Кулибин, иван петрович

Фамилии нарицательные

Фамилия Кулибина стала нарицательной в значении «мастер на все руки». Это не уникальный случай: слова «пульман», «дизель», «реглан», «ватман» и другие также произошли от имен собственных. Чаще всего изобретение просто получало название по имени изобретателя, но фамилию Кулибина сделала именем нарицательным народная молва. Мы собрали еще несколько подобных историй. Слово «бойкот» произошло от фамилии британского капитана Чарльза Бойкотта (1832−1897), который был управляющим ирландских угодий крупного землевладельца лорда Эрна. В 1880 году ирландские рабочие отказались работать на Бойкотта из-за собачьих условий аренды. Борьба Бойкотта с забастовщиками привела к тому, что люди стали игнорировать управляющего, будто того вовсе не существовало: его не обслуживали в магазинах, с ним не разговаривали. Это явление получило название «бойкот». Слово «силуэт» появилось благодаря назначению на должность генерального контролера (министра) финансов Франции Этьена де Силуэта (1709−1767). Министром он стал после Семилетней войны, ввергшей Францию в кризис. Силуэт был вынужден обложить налогами практически все признаки богатства — от дорогих штор до прислуги, и богачи маскировали свои состояния, покупая дешевые вещи. Предметы обихода, маскирующие богатство, стали называться вещами-силуэтами, а в середине XIX века такое название получила самая простая и дешевая разновидность живописи — обвод по контуру. Слово «хулиган» появилось в полицейских отчетах Лондона в 1894 году при описании молодежных банд, хозяйствовавших в районе Ламбет. Их называли Hooligan Boys по аналогии с уже известным полиции лондонским вором Патриком Хулигэном. Словечко подхватила пресса и вознесла его в ранг целого явления под названием hooliganism (хулиганство).

Самобеглая коляска и другие истории

Нередко Кулибину, помимо действительно изобретенных им конструкций, приписывают множество других, которые он действительно совершенствовал, но не был первым. Например, Кулибину очень часто приписывают изобретение педальной самокатки (прообраза веломобиля), в то время как такую систему создал на 40 лет раньше другой русский инженер-самоучка, а Кулибин был вторым. Рассмотрим некоторые из распространенных заблуждений.

Итак, в 1791 году Кулибин построил и представил Академии наук самодвижущийся экипаж, «самобеглую коляску», по сути являвшуюся предшественницей веломобиля. Она была рассчитана на одного пассажира, а в движение машину приводил слуга, стоящий на запятках и поочередно давящий на педали. Самобеглая коляска некоторое время служила аттракционом для знати, а затем затерялась в истории; сохранились только ее чертежи. Кулибин не был изобретателем веломобиля — за 40 лет до него аналогичную по конструкции самобеглую коляску построил в Петербурге другой изобретатель-самоучка Леонтий Шамшуренков (известный в частности, разработкой системы подъема Царь-колокола, которая так и не была использована по назначению). Конструкция Шамшуренкова была двухместной, в более поздних чертежах изобретатель планировал построить самоходные сани с верстомером (прообразом спидометра), но, увы, не получил должного финансирования. Как и самокатка Кулибина, самокатка Шамшуренкова до наших дней не дошла.

Вечный двигатель

Об изобретениях самого Ивана Кулибина написано немало

Но биографы всегда старались обойти вниманием его работу над вечным двигателем, которая, казалось, не красит гениального механика.
Мысль заняться изобретением чудо-двигателя зародилась у Кулибина в начале 70-х годов XVIII века, когда он служил механиком при Петербургской академии наук. Опыты над вечным двигателем отнимали у него не только время и силы, но и немалые личные средства, заставляя влезать в долги.
В те времена закон сохранения энергии еще не был точно обоснован

Кулибин не имел солидного образования, и ему, механику-самоучке, трудно было разобраться в этом непростом вопросе. Люди, окружавшие его, также не могли помочь. Одни не умели ясно объяснить его заблуждение. Другие сами не были убеждены в том, что энергия из ничего не берется и никуда не исчезает. Наконец, третьи сами верили, что вечный двигатель возможен, и побуждали Кулибина продолжать поиски.
К числу последних относился, например, известный писатель и журналист Павел Свиньин

В своей книге о Кулибине, изданной в 1819 году, спустя год после смерти Ивана Петровича, он, имея в виду кулибинский вечный двигатель, писал: «Жаль, что не удалось ему кончить сего важного изобретения. Может быть, он был бы счастливее своих предшественников, останавливавшихся на сем камне преткновения; может быть, он доказал бы, что вечное движение не есть химера механики…»
Удивительно, но работу Кулибина по изобретению вечного двигателя поддерживал даже великий Леонард Эйлер.’ «Любопытно заметить, — писал Свиньин, — что Кулибин поощрен был к сему открытию знаменитым математиком Эйлером, который на вопрос, какого он мнения насчет вечного движения, отвечал, что почитает его существующим в природе и думает, что оно обретется каким-нибудь счастливым образом, подобно откровениям, почитаемым до того невозможными»

И Кулибин всегда обращался к авторитету Эйлера, когда ему приходилось защищать идею вечного двигателя от критиков.
В «Известиях» академии была напечатана статья «Совет мечтающим об изобретении вечного или бесконечного движения». В ней говорилось: «Изобресть непрерывное движение совсем невозможно… Сии бесполезные исследования крайне вредны потому наипаче (особенно), что от них многие семейства разорились и многие искусные механики, которые могли бы оказать обществу знанием своим великие услуги, потеряли, достигая до решения сей задачи, все свое имение, время и труды».
О том, читал ли эту статью Кулибин, никто не знает. Известно только, что несмотря на мнение Академии наук он со свойственным ему упорством продолжал работать над вечным двигателем с уверенностью, что даже эта задача будет рано или поздно решена.
Кулибин разработал целый ряд моделей своей машины. За основу он взял старую идею, известную еще со времен Леонардо да Винчи, а именно: колесо с перемещающимися внутри него грузами. Последние должны были все время занимать положение, нарушающее равновесие, и вызывать, казалось бы, безостановочное вращение колеса.
За рубежом тоже работали над созданием вечного двигателя. Кулибин внимательно следил за этими работами по доходившим до него сообщениям. А однажды, в 1796 году, согласно повелению Екатерины II, ему довелось даже рассматривать и оценивать один из таких иностранных проектов. Это был вечный двигатель немецкого механика Иоганна Фридриха Гейнле.
Иван Петрович не только «с наивозможным тщанием и прилежностью» изучил чертеж и описание иноземного перпетуум-мобиле, но и сделал его модель. Она состояла из двух перекрещивающихся трубок с мехами, наполненными жидкостью. При вращении такого креста жидкость по трубкам перетекала бы из одних мехов в другие. Равновесие, по мысли изобретателя, должно было теряться, и вся система — приходить в вечное движение.
Модель двигателя Гейнле, конечно, оказалась неработоспособной. Проводя с ней опыты, Кулибин, как он писал, «не нашел желаемого в том успеху». Но это нисколько не поколебало его веру в сам принцип вечного движения.
Осенью 1801 года Иван Петрович возвратился из Петербурга на родину, в Нижний Новгород. Он и здесь не оставил свои безуспешные поиски вечного движения. Прошло много времени, наступил 1817 год. И вот однажды в столичной газете «Русский инвалид» за 22 сентября Кулибин прочел заметку, прозвучавшую для него подобно грому. В заметке сообщалось, что некий механик Петере из Майнца «изобрел, наконец, так называемое вечное движение (perpetuum mobile), которого тщетно изыскивали в продолжение многих веков».

Первая идея моста через Неву

Столица нуждалась в стабильной переправе через Неву. Существовавшие тогда наплавные мосты приходилось разводить во время ледохода. Конструкция одноарочного моста, предложенного Кулибиным, решала эту проблему.

Спроектировав 300-метровый однопролетный мост, инженер создал его модель в одну десятую оригинала. Она была установлена и успешно испытана в Таврическом саду на глазах скептиков и сомневающихся. Однако мост через Неву по проекту Кулибина так и не был построен.

Рис. 1. Проект однопролетного моста через Неву

Его конструкция была передовой для своего времени и отвечала требованиям, заявленным в конкурсе на мост через Темзу. Этот конкурс укрепил русского изобретателя в мысли, что его идеи отвечают духу времени и отражают реальные запросы города.

Изобретения великого русского механика

Кулибин Иван Петрович и его изобретения поражают широтой своей мысли и неординарностью. Так, великий русский механик сконструировал и модернизировал следующие проекты.

Гидравлическое устройство перекачки воды.

В 13 лет И. Кулибин создал гидравлическое устройство для налива воды в пруд и перекачки лишней жидкости из источника. Внедрение этого аппарата помогло нормализовать процесс размножения рыбы в пруду.

Часы с кукушкой.

На то время придумал совмещение механики часов со звуком.

Новые функциональные часы.

В период с 1764 г. по 1769 г. придумал и воплотил свои рационализаторские идеи при создании нового часового механизма. Оригинальной была форма часов в виде гусиного яйца. Самое уникальное – это их устройство. Часы показывали не только секунды и часы, но также времена года и фазы Луны, при этом они каждый час открывались, а в полдень играла музыка. На циферблате был изображен храм Воскресения.

Зрительные трубы, телескоп, микроскоп и электрическая машина.

Неполный перечень достаточно сложных технических устройств, которые Иван Петрович сделал по образцам.

Проект мостов через реки Нева и Волга.

Спроектировал мост в один пролет через реку Нева, при этом длина моста предполагалась в 298,704 метра (140 саженей, 1 сажень — 2,1336 метра). Знаменитый академик Леонард Эйлер проверил все вычисления И. П. Кулибина, отметив точность и правильность всех математических расчетов. После этого он напечатал об этом в Академию Наук. Практические испытания модели, которая была уменьшена в 10 раз, были проведены 27 декабря 1776 года во дворе Академии Наук Российской империи. И они были успешны.

Проект железного моста в три проема через Волгу был совершенен.

И в наше время многие выдающиеся инженеры отзываются о конструкциях И. П. Кулибина как наиболее рациональных, поскольку мост поддерживается аркой, а раскосная система предотвращает его изгиб.

Фонарь с отражающими стеклами.

И. П. Кулибин усовершенствовал фонарь за счет установки отражающих стекол, что усилило силу света до 25,5 км. Данное изобретение стало использоваться для света маяков, освещения длинных галерей и т.д.

Прототипы будущих протезов.

Иван Петрович первый в мире разработал и стал делать механические руки и ноги для ампутированных частей тела. Данная идея протезирования на практике в полном масштабе начала реализовываться во Франции после войны с Россией (1812-1813 гг.).

Устройство для открывания форточек на окнах.

Современный способ открывания и закрывания окон с помощью веревок первым придумал И. П. Кулибин. Он предложил открывать форточки в Царскосельском дворце, которые располагались высоко от земли, с помощью шнурков.

Освещение помещений с помощью зеркал.

Иван Петрович придумал освещать темные помещения и коридоры во дворце императрицы с помощью зеркал, которые усиливают дневной свет.

Уникальные фейерверки.

Создал оригинальные на то время комнатные фейерверки, огненные фонтаны, ракеты. При их запуске в помещении не оставалось следов пороха и дыма.

Проект судна, которое двигалось против течения.

Передовой на то время проект судна, которое за счет движения встречной воды двигалось без парусов против течения. Такое изобретение успешно прошло все испытания в 1806 году, и Иван Петрович ходатайствовал о постройке данного типа кораблей в России.

И это не полный перечень изобретений И. П. Кулибина.

Наш соотечественник не только придумывал сложные механические устройства, но и успешно решал другие проблемы, связанные с механикой. Причем другие ученые не могли справиться с такими задачами. Так он с легкостью решил следующие задачи:

• починил сложный механизм машины, которая демонстрировала движение планет в Академии Наук;
• создал автомат, который играл в шашки и давал посетителям различные советы;
• сконструировал устройство для безопасного передвижения емкостей с расплавленным стеклом на заводе;
• придумал и сделал подъемную машину по винтовой лестнице для императрицы, причем кресло двигалась без каких-либо канатов и цепей;
• решил задачу по спуску корабля «Благодать» с 130 пушками на борту, который застрял на эллинге, и строители «опустили руки».

Сам Кулибин Иван Петрович и его изобретения были уникальными для того времени. Проекты их основывались на глубоких знаниях законов механики и физики. К сожалению, многие идеи не были воплощены в жизнь.

Протез ноги

На рубеже XVIII—XIX вв.еков Кулибин представил Санкт-Петербургской Медико-хирургической академии несколько проектов «механических ног» — весьма совершенных по тем временам протезов нижних конечностей, способных сымитировать потерянную выше колена (!) ногу. «Испытателем» первого варианта протеза, сделанного в 1791 году, стал Сергей Васильевич Непейцын — на тот момент поручик, потерявший ногу при штурме Очакова. Впоследствии Непейцын дослужился до генерал-майора и получил у солдат прозвище Железная Нога; он вел полноценную жизнь, и не все догадывались, почему генерал чуть-чуть прихрамывает. Протез системы Кулибина, несмотря на благоприятные отзывы петербургских медиков во главе с профессором Иваном Федоровичем Бушем, был отвергнут военным ведомством, а серийное производство механических протезов, имитирующих форму ноги, позже началось во Франции.

Фонарь-прожектор, созданный в 1779 году, так и остался технической диковинкой. В быту — в качестве фонарей на экипажах — применялись лишь его уменьшенные версии.

Винтовой лифт

Наиболее распространенная лифтовая система на сегодняшний день представляет собой кабину на лебедках. Лебедочные лифты были созданы задолго до патентов Отиса середины XIX века — подобные конструкции действовали еще в Древнем Египте, приводились в движение они тягловыми животными или рабской силой.

В середине 1790-х годов стареющая и разжиревшая Екатерина II поручила Кулибину разработать удобный лифт для передвижения между этажами Зимнего дворца. Она непременно хотела лифт-кресло, и перед Кулибиным встала интересная техническая задача. К подобному лифту, открытому сверху, нельзя было прицепить лебедку, а если «подхватывать» кресло лебедкой снизу, она бы доставила неудобство пассажиру. Кулибин решил вопрос остроумно: основание кресла крепилось к длинной оси-винту и двигалось по нему подобно гайке. Екатерина садилась на свой передвижной трон, слуга крутил рукоять, вращение передавалось на ось, и та поднимала кресло на галерею второго этажа. Винтовой лифт Кулибина был закончен в 1793 году, второй же в истории подобный механизм Элиша Отис построил в Нью-Йорке лишь в 1859-м. После смерти Екатерины лифт использовался придворными для развлечений, а затем был заложен кирпичом. На сегодняшний день сохранились чертежи и остатки подъемного механизма.

Знаменитый однопролетный мост через Неву — как он мог бы выглядеть, если бы был построен. Его расчет Кулибин выполнял на моделях, в том числе в масштабе 1:10.

Создал первые в истории модели подъемника для суден и лифта, но их не оценили

Кулибин решил создать автоматический механизм без волов, который приводился в действие вращением двух колес с лопастями. В 1782-м году он с успехом применил свое изобретение, с его помощью загрузив судно 65 тоннами песка. Казалось бы, бурлацкий труд теперь перестанет использоваться, но с приходом к власти императора Александра I в 1894-м году разработку Кулибина перестали финансировать.

Екатерина II в 1790-м году поручила Кулибину изобрести устройство, которое бы перемещало людей между этажами Зимнего Дворца. Причем императрица хотела получить лифт-кресло, так что изобретателю пришлось разрабатывать подъёмный механизм, который не был даже запланированным. Однако он с честью вышел из ситуации, создав винтовой лифт. Екатерина II садилась в кресло, слуга крутил рычаг, лифт поднимался. Сейчас эта технология кажется допотопной, но в те времена это был первый аналог современного лифта, а ведь подобный механизм только в 1859-м в Нью-Йорке построил Элиша Ортис.

Что еще изобрел инженер-самоучка

Вклад Ивана Кулибина в теорию и практику строительства мостов, судов, подъемных механизмов и других машин не ограничивался перечисленным. Иван Петрович создавал точные инструменты для навигации, астрономических и других научных исследований. Например, он сделал микроскоп без хроматических аберраций по проекту Эйлера, мощный прожектор с параболическим зеркалом, довел до совершенства технику шлифовки оптических стекол.

Императрица высоко оценила «дальнеизвещающую машину», семафор с проектом специальной башни. Код для шифровки сообщений Кулибин тоже придумал сам. Машина передавала информацию на расстояние прямой видимости, затем по цепочке таких башен — дальше.

Но признанием и восхищением знати пользовались в основном изобретения Кулибина для развлечения публики: хитроумные автоматы, сложные фейерверки, предметы роскоши.

Музыкальные золотые часы, заключенные в корпус в форме пасхального яйца, украшенного богатой чеканкой, уцелели до наших дней. Сложный механизм часов состоит из четырехсот деталей, часть которых приводит в движение множество фигурок механического театра.

Иван Петрович Кулибин: краткая биография

Жизнь русского изобретателя охватывает период с конца 18 века до начала 19 века. Будущий ученый родился в Нижнем Новгороде в семье мещанина, отец его торговал мукой, и это занятие было предначертано сыну. Юному мальчику не хотелось всю жизнь провести на базаре, с ранних лет его тянуло к занятиям механикой, практическому применению ее в жизни. Он не посещал школу, а самостоятельно выучился грамоте у дьячка. Тяга к знаниям была велика у Ивана, поэтому он самостоятельно выучил такие науки, как физика и химия.

Кроме того, он выучился игре на фортепиано, писал оды и хорошо пел.

Таланты будущего великого механика стали проявляться еще в раннем возрасте. Иван Кулибин своим изобретением убедил отца, что должен выбрать другую профессию, а не торговать мукой.

Чуть позже И. П. Кулибин сконструировал и представил императрице Екатерине ІІ удивительные на то время часы. Она оценила изобретение, и по ее распоряжению он был переведен в Петербург. На протяжении долгого времени Иван Петрович служил при Императорской Академии наук, состоял членом Вольного экономического общества и долгое время возглавлял работу Инструментальной палаты при Академии наук.

За выдающиеся заслуги И. П. Кулибин был жалован со стороны Екатерины ІІ и Александра І денежными премиями и удостоен особой золотой медали.

На протяжении жизни Иван Петрович был женат три раза, последний брак состоялся, когда ему исполнилось 70 лет. От всех браков у И.П. Кулибина появилось 11 детей: четыре сына и семь дочерей.

Всю свою жизнь Иван Петрович Кулибин неутомимо работал, тратя на свои проекты собственные средства, поэтому и умер в бедности. Могила с величайшим русским изобретателем находится в Нижнем Новгороде на Всехсвятском кладбище, где установлен памятник величайшему человеку.

Водоходное судно

В конце XVIII века самым распространенным способом подъема грузов на судах против течения был бурлацкий труд — тяжелый, но относительно недорогой. Существовали и альтернативы: например, машинные суда, приводимые в движение волами. Устройство машинного судна было следующим: оно имело два якоря, канаты которых крепились на специальном валу. Один из якорей на шлюпке или по берегу доставлялся вперед на 800−1000 м и закреплялся. Волы, работающие на судне, вращали вал и накручивали якорный канат, подтягивая судно к якорю против течения. В это же время другая шлюпка везла вперед второй якорь — так обеспечивалась непрерывность движения.

Кулибину пришла в голову мысль, как обойтись без волов. Его идея состояла в использовании двух колес с лопастями. Течение, вращая колеса, передавало энергию на вал — якорный канат накручивался, и судно подтягивало себя к якорю, используя энергию воды. В процессе работы Кулибина постоянно отвлекали заказами на игрушки для царских отпрысков, но он сумел выбить финансирование на изготовление и установку своей системы на небольшое судно. В 1782 году оно, нагруженное почти 65 т (!) песка, показало себя надежным и значительно более быстрым, нежели корабль на воловьей или бурлацкой тяге.

В 1804 году в Нижнем Новгороде Кулибин построил второй водоход, который был вдвое быстрее бурлацких расшив. Тем не менее департамент водных коммуникаций при Александре I отверг идею и запретил финансирование — водоходы так и не получили распространение. Гораздо позже в Европе и США появились кабестаны — суда, которые подтягивали себя к якорю, используя энергию парового двигателя.

Теория и практика мостостроения

С 1770-х вплоть до начала 1800-х Кулибин работал над созданием однопролетного стационарного моста через Неву. Он изготовил действующий макет, на котором рассчитал усилия и напряжения в различных частях моста — при том, что теории мостостроения на тот момент еще не существовало! Опытным путем Кулибин предсказал и сформулировал ряд законов сопромата, получивших подтверждение значительно позже. Сперва изобретатель разрабатывал мост на собственные средства, но на финальный макет ему выделил денег граф Потемкин. Модель масштабом 1:10 достигала длины в 30 м.

Все расчеты моста были представлены Академии наук и проверены знаменитым математиком Леонардом Эйлером. Выяснилось, что расчеты верны, а испытания модели показали, что мост имеет огромный запас прочности; его высота позволяла парусным судам проходить без каких-либо специальных операций. Несмотря на одобрение Академии, правительство так и не выделило средств на строительство моста. Кулибин был награжден медалью и получил премию, к 1804 году третья модель окончательно сгнила, а первый постоянный мост через Неву (Благовещенский) был построен лишь в 1850-м.

В 1936 году был проведен экспериментальный расчет кулибинского моста современными методами, и выяснилось, что русский самоучка не сделал ни одной ошибки, хотя в его время большинство законов сопромата были неизвестны. Методика изготовления модели и испытаний ее с целью силового расчета конструкции моста впоследствии получила широкое распространение, к ней в разное время независимо приходили различные инженеры. Также Кулибин первым предложил использовать в конструкции моста решетчатые фермы — за 30 лет до запатентовавшего эту систему американского архитектора Итиэля Тауна.
По мосту через Неву

Несмотря на то что ни одно серьезное изобретение Кулибина так и не было оценено по-настоящему, ему повезло значительно больше, чем многим другим русским самоучкам, которых либо не допускали даже на порог Академии наук, либо отправляли восвояси со 100 рублями премии и рекомендацией больше не лезть не в свое дело.

Прожектор

В 1779 году увлекавшийся оптическими приборами Кулибин представил петербургской публике свое изобретение — прожектор. Системы отражающих зеркал существовали и до него (в частности, использовались на маяках), но конструкция Кулибина была значительно ближе к современному прожектору: одна-единственная свеча, отражаясь от размещенных в вогнутой полусфере зеркальных отражателей, давала сильный и направленный поток света. «Чудесный фонарь» был положительно принят Академией наук, расхвален в прессе, одобрен императрицей, но остался лишь развлечением и не был применен для освещения улиц, как полагал Кулибин изначально. Сам мастер впоследствии изготовил ряд прожекторов по индивидуальным заказам кораблевладельцев, а также сделал на базе этой же системы компактный фонарь для кареты — это принесло ему определенный доход. Мастера подвело отсутствие защиты авторского права — каретные «кулибинские фонари» начали массово делать другие мастера, что сильно обесценило изобретение.

https://images1.popmeh.ru/upload/custom/fe0/fe00443bbc8966965c640cdb798f9c32.jpgФонарь-прожектор, созданный в 1779 году, так и остался технической диковинкой. В быту — в качестве фонарей на экипажах — применялись лишь его уменьшенные версии.

«Мама» оказалась скупа

При этом императрица еще умудрилась выгадать, положив жалованья своему русскому таланту на 2000 рублей меньше. Но Кулибин был рад и этому: в его понимании деньги были последнее дело, главное — престиж государства.

В первые годы своего пребывания в Санкт-Петербурге Иван Петрович занимался настоящим творчеством, тем более что под его руководством трудились такие же, как он, блистательные мастера: инструментальщик Петр Косарев, оптики — семья Беляевых. Как из рога изобилия посыпались изобретения: новые приборы и «всякие машины, которые… полезны в гражданской и военной архитектуре и в прочем».

Вот только далеко не полный перечень того, чему удивлялись современники: точные весы, морские компасы, сложные ахроматические телескопы, заменившие простые григорианские, и даже ахроматический микроскоп.

Иностранцы были просто в шоке, когда видели эти приборы, созданные русским изобретателем. В те времена в просвещенной Европе не имели инструментов и приспособлений, к примеру, для расточки и обработки внутренней поверхности цилиндров.

Впрочем, работать-то толком Ивану Петровичу не дали, так как заказы со стороны императрицы и придворных всех мастей порой опережали друг друга. Для Екатерины II Кулибин изобрел специальный лифт, поднимавший грузную царицу, для Потемкина — любителя шумных и красочных фейерверков — такие чудеса пиротехники, что ими могли гордиться и родоначальники этого вида забавы — китайцы.