатних полегшити життя простим людям і сприяють прогресу, не був ні профінансовано належним чином, ні реалізований державою. Тоді як розважальні механізми — забавні автоматоны, палацові годинник, самохідки — фінансувалися з превеликою радістю.
Что же всё-таки изобрел Кулибин? Война и мир
Портрет Івана Кулібіна роботи Павла Веденецкого (1818 рік)

Водоходное судно
В кінці XVIII століття найпоширенішим способом підйому вантажів на судах проти течії був бурлацкий праця — важкий, але відносно недорогий. Існували й альтернативи: наприклад, машинні суду, що приводяться в рух волами. Пристрій машинного судна було наступним: воно мало два якоря, канати яких кріпилися на спеціальному валу. Один з якорів на шлюпці або по березі доставлявся вперед на 800-1000 м і закріплювався. Воли, які працюють на судні, обертали вал і накручували якірний канат, підтягуючи судно до якоря проти течії. В цей же час інша шлюпка везла вперед другий якір — так забезпечувалася безперервність руху.
Что же всё-таки изобрел Кулибин? Война и мир
Кулібіна прийшла в голову думка, як обійтися без волів. Його ідея полягала у використанні двох коліс з лопатями. Протягом, обертаючи колеса, передавало енергію на вал — якірний канат накручувався, і судно подтягивало себе до якоря, використовуючи енергію води. У процесі роботи Кулібіна постійно відволікали замовленнями на іграшки для царських нащадків, але він зумів вибити фінансування на виготовлення та встановлення своєї системи на невелике судно. У 1782 році воно, навантажене майже 65 т (!) піску, показав себе надійним і значно швидшим, ніж корабель на волової або бурлацьке тязі.
В 1804 році в Нижньому Новгороді Кулібін побудував другий водоход, який був удвічі швидше бурлацьких розшив. Тим не менш департамент водних комунікацій при Олександрі I відкинув ідею і заборонив фінансування — водоходы так і не отримали поширення. Набагато пізніше в Європі і США з’явилися кабестаны — суду, які підтягували себе до якоря, використовуючи енергію парового двигуна.
Что же всё-таки изобрел Кулибин? Война и мир
Гвинтовий ліфт
Найбільш поширена ліфтова система на сьогоднішній день являє собою кабіну на лебідках. Лебедочные ліфти були створені задовго до патентів Отіса середини XIX століття — подібні конструкції діяли ще в Давньому Єгипті, приводилися в рух вони тягловими тваринами або рабською силою.В середині 1790-х років старіюча і разжиревшая Катерина II доручила Кулібіна розробити зручний паркінг для пересування між поверхами Зимового палацу. Вона неодмінно хотіла ліфт-крісло, і перед Кулібіним постала цікава технічна задача. До подібного ліфта, відкритого зверху, не можна було причепити лебідку, а якщо «підхоплювати» крісло лебідкою знизу, вона б доставила незручність пасажиру. Кулібін вирішив питання дотепно: підстава крісла кріпилося до довгої осі гвинта і рухалося по ньому подібно гайці. Катерина сідала на свій пересувний трон, слуга крутив ручку, обертання передавалося на вісь, і та піднімала крісло на галерею другого поверху. Гвинтовий ліфт Кулібіна був закінчений в 1793 році, а другий в історії подібний механізм Еліша Отіс побудував у Нью-Йорку лише в 1859-м. Після смерті Катерини ліфт використовувався придворними для розваг, а потім був закладений цеглою. На сьогоднішній день збереглися креслення і залишки підйомного механізму.
Теорія і практика мостобудування
З 1770-х аж до початку 1800-х Кулібін працював над створенням однопролетного стаціонарного моста через Неву. Він виготовив діючий макет, на якому розрахував зусилля і напруги в різних частинах мосту — при тому, що теорії мостобудування на той момент ще не існувало! Досвідченим шляхом Кулібін передбачив і сформулював ряд законів опору матеріалів, отримали підтвердження значно пізніше. Спершу винахідник розробляв міст на власні кошти, але на фінальний макет йому виділив грошей граф Потьомкін. Модель масштабом 1:10 досягала довжини в 30 м.
Всі розрахунки мосту були представлені Академії наук і перевірені знаменитим математиком Леонардом Ейлером. З’ясувалося, що розрахунки вірні, а випробування моделі показали, що міст має величезний запас міцності; його висота дозволяла вітрильним суднам проходити без будь-яких спеціальних операцій. Незважаючи на схвалення Академії, уряд так і не виділив коштів на будівництво мосту. Кулібін був нагороджений медаллю і одержав премію, до 1804 році третя модель остаточно згнила, а перший постійний міст через Неву (Благовіщенський) був побудований лише в 1850-м.
Что же всё-таки изобрел Кулибин? Война и мир
У 1810-х роках Кулібін займався розробкою залізних мостів. Перед нами проект трехарочного мосту через Неву з підвісною проїзною частиною (1814). Пізніше винахідник створив проект більш складного четырехарочного мосту.
У 1936 році був проведений експериментальний розрахунок кулибинского мосту сучасними методами, і з’ясувалося, що російська самоучка не зробив жодної помилки, хоча в його час більшість законів опору матеріалів були невідомі. Методика виготовлення моделі та її випробувань з метою силового розрахунку конструкції моста згодом одержала широке поширення, до неї в різний час незалежно приходили різні інженери. Також Кулібін першим запропонував використовувати в конструкції моста решітчасті ферми — за 30 років до запатентована цю систему американського архітектора Итиэля Тауна.
По мосту через Неву
Незважаючи на те, що жодне серйозне винахід Кулібіна так і не була оцінена по‑справжньому, йому пощастило значно більше, ніж багатьом іншим російським самоучкам, яких не допускали навіть на поріг Академії наук, або відправляли додому зі 100 рублями премії та рекомендацією більше не лізти не в свою справу.
Что же всё-таки изобрел Кулибин? Война и мир
Знаменитий однопрогоновий міст через Неву — як він міг би виглядати, якби був побудований. Його розрахунок Кулібін виконував на моделях, в тому числі в масштабі 1:10.
Самобеглая коляска та інші історії
Нерідко Кулібіна, крім дійсно винайдених ним конструкцій, приписують безліч інших, які він дійсно удосконалював, але не був першим. Наприклад, Кулібіна дуже часто приписують винахід педальній самокатки (прообразу веломобіля), в той час як таку систему створив на 40 років раніше інший російський інженер-самоучка, а Кулібін був другим. Розглянемо деякі з поширених помилок.
Что же всё-таки изобрел Кулибин? Война и мир
Самобеглая коляска Кулібіна відрізнялася складною системою приводу і вимагала від водія значних зусиль. Це був другий в історії веломобіль.
Отже, в 1791 році Кулібін побудував і представив Академії наук саморушний екіпаж, «самобеглую коляску», по суті була попередницею веломобіля. Вона була розрахована на одного пасажира, а в рух машину наводив слуга, що стоїть на запятках і по черзі давить на педалі. Самобеглая коляска деякий час служила атракціоном для знаті, а потім загубилася в історії; збереглися лише її креслення. Кулібін не був винахідником веломобіля — за 40 років до нього аналогічну по конструкції самобеглую коляску побудував в Петербурзі інший винахідник-самоучка Леонтій Шамшуренков (відомий зокрема, розробкою системи підйому Цар-дзвони, яка так і не була використана за призначенням). Конструкція Шамшуренкова була двомісним, у більш пізніх кресленнях винахідник планував побудувати самохідні сани з верстомером (прообразом спідометра), але, на жаль, не отримав належного фінансування. Як і самокатка Кулібіна, самокатка Шамшуренкова до наших днів не дійшла.
Что же всё-таки изобрел Кулибин? Война и мир
Знамениті годинник-яйце, спрацьовані Кулібіним в 1764-1767 роках і подаровані Катерині II на Великдень 1769 року. Багато в чому завдяки цьому подарунку Кулібін очолив майстерні при Петербурзької академії наук. Нині зберігаються в Ермітажі.
Протез ноги
На рубежі XVIII—XIX ст. еков Кулібін представив Санкт-Петербурзької Медико-хірургічної академії декілька проектів «механічних ніг» — досить досконалих по тим часам протезів нижніх кінцівок, здатних імітувати втрачену вище коліна (!) ногу. «Випробувачем» першого варіанту протеза, зробленого в 1791 році, став Сергій Васильович Непейцын — на той момент поручик, що втратив ногу при штурмі Очакова. Згодом Непейцын дослужився до генерал-майора і отримав у солдатів прізвисько » Залізна Нога; він вів повноцінне життя, і не всі здогадувалися, чому генерал трохи накульгує. Протез системи Кулібіна, незважаючи на сприятливі відгуки петербурзьких медиків на чолі з професором Іваном Федоровичем Бушем, був відкинутий військовим відомством, а серійне виробництво механічних протезів, що імітують форму ноги, пізніше почалося у Франції.
Что же всё-таки изобрел Кулибин? Война и мир
Прожектор
У 1779 році захоплювався оптичними приладами Кулібін представив петербурзькій публіці свій винахід — прожектор. Системи відображають дзеркал існували і до нього (зокрема, використовувалися на маяках), але конструкція Кулібіна була значно ближче до сучасного прожектору: одна-єдина свічка, відбиваючись від розміщених у увігнутою півсфері дзеркальних відбивачів, давала сильний і спрямований потік світла. «Чудовий ліхтар» був позитивно прийнятий Академією наук, розхвалений в пресі, схвалений імператрицею, але залишився лише розвагою і не був застосований для освітлення вулиць, як вважав Кулібін спочатку. Сам майстер згодом виготовив ряд прожекторів за індивідуальними замовленнями кораблевладельцев, а також зробив на базі цієї системи компактний ліхтар для карети — це принесло йому певний дохід. Майстри підвела відсутність захисту авторського права — каретні «кулібінські ліхтарі» почали масово робити інші майстри, що сильно знецінило винахід.
Что же всё-таки изобрел Кулибин? Война и мир
Ліхтар-прожектор, створений в 1779 році, так і залишився технічної дивиною. В побуті — в якості ліхтарів на екіпажах застосовувалися лише його зменшені версії.
Що ще зробив Кулібін?
— Налагодив роботу майстерень при Петербурзької академії наук, де займався виготовленням мікроскопів, барометрів, термометрів, підзорних труб, ваг, телескопів і безлічі інших лабораторних приладів. — Відремонтував планетарій Петербурзької академії наук. — Придумав оригінальну систему спуску кораблів на воду. — Створив перший в Росії оптичний телеграф (1794 рік), відправлений в Кунст-камеру як диковинку. — Розробив перший у Росії проект залізного мосту через Волгу). — Сконструював рядову сівалку, що забезпечує рівномірний посів (не була збудована). — Влаштовував фейєрверки, створював механічні іграшки і автоматоны для розваги знаті. — Відремонтував і самостійно зібрав безліч годинників різних компоновок — настінних, підлогових, баштових.
Вічний двигун
Про винаходи самого Івана Кулібіна написано чимало. Але біографи завжди намагалися обійти увагою його роботу над вічним двигуном, яка, здавалося, не фарбує геніального механіка.
Думка зайнятися винаходом диво-двигуна зародилася у Кулібіна на початку 70-х років XVIII століття, коли він служив механіком при Петербурзької академії наук. Досліди над вічним двигуном забирали у нього не тільки час і сили, але й чималі власні кошти, змушуючи влазити в борги.
В ті часи закон збереження енергії ще не був обґрунтований. Кулібін не мав солідного освіти, і йому, механіка-самоука, важко було розібратися в цьому непростому питанні. Люди, що оточували його, також не могли допомогти. Одні не вміли ясно пояснити його оману. Інші самі не були переконані в тому, що енергія з нічого не береться і нікуди не зникає. Нарешті, треті самі вірили, що вічний двигун можливий, і спонукали Кулібіна продовжувати пошуки.
До останніх належав, наприклад, відомий письменник і журналіст Павло Свіньїн. У своїй книзі про Кулібіна, виданої в 1819 році, через рік після смерті Івана Петровича, він, маючи на увазі кулибинский вічний двигун, писав: «Шкода, що не вдалося йому кінчити цього важливого винаходу. Може бути, він був би щасливішим своїх попередників, зупинялися на цьому камені спотикання; може бути, він довів, що вічний рух не є химера механіки…»
Дивно, але роботу Кулібіна щодо винаходу вічного двигуна підтримував навіть великий Леонард Ейлер.’ «Цікаво зауважити, — писав Свіньїн, — що Кулібін був заохочений до цього відкриття знаменитим математиком Ейлером, який на питання, якої він думки щодо вічного руху, відповідав, що шанує його існуючим у природі і думає, що воно обретется яким-небудь щасливим чином, подібно пророцтва, шанованим до того неможливими». І Кулібін завжди звертався до авторитету Ейлера, коли йому доводилося захищати ідею вічного двигуна від критиків.
В «Известиях» академії була надрукована стаття «Рада мріють про винахід вічного або нескінченного руху». В ній говорилося: «Изобресть безперервний рух зовсім неможливо… Ці даремні дослідження вкрай шкідливі тому найпаче (особливо), що від них багато сімейства розорилися і багато вправні механіки, які могли б надати суспільству своїм знанням великі послуги, втратили, досягаючи до вирішення цього завдання, весь свій маєток, час і праці».
Про те, чи читав цю статтю Кулібін, ніхто не знає. Відомо тільки, що незважаючи на думку Академії наук він з властивим йому завзяттям продовжував працювати над вічним двигуном з упевненістю, що навіть ця задача буде рано чи пізно вирішена.
Кулібін розробив цілий ряд моделей своєї машини. За основу він взяв стару ідею, відому ще з часів Леонардо да Вінчі, а саме: колесо з переміщаються усередині нього вантажами. Останні повинні були весь час займати положення, що порушує рівновагу, і викликати, здавалося б, невпинне обертання колеса.
За кордоном теж працювали над створенням вічного двигуна. Кулібін уважно стежив за цими роботами за які доходили до нього повідомленнями. А одного разу, у 1796 році, за наказом Катерини II, йому довелося навіть розглядати і оцінювати один з таких іноземних проектів. Це був вічний двигун німецького механіка Йоганна Фрідріха Гейнле.
Іван Петрович не тільки «з наивозможным ретельністю і старанністю» вивчив креслення і опис іноземного перпетуум-мобіле, але і зробив його модель. Вона складалася з двох схрещених трубок з хутром, наповненими рідиною. При обертанні такого хреста рідина по трубках перетікала б з одних хутра в інші. Рівновага, по думці винахідника, повинно було губитися, і вся система — приходити в вічний рух.
Модель двигуна Гейнле, звичайно, виявилася непрацездатною. Проводячи з нею досліди, Кулібін, як він писав, «не знайшов бажаного в тому успіху». Але це анітрохи не похитнуло його віру в сам принцип вічного руху.
Восени 1801 року Іван Петрович повернувся з Петербурга на батьківщину, в Нижній Новгород. Він і тут не залишив свої безуспішні пошуки вічного руху. Минуло багато часу, настав 1817 рік. І ось одного разу в столичній газеті «Русский инвалид» за 22 вересня Кулібін прочитав замітку, що прозвучала для нього подібно грому. У замітці повідомлялося, що якийсь механік Петера з Майнца «винайшов, нарешті, так званий вічний рух (perpetuum mobile), якого марно знаходили в продовження багатьох століть».
Что же всё-таки изобрел Кулибин? Война и мир
Далі описувався сам двигун, що мав вигляд колеса діаметром 8 футів і товщиною 2 фути: «Воно рухається власною силою і без всякої допомоги пружин, ртуті, вогню, електричної або гальванічної сили. Швидкість оного перевершує вероятие. Якщо прикріпити його до дорожньої кареті або колясці, то протягом 12 годин проїхати можна 100 французьких миль, піднімаючись притому самі круті гори».
Ця звістка (зрозуміло, помилкове) призвело старого винахідника неймовірне хвилювання. Йому здалося, що Петера присвоїв його ідеї, викрав його улюблене дітище, якому він, Кулібін, віддав багато років напруженої праці. З гарячковою поспішністю він почав звертатися до всіх, хто мав владу і вплив, в тому числі і до царя Олександра I.
Тоді відставлена була далеко в бік обережність, забута секретність. Тепер Кулібін відверто писав, що давно працює над створенням «машини вічного руху», що вже недалекий від вирішення цієї задачі, але йому потрібні кошти на продовження прикінцевих дослідів. У «просительных записках» він нагадував про своїх колишніх заслугах і висловлював бажання повернутися на службу до столиці, щоб зайнятися будівництвом залізного мосту через Неву, а головне, продовжити створення вічного двигуна.
Прохання Кулібіна про дозвіл повернутися в Петербург в делікатній формі була відхилена. Будівництво залізного мосту порахували занадто дорогим. Про вічному двигуні промовчали.
До останніх днів Івана Петровича не залишала дорога йому мрія про «машині вічного руху», мрія-тиран, як назвав її один з біографів Кулібіна. Хвороби все більше мучило його. Мучили задишка і «інші нездорове». Він тепер рідко виходив на вулицю. Але і в ліжку, в подушках, просив покласти поруч креслення «машини вічного руху». Навіть ночами, безсоння, винахідник знову і знову повертався до цієї фатальної машині, робив якісь виправлення в старих кресленнях, креслив нові.
Іван Петрович Кулібін помер 30 липня (за старим стилем) 1818 року у віці 83 років помер тихо, немов заснув. Родина залишилася в крайній бідності. Щоб поховати чоловіка, вдові довелося продати настінні годинники, та старий друг Олексій Пятериков додав невелику суму. На ці гроші і поховали великого винахідника.
Дякую