Ko Kulibins izgudroja?

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Ikviens zina, ka Kuļibins ir lielisks krievu izgudrotājs, mehāniķis un inženieris. Viņa uzvārds jau sen ir kļuvis par parastu lietvārdu krievu valodā. Taču, kā liecina nesen veikta aptauja, tikai pieci procenti aptaujāto var nosaukt vismaz vienu viņa izgudrojumu. Kā tā? Mēs nolēmām veikt nelielu izglītības programmu: ko izgudroja Ivans Petrovičs Kulibins?

Ivans Petrovičs, kurš dzimis Podnovye apmetnē netālu no Ņižņijnovgorodas 1735. gadā, bija neticami talantīgs cilvēks. Mehānika, inženierija, pulksteņu izgatavošana, kuģu būve - viss strīdējās prasmīgās krievu autodidakta rokās. Viņš bija veiksmīgs un bija tuvu ķeizarienei, taču tajā pašā laikā neviens no viņa projektiem, kas varētu atvieglot dzīvi vienkāršajiem cilvēkiem un veicināt progresu, netika ne pienācīgi finansēts, ne arī valsts īstenots. Savukārt izklaides mehānismi - smieklīgi automāti, pils pulksteņi, pašpiedziņas ieroči - tika finansēti ar lielu prieku.

Kuģojams kuģis

18. gadsimta beigās visizplatītākais paņēmiens kravu celšanai uz kuģiem pret straumi bija burlaku darbs – smags, bet salīdzinoši lēts. Bija arī alternatīvas: piemēram, ar dzinēju darbināmi kuģi, kurus dzen vērši. Mašīnkuģa uzbūve bija šāda: tam bija divi enkuri, kuru troses bija piestiprinātas pie īpašas vārpstas. Viens no enkuriem uz laivas vai gar krastu tika nogādāts uz priekšu 800-1000 m un nostiprināts. Vērši, kas strādāja uz kuģa, grieza vārpstu un savija enkura virvi, velkot kuģi pie enkura pret straumi. Tajā pašā laikā cita laiva nesa otru enkuru uz priekšu - tā tika nodrošināta kustības nepārtrauktība.

Kulibinam radās ideja, kā iztikt bez vēršiem. Viņa ideja bija izmantot divus lāpstiņu riteņus. Strāva, griežot riteņus, pārnesa enerģiju uz šahtu - enkura virve tika uztīta, un kuģis, izmantojot ūdens enerģiju, pievilka sevi pie enkura. Darba procesā Kulibina uzmanību nepārtraukti novērsa rotaļlietu pasūtījumi karaliskajiem pēcnācējiem, taču viņam izdevās iegūt finansējumu savas sistēmas ražošanai un uzstādīšanai uz neliela kuģa. 1782. gadā, piekrauts ar gandrīz 65 tonnām (!) smilšu, tas izrādījās uzticams un daudz ātrāks par kuģi, ko darbina vērši vai burlati.

1804. gadā Ņižņijnovgorodā Kuļibins izbūvēja otru ūdensceļu, kas bija divreiz ātrāks par burlaku izšuvumu. Tomēr Aleksandra I pakļautībā esošā ūdens komunikāciju departaments šo ideju noraidīja un aizliedza finansējumu - ūdensceļi neizplatījās. Daudz vēlāk Eiropā un Amerikas Savienotajās Valstīs parādījās kapstani - kuģi, kas pievilka sevi pie enkura, izmantojot tvaika dzinēja enerģiju.

Skrūvju lifts

Mūsdienās visizplatītākā liftu sistēma ir vinčas kabīne. Vinčas pacēlāji tika radīti ilgi pirms Otisa patentiem 19. gadsimta vidū – līdzīgas konstrukcijas darbojās arī Senajā Ēģiptē, tos iedarbināja vilces dzīvnieki vai vergu spēks. 1790. gadu vidū novecojošā un liekais svars Katrīna II pasūtīja. Kulibin izstrādāt ērtu liftu, lai pārvietotos starp Ziemas pils stāviem. Viņa noteikti gribēja paceļamo krēslu, un pirms Kuļibinas radās interesanta tehniska problēma. Šādam liftam nebija iespējams piestiprināt vinču, atvērtu no augšas, un, ja jūs "paceltu" krēslu ar vinču no apakšas, tas radītu neērtības pasažierim. Kuļibins jautājumu atrisināja asprātīgi: krēsla pamatne tika piestiprināta pie garas ass-skrūves un pārvietota pa to kā uzgrieznis. Katrīna sēdēja savā mobilajā tronī, kalps pagrieza rokturi, rotācija tika pārnesta uz asi, un viņa pacēla krēslu uz galeriju otrajā stāvā. Kulibina skrūvju pacēlājs tika pabeigts 1793. gadā, savukārt Elisha Otis otro šādu mehānismu vēsturē Ņujorkā uzbūvēja tikai 1859. gadā. Pēc Katrīnas nāves liftu galminieki izmantoja izklaidei, un pēc tam tas tika aizmūrēts. Mūsdienās ir saglabājušies pacelšanas mehānisma rasējumi un paliekas.

Tilta būves teorija un prakse

No 1770. gadiem līdz 1800. gadu sākumam Kulibins strādāja pie viena laiduma stacionāra tilta izveides pāri Ņevai. Viņš izveidoja darba modeli, uz kura aprēķināja spēkus un spriegumus dažādās tilta daļās – neskatoties uz to, ka tilta būves teorija tolaik vēl nepastāvēja! Empīriski Kulibins paredzēja un formulēja vairākus materiālu izturības likumus, kas tika apstiprināti daudz vēlāk. Sākumā izgudrotājs tiltu izstrādāja par saviem līdzekļiem, bet grāfs Potjomkins piešķīra naudu galīgajam izkārtojumam. Modelis mērogā 1:10 sasniedza 30 m garumu.

Visi tilta aprēķini tika iesniegti Zinātņu akadēmijai, un tos pārbaudīja slavenais matemātiķis Leonards Eilers. Izrādījās, ka aprēķini bija pareizi, un modeļa testi parādīja, ka tiltam ir milzīga drošības rezerve; tā augstums ļāva burukuģiem tikt garām bez īpašām operācijām. Neskatoties uz akadēmijas akceptu, valdība nav piešķīrusi līdzekļus tilta būvniecībai. Kuļibins tika apbalvots ar medaļu un saņēma balvu, līdz 1804. gadam trešais modelis bija pilnībā sapuvis, un pirmais pastāvīgais tilts pāri Ņevai (Blagoveščenskis) tika uzcelts tikai 1850. gadā.

1810. gados Kulibins nodarbojās ar dzelzs tiltu izstrādi. Pirms mums ir trīs loku tilta projekts pāri Ņevai ar piekārtu brauktuvi (1814). Vēlāk izgudrotājs izveidoja sarežģītāka četru arku tilta projektu.

1936. gadā ar modernām metodēm tika veikts Kuļibinskas tilta eksperimentāls aprēķins, un izrādījās, ka krievu autodidakts nav pieļāvis nevienu kļūdu, lai gan viņa laikā lielākā daļa materiālu stiprības likumu nebija zināmi. Modeļa izgatavošanas un testēšanas metode tilta konstrukcijas stiprības aprēķinam vēlāk kļuva plaši izplatīta, dažādi inženieri dažādos laikos nonāca neatkarīgi. Kulibins arī bija pirmais, kurš ierosināja tilta būvē izmantot režģu kopnes - 30 gadus pirms amerikāņu arhitekta Itiela Tauna, kurš patentēja šo sistēmu.

Pāri tiltam pāri Ņevai

Neskatoties uz to, ka neviens nopietns Kuļibina izgudrojums netika patiesi novērtēts, viņam paveicās daudz vairāk nekā daudziem citiem krievu autodidaktiem, kurus vai nu neielaida pat uz Zinātņu akadēmijas sliekšņa, vai arī aizsūtīja mājās ar 100 rubļiem. par balvu un ieteikumu vairs neiejaukties savā biznesā.

Slavenais viena laiduma tilts pāri Ņevai - kā tas varētu izskatīties, ja tas būtu uzbūvēts. Kuļibins veica savu aprēķinu uz modeļiem, tostarp mērogā 1:10.

Pašvadāmi rati un citi stāsti

Bieži vien Kuļibinam papildus viņa patiešām izgudrotajiem dizainparaugiem tiek piedēvēti daudzi citi, kurus viņš patiešām uzlaboja, bet nebija pirmais. Piemēram, Kuļibinam ļoti bieži tiek piedēvēts pedāļa skrejriteņa (velomobila prototipa) izgudrojums, savukārt šādu sistēmu 40 gadus agrāk izveidoja cits krievu autodidakts inženieris, bet Kuļibins bija otrais. Apskatīsim dažus izplatītākos nepareizos priekšstatus.

Kulibina pašgājēji ratiņi izcēlās ar sarežģītu piedziņas sistēmu un prasīja no vadītāja ievērojamas pūles. Tas bija otrais velomobilis vēsturē.

Tātad 1791. gadā Kulibins uzbūvēja un Zinātņu akadēmijai uzdāvināja pašgājēju ratiņu, "pašgājēju ratiņkrēslu", kas būtībā bija velomobila priekštecis. Tas bija paredzēts vienam pasažierim, un automašīnu vadīja kalps, kurš stāvēja uz papēžiem un pārmaiņus spieda pedāļus. Pašvadītā kariete kādu laiku kalpoja par muižniecības pievilcību, bet pēc tam pazuda vēsturē; saglabājušies tikai viņas zīmējumi. Kulibins nebija velomobila izgudrotājs - 40 gadus pirms viņa cits autodidakts izgudrotājs Ļeontijs Šamšurenkovs (jo īpaši pazīstams ar Tsar Bell pacelšanas sistēmas izstrādi, kas nekad netika izmantota paredzētajam mērķim) uzbūvēja autodidaktisku. līdzīga dizaina ratiņkrēsls Sanktpēterburgā. Šamšurenkova dizains bija divvietīgs, vēlākos rasējumos izgudrotājs plānoja uzbūvēt pašgājējas ragavas ar verstometru (spidometra prototips), bet, diemžēl, nesaņēma atbilstošu finansējumu. Tāpat kā Kuļibina skrejritenis, arī Šamšurenkova skrejritenis līdz mūsdienām nav saglabājies.

Slavenais olu pulkstenis, kuru Kulibins strādāja 1764.–1767. gadā un uzdāvināja Katrīnai II 1769. gada Lieldienās. Lielā mērā pateicoties šai dāvanai, Kulibins vadīja seminārus Sanktpēterburgas Zinātņu akadēmijā. Tagad tie tiek glabāti Ermitāžā.

Kāju protēze

18.-19.gadsimta mijā Kuļibins Sanktpēterburgas Medicīnas-ķirurģijas akadēmijai prezentēja vairākus "mehānisko kāju" projektus - tolaik ļoti perfektas apakšējo ekstremitāšu protēzes, kas spēj imitēt kāju, kas pazaudēta virs celis (!). 1791. gadā izgatavotās protēzes pirmās versijas "testētājs" bija Sergejs Vasiļjevičs Ņepeicins - toreiz leitnants, kurš Očakova uzbrukumā zaudēja kāju. Pēc tam Nepeicins pacēlās līdz ģenerālmajora pakāpei un no karavīriem saņēma iesauku Dzelzs kāja; viņš dzīvoja pilnvērtīgu dzīvi, un ne visi uzminēja, kāpēc ģenerālis nedaudz klibo. Kulibin sistēmas protēzi, neskatoties uz labvēlīgajām atsauksmēm no Sanktpēterburgas ārstiem, kuru vadīja profesors Ivans Fedorovičs Bušs, militārā nodaļa noraidīja, un vēlāk Francijā sākās mehānisko protēžu sērijveida ražošana, kas atdarina kājas formu.

Uzmanības centrā

1779. gadā Kuļibins, kuram patika optiskās ierīces, Sanktpēterburgas publikai prezentēja savu izgudrojumu - prožektoru. Atstarojošo spoguļu sistēmas pastāvēja jau pirms viņa (jo īpaši tās tika izmantotas bākām), taču Kulibina dizains bija daudz tuvāks mūsdienu prožektoram: viena svece, kas atspīd no ieliektā puslodē novietotiem spoguļu atstarotājiem, sniedza spēcīgu un virzītu gaismas plūsmu. gaisma. Zinātņu akadēmija "Brīnišķīgo laternu" uzņēma pozitīvi, presē slavēja, ķeizariene apstiprināja, taču tā palika tikai izklaide un netika izmantota ielu apgaismošanai, kā sākotnēji uzskatīja Kuļibins. Pēc tam pats meistars pēc individuāliem kuģu īpašnieku pasūtījumiem izgatavoja vairākus prožektorus, kā arī uz tās pašas sistēmas pamata izgatavoja kompaktu laternu karietei - tas viņam nesa zināmus ienākumus. Meistarus pievīla autortiesību aizsardzības trūkums – citi meistari sāka izgatavot vērienīgus karietes "Kulibin laternas", kas ļoti devalvēja izgudrojumu.

1779. gadā radītais prožektors ir palicis kā tehnisks triks. Ikdienā tikai mazākas versijas tika izmantotas kā laternas uz ratiņiem.

Ko vēl Kulibins darīja?

- Viņš iedibināja darbnīcu darbu Pēterburgas Zinātņu akadēmijā, kur nodarbojās ar mikroskopu, barometru, termometru, teleskopu, svaru, teleskopu un daudzu citu laboratorijas instrumentu ražošanu. - Remontējis Sanktpēterburgas Zinātņu akadēmijas planetāriju. – Viņš izdomāja oriģinālu sistēmu kuģu palaišanai ūdenī. - Izveidoja pirmo optisko telegrāfu Krievijā (1794), kas tika nosūtīts uz Kunst kameru kā kuriozu. - Izstrādāja pirmo Krievijā dzelzs tilta projektu (pāri Volgai). - Izbūvēta sējmašīna, kas nodrošina vienmērīgu sēšanu (nav uzbūvēta). - Sakārtoja uguņošanu, radīja mehāniskas rotaļlietas un automātus muižniecības izklaidei. - Saremontēti un patstāvīgi salikti daudzi dažāda izkārtojuma pulksteņi - sienas, grīdas, torņa.

Perpetuālā kustības mašīna

Daudz ir rakstīts par paša Ivana Kuļibina izgudrojumiem. Bet biogrāfi vienmēr ir mēģinājuši ignorēt viņa darbu pie mūžīgās kustības mašīnas, kas, šķiet, nezīmē izcilu mehāniķi.

Ideja sākt izgudrot brīnumdzinēju radās Kulibinā 18. gadsimta 70. gadu sākumā, kad viņš strādāja par mehāniķi Sanktpēterburgas Zinātņu akadēmijā. Eksperimenti ar mūžīgo dzinēju atņēma viņam ne tikai laiku un pūles, bet arī ievērojamus personīgos līdzekļus, liekot viņam iekļūt parādos.

Tajos laikos enerģijas nezūdamības likums vēl nebija precīzi pamatots. Kuļibinam nebija stabilas izglītības, un viņam, autodidaktam mehāniķim, bija grūti saprast šo sarežģīto jautājumu. Arī apkārtējie cilvēki nevarēja palīdzēt. Daži nezināja, kā skaidri izskaidrot viņa maldus. Citi paši nebija pārliecināti, ka enerģija nerodas no nekā un nekur nepazūd. Visbeidzot, citi paši uzskatīja, ka ir iespējama mūžīgā kustība, un mudināja Kuļibinu turpināt meklēšanu.

Pēdējais bija, piemēram, slavenais rakstnieks un žurnālists Pāvels Svinins. Savā grāmatā par Kuļibinu, kas izdota 1819. gadā, gadu pēc Ivana Petroviča nāves, viņš, atsaucoties uz Kuļibina mūžīgo kustību mašīnu, rakstīja: “Žēl, ka nepaguva pabeigt šo svarīgo izgudrojumu. Varbūt viņš būtu bijis laimīgāks nekā viņa priekšgājēji, kuri apstājās pie šī klupšanas akmens; varbūt viņš būtu pierādījis, ka mūžīgā kustība nav mehānikas himēra …"

Pārsteidzoši, pat izcilais Leonards Eilers atbalstīja Kulibina darbu pie mūžīgās kustības mašīnas izgudrošanas. "Ir interesanti atzīmēt," rakstīja Svinins, "ka Kulibinu uz šo atklājumu mudināja slavenais matemātiķis Eilers, kurš uz jautājumu, ko viņš domā par mūžīgo kustību, atbildēja, ka uzskata, ka tā pastāv dabā un domā, ka tā pastāv. tikt atrasti kādā laimīgā veidā. kā atklāsmes, kas iepriekš tika uzskatītas par neiespējamām. Un Kulibins vienmēr vērsās pie Eilera autoritātes, kad viņam bija jāaizstāv ideja par mūžīgo kustību mašīnu no kritiķiem.

Izvestija akadēmija publicēja rakstu ar nosaukumu "Padome tiem, kas sapņo par mūžīgas vai nebeidzamas kustības izgudrošanu". Tajā teikts: “Ir pilnīgi neiespējami izdomāt nepārtrauktu kustību… Šie bezjēdzīgie pētījumi ir ārkārtīgi kaitīgi, jo galvenokārt (īpaši) tāpēc, ka tie izpostīja daudzas ģimenes un daudzus prasmīgus mehāniķus, kuri ar savām zināšanām varēja sniegt lieliskus pakalpojumus sabiedrībai, sasniedzot šīs problēmas risinājumu, visu savu īpašumu, laiku un darbu.

Neviens nezina, vai Kuļibins ir lasījis šo rakstu. Zināms tikai tas, ka, neskatoties uz Zinātņu akadēmijas viedokli, viņš ar viņam raksturīgo spītību turpināja strādāt pie mūžīgās kustības mašīnas ar pārliecību, ka arī šī problēma agri vai vēlu tiks atrisināta.

Kulibins ir izstrādājis vairākus sava auto modeļus. Viņš par pamatu ņēma senu ideju, kas pazīstama jau kopš Leonardo da Vinči laikiem, proti: riteni, kura iekšpusē pārvietojas atsvari. Pēdējiem bija jāieņem pozīcija, kas visu laiku traucēja līdzsvaru un rada šķietami nepārtrauktu riteņa griešanos.

Ārzemēs viņi strādāja arī pie mūžīgās kustības mašīnas izveides. Kulibins rūpīgi sekoja šiem darbiem saskaņā ar vēstījumiem, kas viņu sasniedza. Un reiz, 1796. gadā, pēc Katrīnas II pavēles viņam pat bija iespēja apsvērt un novērtēt vienu no šādiem ārvalstu projektiem. Tā bija vācu mehāniķa Johana Frīdriha Heinles mūžīgā kustība.

Ivans Petrovičs ne tikai "ar vislielāko rūpību un rūpību" pētīja ārzemju perpetuum mobile zīmējumu un aprakstu, bet arī izgatavoja tā modeli. Tas sastāvēja no divām krustotām caurulēm ar plēšām, kas pildītas ar šķidrumu. Ar šāda krusta rotāciju šķidrums pa caurulēm plūstu no vienas plēšas uz citām. Pēc izgudrotāja domām, līdzsvaram bija jāzaudē, un visai sistēmai vajadzēja būt mūžīgā kustībā.

Heinle dzinēja modelis, protams, izrādījās nedarbīgs. Veicot eksperimentus ar viņu, Kulibins, kā viņš rakstīja, "šajos panākumos neatrada to, ko gribēja". Bet tas ne mazākajā mērā nesatricināja viņa ticību mūžīgās kustības principam.

1801. gada rudenī Ivans Petrovičs atgriezās no Sanktpēterburgas savā dzimtenē, Ņižņijnovgorodā. Pat šeit viņš neatstāja savus neveiksmīgos mūžīgās kustības meklējumus. Pagāja daudz laika, pienāca 1817. gads. Un tad kādu dienu galvaspilsētas laikrakstā "Krievijas invalīds" par 22. septembri Kuļibins izlasīja rakstu, kas viņam izklausījās pēc pērkona. Piezīme vēstīja, ka kāds mehāniķis vārdā Pīters no Maincas "beidzot izgudroja tā saukto perpetuum mobile, kas daudzus gadsimtus ir bijis veltīgs".

Tālāk tika aprakstīts pats dzinējs, kuram bija 8 pēdu diametra un 2 pēdu biezuma riteņa forma: “Tas pārvietojas ar savu spēku un bez atsperu, dzīvsudraba, uguns, elektriskā vai galvaniskā spēka palīdzības.. Tā ātrums pārsniedz iespējamību. Ja pievienosit to auto ratiem vai ratiņkrēslam, jūs varat nobraukt 100 Francijas jūdzes 12 stundās, uzkāpjot stāvākajos kalnos.

Šīs ziņas (protams, nepatiesas) radīja veco izgudrotāju neticamu sajūsmu. Viņam šķita, ka Pēteris ir piesavinājies savas idejas, nozadzis savu mīļoto prātu, kuram viņš, Kuļibins, bija veltījis daudzus gadu desmitus smagu darbu. Ar drudžainu steigu viņš sāka uzrunāt visus, kam bija vara un ietekme, arī caru Aleksandru I.

Tad piesardzība tika nolikta malā, slepenība tika aizmirsta. Tagad Kuļibins atklāti rakstīja, ka viņš jau ilgu laiku ir strādājis pie "mūžīgās kustības mašīnas" izveides, ka viņš nav tālu no šīs problēmas risināšanas, taču viņam bija nepieciešami līdzekļi, lai turpinātu pēdējos eksperimentus. "Petīciju piezīmēs" viņš atgādināja par saviem iepriekšējiem nopelniem un izteica vēlmi atgriezties dienestā galvaspilsētā, lai uzceltu dzelzs tiltu pāri Ņevai un, galvenais, turpinātu mūžīgās kustības mašīnas izveidi.

Kuļibina lūgums par atļauju atgriezties Sanktpēterburgā tika delikāti noraidīts. Dzelzs tilta celtniecība tika uzskatīta par pārāk dārgu. Viņi klusēja par mūžīgo kustību mašīnu.

Līdz pat Ivana Petroviča pēdējām dienām viņa mīļais sapnis par "mūžīgo kustību mašīnu", tirāna sapnis, kā to nosauca viens no Kuļibina biogrāfiem, viņu nepameta. Slimības viņu pārņēma arvien vairāk. Mani mocīja elpas trūkums un "citi neveselīgi". Tagad viņš reti gāja ārā. Bet pat gultā, spilvenos, viņš lūdza nolikt sev blakus "mūžīgās kustības mašīnas" zīmējumus. Pat naktī bezmiegā izgudrotājs atkal un atkal atgriezās pie šīs liktenīgās mašīnas, veica dažus labojumus vecos zīmējumos, zīmēja jaunus.

Ivans Petrovičs Kuļibins nomira 1818. gada 30. jūlijā (vecā stilā), 83 gadu vecumā, nomira klusi, it kā miegā. Viņa ģimene palika galējā nabadzībā. Lai apglabātu savu vīru, atraitnei bija jāpārdod sienas pulkstenis, un viņas vecais draugs Aleksejs Pjaterikovs pievienoja nelielu summu. Šo naudu izmantoja lielā izgudrotāja apglabāšanai.