Ką išrado Kulibinas?

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Visi žino, kad Kulibinas yra puikus rusų išradėjas, mechanikas ir inžinierius. Jo pavardė jau seniai tapo įprastu daiktavardžiu rusų kalboje. Tačiau, kaip parodė neseniai atlikta apklausa, tik penki procentai respondentų gali įvardyti bent vieną jo išradimą. Kaip tai? Nusprendėme surengti nedidelę edukacinę programą: taigi, ką išrado Ivanas Petrovičius Kulibinas?

Ivanas Petrovičius, gimęs Podnovye gyvenvietėje netoli Nižnij Novgorodo 1735 m., buvo nepaprastai talentingas žmogus. Mechanika, inžinerija, laikrodžių gamyba, laivų statyba – viskas ginčijosi sumaniose rusų savamokslio rankose. Jam sekėsi ir buvo artima imperatorei, tačiau tuo pačiu nė vienas jo projektas, galintis palengvinti paprastų žmonių gyvenimą ir prisidėti prie pažangos, nebuvo nei tinkamai finansuojamas, nei įgyvendintas valstybės. Tuo tarpu pramoginiai mechanizmai – juokingi automatai, rūmų laikrodžiai, savaeigiai ginklai – buvo finansuojami su dideliu džiaugsmu.

Laivybai pritaikytas laivas

XVIII amžiaus pabaigoje labiausiai paplitęs būdas kroviniams kelti laivuose prieš srovę buvo burlakų darbas – sunkus, bet palyginti nebrangus. Buvo ir alternatyvų: pavyzdžiui, varikliais varomi laivai, varomi jaučiais. Mašinų laivo konstrukcija buvo tokia: jame buvo du inkarai, kurių lynai buvo pritvirtinti prie specialaus veleno. Vienas iš inkarų valtyje arba palei krantą buvo pristatytas į priekį 800-1000 m ir pritvirtintas. Laive dirbantys jaučiai suko veleną ir suko inkaro virvę, traukdami laivą prie inkaro prieš srovę. Tuo pat metu kita valtis nešė antrąjį inkarą į priekį – taip buvo užtikrintas judėjimo tęstinumas.

Kulibinas sugalvojo, kaip apsieiti be jaučių. Jo idėja buvo naudoti du irklas. Srovė, sukdama ratus, perdavė energiją į veleną – buvo suvyniota inkaro virvė, o laivas, naudodamas vandens energiją, pats prisitraukė prie inkaro. Darbo metu Kulibiną nuolat blaškė žaislų užsakymai karališkiesiems palikuonims, tačiau jam pavyko gauti finansavimą savo sistemos gamybai ir įrengimui mažame laive. 1782 m., pakrautas beveik 65 tonomis (!) smėlio, jis pasirodė esąs patikimas ir daug greitesnis už jaučiais ar burlatus varomas laivas.

1804 m. Nižnij Novgorode Kulibinas nutiesė antrą vandens kelią, kuris buvo dvigubai greitesnis už burlako siuvinėjimą. Vis dėlto Aleksandro I vadovaujamas vandens komunikacijų skyrius atmetė idėją ir uždraudė finansuoti – vandens keliai neišplito. Daug vėliau Europoje ir JAV pasirodė kapstanai – laivai, kurie traukdavo save prie inkaro naudodami garo mašinos energiją.

Sraigtinis liftas

Šiandien labiausiai paplitusi liftų sistema yra su gerve kabina. Gervės keltuvai buvo sukurti dar gerokai anksčiau nei Otis patentai XIX amžiaus viduryje – panašios konstrukcijos veikė ir senovės Egipte, jas pajudino traukiantys gyvūnai arba vergų jėga. XX a. dešimtojo dešimtmečio viduryje senstanti ir antsvoris Jekaterina II užsakė. Kulibinui sukurti patogų liftą, skirtą judėti tarp Žiemos rūmų aukštų. Ji tikrai norėjo pakeliamo kėdės, o prieš Kulibiną iškilo įdomi techninė problema. Prie tokio lifto, atidaryto iš viršaus, buvo neįmanoma pritvirtinti gervės, o jei „pakeltum“kėdę su gerve iš apačios, tai keleivei sukeltų nepatogumų. Kulibinas klausimą išsprendė šmaikščiai: kėdės pagrindas buvo pritvirtintas prie ilgos ašies-sraigto ir judėjo juo kaip veržlė. Kotryna atsisėdo į savo mobilųjį sostą, tarnas susuko rankeną, sukimasis persidavė į ašį, o ji pakėlė kėdę į galeriją antrame aukšte. Kulibino sraigtinis keltuvas buvo baigtas statyti 1793 m., o Elisha Otis antrą tokį mechanizmą istorijoje pastatė Niujorke tik 1859 m. Po Kotrynos mirties liftu pramogauti naudojosi dvariškiai, o vėliau jis buvo užmūrytas. Šiandien yra išlikę kėlimo mechanizmo brėžiniai ir liekanos.

Tiltų statybos teorija ir praktika

Nuo 1770-ųjų iki 1800-ųjų pradžios Kulibinas dirbo kurdamas vieno tarpatramio stacionarų tiltą per Nevą. Jis sukūrė darbinį modelį, kuriuo remdamasis apskaičiavo jėgas ir įtempius įvairiose tilto dalyse – nepaisant to, kad tuo metu tilto konstrukcijos teorijos dar nebuvo! Empiriškai Kulibinas numatė ir suformulavo daugybę atsparumo medžiagoms dėsnių, kurie buvo patvirtinti daug vėliau. Iš pradžių išradėjas tiltą sukūrė savo lėšomis, tačiau grafas Potiomkinas skyrė pinigų galutiniam išdėstymui. 1:10 mastelio modelis pasiekė 30 m ilgį.

Visi tilto skaičiavimai buvo pateikti Mokslų akademijai ir patikrinti žinomo matematiko Leonardo Eulerio. Paaiškėjo, kad skaičiavimai buvo teisingi, o modelio bandymai parodė, kad tiltas turi didžiulę saugos ribą; jo aukštis leido burlaiviams praplaukti be jokių specialių operacijų. Nepaisant Akademijos pritarimo, Vyriausybė neskyrė lėšų tilto statybai. Kulibinas buvo apdovanotas medaliu ir gavo prizą, iki 1804 m. trečiasis modelis buvo visiškai supuvęs, o pirmasis nuolatinis tiltas per Nevą (Blagoveščenskis) buvo pastatytas tik 1850 m.

1810-aisiais Kulibinas užsiėmė geležinių tiltų kūrimu. Prieš mus – trijų arkų tilto per Nevą su kabama važiuojamąja dalimi projektas (1814 m.). Vėliau išradėjas sukūrė sudėtingesnio keturių arkų tilto projektą.

1936 metais buvo atliktas eksperimentinis Kulibinskio tilto skaičiavimas šiuolaikiniais metodais ir paaiškėjo, kad rusas savamokslis nepadarė nė vienos klaidos, nors tuo metu dauguma medžiagų stiprumo dėsnių buvo nežinomi. Modelio sudarymo ir bandymo metodas tilto konstrukcijos stiprumo skaičiavimo tikslais vėliau paplito, įvairūs inžinieriai skirtingais laikais atėjo į jį savarankiškai. Kulibinas taip pat pirmasis pasiūlė tilto statyboje naudoti grotelių santvarus – 30 metų anksčiau nei šią sistemą užpatentavęs amerikiečių architektas Itiel Town.

Per tiltą per Nevą

Nepaisant to, kad nė vienas rimtas Kulibino išradimas nebuvo tikrai įvertintas, jam pasisekė daug labiau nei daugeliui kitų rusų savamokslių, kurių arba neįleido net ant Mokslų akademijos slenksčio, arba buvo išsiųsti namo su 100 rublių. prizą ir rekomendaciją nebekištis į savo verslą.

Garsusis vieno tarpatramio tiltas per Nevą – kaip jis galėtų atrodyti, jei būtų pastatytas. Kulibinas savo skaičiavimus atliko modeliais, įskaitant mastelį 1:10.

Savarankiškas vežimėlis ir kitos istorijos

Dažnai Kulibinas, be jo tikrai sugalvotų dizainų, priskiriamas daugeliui kitų, kuriuos jis tikrai patobulino, bet nebuvo pirmasis. Pavyzdžiui, Kulibinui labai dažnai priskiriamas pedalo motorolerio (velomobilio prototipo) išradimas, o tokią sistemą 40 metų anksčiau sukūrė kitas savamokslis rusų inžinierius, o Kulibinas buvo antras. Pažvelkime į kai kuriuos dažniausiai pasitaikančius klaidingus įsitikinimus.

Savaime važiuojantis Kulibin vežimėlis išsiskyrė sudėtinga pavaros sistema ir pareikalavo didelių vairuotojo pastangų. Tai buvo antrasis velomobilis istorijoje.

Taigi 1791 m. Kulibinas pastatė ir Mokslų akademijai pristatė savaeigį vežimą – „savaimeį vežimėlį“, kuris iš esmės buvo velomobilio pirmtakas. Jis buvo skirtas vienam keleiviui, o automobilį vairavo ant kulnų stovintis ir pakaitomis pedalus spausdamas tarnas. Savarankiškas vežimas kurį laiką tarnavo kaip traukos vieta aukštuomenei, o paskui pasiklydo istorijoje; išliko tik jos piešiniai. Kulibinas nebuvo velomobilio išradėjas – prieš 40 metų kitas savamokslis išradėjas Leontijus Šamšurenkovas (ypač žinomas dėl „Tsar Bell“kėlimo sistemos, kuri niekada nebuvo naudojama pagal paskirtį), sukonstravo savamokslį. panašaus dizaino vežimėlis Sankt Peterburge. Šamšurenkovo konstrukcija buvo dvivietė, vėlesniuose brėžiniuose išradėjas planavo pastatyti savaeiges roges su verstometru (spidometro prototipas), bet, deja, negavo tinkamo finansavimo. Kaip ir Kulibino paspirtukas, taip ir Šamšurenkovo motoroleris iki šių dienų neišliko.

Garsusis kiaušinių laikrodis, kurį Kulibinas dirbo 1764–1767 m. ir padovanotas Jekaterinai II 1769 metų Velykoms. Daugiausia šios dovanos dėka Kulibinas vadovavo Sankt Peterburgo mokslų akademijos seminarams. Dabar jie saugomi Ermitaže.

Kojos protezas

XVIII–XIX amžių sandūroje Kulibinas Sankt Peterburgo medicinos-chirurgijos akademijai pristatė kelis „mechaninių kojų“projektus – tuo metu labai tobulus apatinių galūnių protezus, galinčius imituoti pamestą koją virš kelio (!). Pirmojo protezo varianto, pagaminto 1791 m., „bandytojas“buvo Sergejus Vasiljevičius Nepeicinas – tuo metu leitenantas, per Očakovo šturmą netekęs kojos. Vėliau Nepeitsynas pakilo iki generolo majoro laipsnio ir iš kareivių gavo Geležinės kojos pravardę; jis gyveno visavertį gyvenimą, ir ne visi atspėjo, kodėl generolas šiek tiek šlubavo. Kulibin sistemos protezą, nepaisant palankių Sankt Peterburgo gydytojų, vadovaujamų profesoriaus Ivano Fedorovičiaus Bušo, atsiliepimų, karinis skyrius atmetė, o vėliau Prancūzijoje pradėti serijinė mechaninių protezų, imituojančių kojos formą, gamyba.

Dėmesio centre

1779 metais optinius prietaisus pamėgęs Kulibinas Sankt Peterburgo visuomenei pristatė savo išradimą – prožektorių. Prieš jį egzistavo atspindinčių veidrodžių sistemos (ypač jos buvo naudojamos švyturiuose), tačiau Kulibino dizainas buvo daug artimesnis šiuolaikiniam prožektoriui: viena žvakė, atsispindinti nuo veidrodinių atšvaitų, esančių įgaubtame pusrutulyje, suteikė stiprų ir kryptingą šviesos srautą. šviesa. „Nuostabus žibintas“buvo teigiamai sutiktas Mokslų akademijos, giriamas spaudoje, patvirtintas imperatorienės, tačiau jis liko tik pramoga ir nebuvo naudojamas gatvėms apšviesti, kaip iš pradžių tikėjo Kulibinas. Pats meistras vėliau pagamino daugybę prožektorių pagal individualius laivų savininkų užsakymus, taip pat pagal tą pačią sistemą pagamino kompaktišką vežimo žibintą - tai jam atnešė tam tikrų pajamų. Meistrus nuvylė autorinių teisių apsaugos trūkumas – kiti meistrai pradėjo gaminti stambius vežimus „Kulibino žibintai“, kurie labai nuvertino išradimą.

1779 metais sukurtas prožektorius išliko techniniu triuku. Kasdieniame gyvenime tik mažesnės versijos buvo naudojamos kaip žibintai ant vežimų.

Ką dar Kulibinas padarė?

– Dirbtuvių darbą įsteigė Sankt Peterburgo mokslų akademijoje, kur užsiėmė mikroskopų, barometrų, termometrų, teleskopų, svarstyklių, teleskopų ir daugelio kitų laboratorinių instrumentų gamyba. – Remontavo Sankt Peterburgo mokslų akademijos planetariumą. – Jis sugalvojo originalią laivų paleidimo į vandenį sistemą. - Sukūrė pirmąjį optinį telegrafą Rusijoje (1794 m.), atsiųstą į Kunst kamerą kaip kuriozą. - Sukūrė pirmąjį Rusijoje geležinio tilto projektą (per Volgą). - Sukonstruota sėjamoji, užtikrinanti vienodą sėjimą (nepastatyta). – Surengė fejerverkus, kūrė mechaninius žaislus, automatus aukštuomenės pramogoms. - Suremontuota ir savarankiškai surinkta daug įvairaus išdėstymo laikrodžių - sieninis, grindinis, bokštas.

Amžinasis variklis

Daug parašyta apie paties Ivano Kulibino išradimus. Tačiau biografai visada stengėsi nekreipti dėmesio į jo darbą su amžinuoju varikliu, kuris, atrodė, nevaizduoja puikaus mechaniko.

Idėja pradėti išradinėti stebuklingą variklį kilo Kulibine XVIII amžiaus 70-ųjų pradžioje, kai jis dirbo mechaniku Sankt Peterburgo mokslų akademijoje. Eksperimentai su amžinuoju varikliu iš jo atėmė ne tik laiką ir pastangas, bet ir nemažas asmenines lėšas, privertę įklimpti į skolas.

Tais laikais energijos tvermės dėsnis dar nebuvo tiksliai pagrįstas. Kulibinas neturėjo tvirto išsilavinimo, o jam, savamoksliui mechanikui, buvo sunku suprasti šią sunkią problemą. Negalėjo padėti ir aplinkiniai. Kai kurie nežinojo, kaip aiškiai paaiškinti jo kliedesį. Kiti patys nebuvo įsitikinę, kad energija iš nieko neatsiranda ir niekur nedingsta. Galiausiai kiti patys patikėjo, kad amžinasis variklis yra įmanomas, ir paskatino Kulibiną tęsti paieškas.

Tarp pastarųjų buvo, pavyzdžiui, garsus rašytojas ir žurnalistas Pavelas Svininas. Savo knygoje apie Kulibiną, išleistoje 1819 m., praėjus metams po Ivano Petrovičiaus mirties, jis, kalbėdamas apie amžinąjį variklį Kulibinas, rašė: „Gaila, kad nespėjo užbaigti šio svarbaus išradimo. Galbūt jis būtų buvęs laimingesnis už savo pirmtakus, kurie sustojo ties šia kliūtimi; gal jis būtų įrodęs, kad amžinasis judėjimas nėra mechanikos chimera…

Nenuostabu, kad net didysis Leonardas Euleris palaikė Kulibino darbą išradęs amžinąjį variklį. „Įdomu pastebėti, – rašė Svininas, – kad Kulibiną šio atradimo paskatino garsus matematikas Euleris, kuris, paklaustas, ką mano apie amžinąjį judėjimą, atsakė manantis, kad jis egzistuoja gamtoje ir manantis, kad jis būti rasti kokiu nors laimingu būdu. kaip apreiškimai, kurie anksčiau buvo laikomi neįmanomais. Ir Kulibinas visada kreipdavosi į Eulerio autoritetą, kai jam tekdavo apginti amžinojo judesio mašinos idėją nuo kritikų.

„Izvestija“akademija paskelbė straipsnį „Taryba tiems, kurie svajoja sugalvoti amžiną ar begalinį judėjimą“. Jame buvo rašoma: „Visiškai neįmanoma sugalvoti nuolatinio judėjimo… Šios nenaudingos studijos yra nepaprastai žalingos, nes labiausiai (ypač) dėl to, kad jos sugriovė daug šeimų ir daug sumanių mechanikų, kurie savo žiniomis galėjo suteikti puikių paslaugų visuomenei, pasimetę, pasiekti šios problemos sprendimą, visą savo turtą, laiką ir darbą.

Niekas nežino, ar Kulibinas skaitė šį straipsnį. Tik žinoma, kad nepaisant Mokslų akademijos nuomonės, jis ir toliau dirbo prie amžinojo varymo mašinos su jam būdingu užsispyrimu, pasitikėdamas, kad ir ši problema anksčiau ar vėliau bus išspręsta.

Kulibinas sukūrė daugybę savo automobilio modelių. Jis rėmėsi sena idėja, žinoma nuo Leonardo da Vinci laikų, būtent: ratą su svoriais, judančiais jo viduje. Pastarieji turėjo užimti padėtį, kuri visą laiką trikdė pusiausvyrą ir sukelia iš pažiūros nenutrūkstamą rato sukimąsi.

Užsienyje jie taip pat dirbo kurdami amžinąjį variklį. Kulibinas atidžiai sekė šiuos darbus pagal jį pasiekusias žinutes. O kartą, 1796 m., Jekaterinos II įsakymu net turėjo galimybę svarstyti ir įvertinti vieną iš tokių užsienio projektų. Tai buvo vokiečių mechaniko Johano Friedricho Heinle amžinasis variklis.

Ivanas Petrovičius ne tik „su didžiausiu atidumu ir kruopštumu“išstudijavo užsienietiško perpetuum mobile piešinį ir aprašymą, bet ir padarė jo modelį. Jį sudarė du sukryžiuoti vamzdeliai su dumplėmis, užpildytomis skysčiu. Sukant tokį kryžių, skystis vamzdžiais tekėtų iš vienos dumplės į kitas. Pusiausvyra, pasak išradėjo, turėjo būti prarasta, o visa sistema turėjo nuolat judėti.

Žinoma, Heinle variklio modelis pasirodė neveikiantis. Atlikdamas eksperimentus su ja, Kulibinas, kaip pats rašė, „nerado to, ko norėjo iš tos sėkmės“. Tačiau tai nė kiek nepajudino jo tikėjimo pačiu amžinojo judėjimo principu.

1801 metų rudenį Ivanas Petrovičius grįžo iš Sankt Peterburgo į tėvynę, į Nižnij Novgorodą. Net ir čia jis neapleido savo nesėkmingų amžinojo judėjimo paieškų. Praėjo daug laiko, atėjo 1817 metai. Ir tada vieną dieną sostinės laikraštyje „Rusijos invalidas“, skirtame rugsėjo 22 d., Kulibinas perskaitė straipsnį, kuris jam atrodė kaip griaustinis. Raštelyje buvo pranešta, kad tam tikras mechanikas, vardu Petere iš Mainco, „pagaliau išrado vadinamąjį perpetuum mobile, kuris daugelį amžių buvo veltui“.

Toliau buvo aprašytas pats variklis, kuris buvo 8 pėdų skersmens ir 2 pėdų storio rato formos: „Jis juda savo jėga ir be jokios spyruoklių, gyvsidabrio, ugnies, elektros ar galvaninės jėgos pagalbos.. Jo greitis viršija tikimybę. Jei pritvirtinsite jį prie vežimo ar invalido vežimėlio, per 12 valandų galėsite nuvažiuoti 100 Prancūzijos mylių, kopdami į stačiausius kalnus.

Ši žinia (žinoma, melaginga) senąjį išradėją sukėlė neįtikėtiną susijaudinimą. Jam atrodė, kad Petras pasisavino savo idėjas, pavogė jo mylimą protą, kuriam jis, Kulibinas, atidavė ilgus dešimtmečius sunkaus darbo. Karštligiškai skubėdamas jis pradėjo kreiptis į visus, turinčius galią ir įtaką, įskaitant carą Aleksandrą I.

Tada atsargumas buvo atidėtas, slaptumas pamirštas. Dabar Kulibinas atvirai parašė, kad ilgą laiką dirbo kurdamas „amžinojo judėjimo mašiną“, kad jam toli iki šios problemos sprendimo, tačiau jam reikia lėšų, kad galėtų tęsti paskutinius eksperimentus. „Peticijos užrašuose“jis prisiminė savo ankstesnius nuopelnus ir išreiškė norą grįžti į tarnybą sostinėje, kad būtų nutiestas geležinis tiltas per Nevą, o svarbiausia – tęsti amžinojo varymo mašinos kūrimą.

Kulibino prašymas leisti grįžti į Sankt Peterburgą buvo delikačiai atmestas. Geležinio tilto statyba buvo laikoma per brangi. Apie amžinąjį variklį jie tylėjo.

Iki paskutinių Ivano Petrovičiaus dienų jo nepaliko jo brangi svajonė apie „amžino judėjimo mašiną“, tirono svajonė, kaip ją pavadino vienas Kulibino biografų. Ligos jį užvaldė vis labiau. Mane kankino dusulys ir „kiti nesveiki“. Dabar jis retai išeidavo į lauką. Tačiau net lovoje, pagalvėse, jis prašė šalia savęs padėti „amžinojo judėjimo mašinos“piešinius. Net naktį, nemigoje, išradėjas vėl ir vėl grįžo prie šios lemtingos mašinos, padarė kai kuriuos senų brėžinių taisymus, piešė naujus.

Ivanas Petrovičius Kulibinas mirė 1818 m. liepos 30 d. (senuoju stiliumi), būdamas 83 metų, mirė tyliai, tarsi miegodamas. Jo šeima liko didžiuliame skurde. Kad palaidotų savo vyrą, našlė turėjo parduoti sieninį laikrodį, o jos senas draugas Aleksejus Piaterikovas pridėjo nedidelę sumą. Šie pinigai buvo panaudoti didžiajam išradėjui palaidoti.