Sadržaj:

Šta je Kulibin izmislio?
Šta je Kulibin izmislio?

Video: Šta je Kulibin izmislio?

Video: Šta je Kulibin izmislio?
Video: Джаред Дайамонд: Как процесс старения общества может улучшиться 2024, Marš
Anonim

Svi znaju da je Kulibin veliki ruski izumitelj, mehaničar i inženjer. Njegovo prezime je odavno postalo uobičajena imenica u ruskom jeziku. Ali, kako je pokazalo nedavno istraživanje, samo pet posto ispitanika može navesti barem jedan njegov izum. Kako to? Odlučili smo da provedemo mali obrazovni program: pa, šta je izmislio Ivan Petrovič Kulibin?

Ivan Petrovič, koji je rođen u naselju Podnovye u blizini Nižnjeg Novgoroda 1735. godine, bio je neverovatno talentovana osoba. Mehanika, inženjering, časovničarstvo, brodogradnja - sve se raspravljalo u veštim rukama ruskog samouka. Bio je uspješan i bio je blizak s caricom, ali u isto vrijeme nijedan njegov projekt, koji bi mogao olakšati život običnim ljudima i doprinijeti napretku, nije ni propisno finansiran, niti implementiran od strane države. Dok su zabavni mehanizmi - smiješni automati, dvorski satovi, samohodni topovi - bili financirani s velikom radošću.

Plovni brod

Krajem 18. stoljeća najčešći način podizanja tereta na brodovima protiv struje bio je burlački rad - težak, ali relativno jeftin. Postojale su i alternative: na primjer, brodovi na motore koje su pokretali volovi. Struktura strojne posude bila je sljedeća: imala je dva sidra, čija su užad bila pričvršćena za posebnu osovinu. Jedno od sidara na čamcu ili uz obalu isporučeno je naprijed 800-1000 m i osigurano. Volovi koji su radili na brodu okretali su osovinu i uvijali sidreno uže, povlačeći brod na sidro protiv struje. U isto vrijeme, drugi čamac je nosio drugo sidro naprijed - tako je osiguran kontinuitet kretanja.

Slika
Slika

Kulibin je došao na ideju kako bez volova. Njegova ideja je bila da koristi dva lopatica. Struja je, rotirajući točkove, prenosila energiju na osovinu - sidreno uže je namotano, a brod se sam povukao na sidro koristeći energiju vode. U procesu rada, Kulibin je stalno bio ometan narudžbama za igračke za kraljevsko potomstvo, ali je uspio dobiti sredstva za proizvodnju i instalaciju svog sistema na malom brodu. Godine 1782., natovaren sa skoro 65 tona (!) pijeska, pokazao se pouzdanim i mnogo bržim od broda na volovima ili burlatima.

Godine 1804, u Nižnjem Novgorodu, Kulibin je izgradio drugi plovni put, koji je bio dvostruko brži od burlačkog veza. Ipak, odjel za vodne komunikacije pod Aleksandrom I odbio je tu ideju i zabranio financiranje - vodni putevi se nisu širili. Mnogo kasnije, u Europi i Sjedinjenim Državama pojavili su se kapistani - brodovi koji su se dovukli na sidro koristeći energiju parne mašine.

Slika
Slika

Vijčani lift

Najčešći sistem liftova danas je kabina sa vitlom. Liftovi s vitlom su stvoreni mnogo prije Otisovih patenata sredinom 19. stoljeća - slične strukture su bile u funkciji u starom Egiptu, pokretane su vučnim životinjama ili snagom robova. Sredinom 1790-ih, ostarjela i pretila Katarina II naručila Kulibin da razvije zgodan lift za kretanje između spratova Zimskog dvorca. Ona je svakako htjela dizalicu, a pred Kulibinom se pojavio zanimljiv tehnički problem. Na takav lift, otvoren odozgo, bilo je nemoguće pričvrstiti vitlo, a ako "podignete" stolicu vitlom odozdo, to bi izazvalo neugodnosti putniku. Kulibin je duhovito riješio pitanje: osnova stolice bila je pričvršćena na dugu osovinu-šraf i pomicala se duž nje kao matica. Katarina je sjela na svoj mobilni tron, sluga je zavrnuo ručku, rotacija se prenijela na osovinu, a ona je podigla stolicu na galeriju na drugom spratu. Kulibin šraf lift je završen 1793. godine, dok je Elisha Otis izgradio drugi takav mehanizam u istoriji u Njujorku tek 1859. godine. Nakon Katarinine smrti, lift su koristili dvorjani za zabavu, a potom su ga zazidali. Danas su sačuvani crteži i ostaci mehanizma za podizanje.

Teorija i praksa mostogradnje

Od 1770-ih do ranih 1800-ih, Kulibin je radio na stvaranju stacionarnog mosta s jednim rasponom preko Neve. Napravio je radni model, na kojem je proračunao sile i naprezanja u raznim dijelovima mosta - uprkos činjenici da teorija konstrukcije mosta u to vrijeme još nije postojala! Kulibin je empirijski predvidio i formulirao niz zakona otpornosti materijala, koji su potvrđeni mnogo kasnije. U početku je pronalazač razvio most o svom trošku, ali je grof Potemkin izdvojio novac za konačni izgled. Model u razmeri 1:10 dostigao je dužinu od 30 m.

Svi proračuni mostova predstavljeni su Akademiji nauka i verifikovani od strane čuvenog matematičara Leonarda Eulera. Pokazalo se da su proračuni bili tačni, a testovi modela su pokazali da most ima ogromnu marginu sigurnosti; njegova visina je dozvoljavala jedrenjacima da prolaze bez ikakvih posebnih operacija. Uprkos odobrenju Akademije, Vlada nije izdvojila sredstva za izgradnju mosta. Kulibin je nagrađen medaljom i dobio nagradu, do 1804. treći model je potpuno istrunuo, a prvi stalni most preko Neve (Blagoveščenski) izgrađen je tek 1850. godine.

Kulibin se 1810-ih bavio razvojem željeznih mostova. Pred nama je projekat trolučnog mosta preko Neve sa visećim kolovozom (1814). Kasnije je izumitelj izradio projekat za složeniji četverolučni most.

Godine 1936. izvršen je eksperimentalni proračun Kulibinskog mosta korištenjem modernih metoda i pokazalo se da ruski samouk nije napravio nijednu grešku, iako je u njegovo vrijeme većina zakona čvrstoće materijala bila nepoznata. Metoda izrade modela i njegovog ispitivanja za potrebe proračuna čvrstoće mostovske konstrukcije kasnije je postala široko rasprostranjena, do koje su različiti inženjeri dolazili u različito vrijeme nezavisno. Kulibin je također bio prvi koji je predložio korištenje rešetkastih rešetki u izgradnji mosta - 30 godina prije američkog arhitekte Itiel Towna koji je patentirao ovaj sistem.

Preko mosta preko Neve

Unatoč činjenici da nijedan ozbiljan Kulibinov izum nije bio istinski cijenjen, on je imao mnogo više sreće od mnogih drugih ruskih samouka, koji ili nisu smjeli ni na prag Akademije nauka, ili su poslani kući sa 100 rubalja. nagrade i preporuke da se više ne miješaju u vlastiti posao.

Čuveni jednokrilni most preko Neve - kako bi izgledao da je izgrađen. Kulibin je svoj proračun izveo na modelima, uključujući i u mjerilu 1:10.

Samostalna kolica i druge priče

Često se Kulibinu, pored dizajna koje je zaista izmislio, pripisuju i mnogi drugi, koje je zaista poboljšao, ali nije bio prvi. Na primjer, Kulibin se vrlo često pripisuje izumu skutera na pedale (prototip velomobila), dok je takav sistem 40 godina ranije kreirao drugi ruski samouki inženjer, a Kulibin je bio drugi. Pogledajmo neke od uobičajenih zabluda.

Slika
Slika

Kulibinova kolica koja se sama pokreću odlikovala su se složenim pogonskim sistemom i zahtijevala su značajne napore od vozača. Bio je to drugi velomobil u istoriji.

Tako je 1791. godine Kulibin sagradio i predstavio Akademiji nauka samohodnu kočiju, "samohodna invalidska kolica", koja je u suštini bila prethodnica velomobila. Dizajniran je za jednog putnika, a automobilom je upravljao sluga koji je stajao na petama i naizmjenično pritiskao pedale. Samovozna kočija je neko vrijeme služila kao atrakcija za plemstvo, a onda se izgubila u istoriji; sačuvani su samo njeni crteži. Kulibin nije bio izumitelj velomobila - 40 godina prije njega, drugi samouki pronalazač Leontij Šamšurenkov (poznat posebno po razvoju sistema za podizanje Car Bella, koji nikada nije korišten za svoju svrhu), napravio je samouki invalidska kolica sličnog dizajna u Sankt Peterburgu. Dizajn Šamšurenkova bio je dvosjed, au kasnijim crtežima izumitelj je planirao izgraditi samohodne sanke s verstometrom (prototip brzinomjera), ali, nažalost, nije dobio odgovarajuća sredstva. Poput Kulibinovog skutera, Šamšurenkovljev skuter nije preživio do danas.

Slika
Slika

Čuveni sat sa jajima, koji je radio Kulibin 1764-1767 i poklonio Katarini II za Uskrs 1769. Ponajviše zahvaljujući ovom poklonu, Kulibin je vodio radionice na Sankt Peterburškoj akademiji nauka. Sada se čuvaju u Ermitažu.

Proteza za noge

Na prelazu iz 18. u 19. vek, Kulibin je Medicinsko-hirurškoj akademiji u Sankt Peterburgu predstavio nekoliko projekata "mehaničkih nogu" - proteza donjih ekstremiteta koje su u to vreme bile veoma savršene, sposobne da simuliraju izgubljenu nogu iznad koleno (!). "Tester" prve verzije proteze, napravljene 1791. godine, bio je Sergej Vasiljevič Nepejcin - u to vreme poručnik koji je izgubio nogu tokom napada na Očakov. Nakon toga, Nepeitsyn se popeo do čina general-majora i od vojnika dobio nadimak Gvozdena noga; vodio je pun život, a nisu svi pogodili zašto je general lagano šepao. Protezu Kulibinovog sistema, uprkos pozitivnim kritikama lekara iz Sankt Peterburga na čelu sa profesorom Ivanom Fedorovičem Bušom, vojno odeljenje je odbilo, a kasnije je u Francuskoj počela serijska proizvodnja mehaničkih proteza koje oponašaju oblik noge.

Slika
Slika

Spotlight

Godine 1779. Kulibin, koji je volio optičke uređaje, predstavio je javnosti Sankt Peterburga svoj izum - reflektor. Sistemi reflektirajućih ogledala postojali su i prije njega (posebno su se koristili na svjetionicima), ali je Kulibin dizajn bio mnogo bliži modernom reflektoru: jedna svijeća, koja se reflektirala od reflektora ogledala smještenih u konkavnoj hemisferi, davala je snažan i usmjeren tok svjetlo. "Čudesni fenjer" pozitivno je primljen od strane Akademije nauka, hvaljen u štampi, odobren od carice, ali je ostao samo za zabavu i nije služio za osvetljavanje ulica, kako je Kulibin u početku verovao. Sam majstor je naknadno napravio niz reflektora za pojedinačne narudžbe brodovlasnika, a napravio je i kompaktni fenjer za kočiju na bazi istog sistema - to mu je donijelo određeni prihod. Majstori su bili iznevjereni nedostatkom zaštite autorskih prava - drugi majstori su počeli da prave velike kočije "Kulibin lampione", što je umnogome obezvrijedilo izum.

Reflektor, stvoren 1779. godine, ostao je tehnički trik. U svakodnevnom životu samo su se manje verzije koristile kao lampioni na vagonima.

Šta je još Kulibin uradio?

- Osnovao je rad radionica pri Sankt Peterburškoj akademiji nauka, gde se bavio izradom mikroskopa, barometara, termometara, teleskopa, vaga, teleskopa i mnogih drugih laboratorijskih instrumenata. - Popravljen planetarijum Sankt Peterburške akademije nauka. - Smislio je originalan sistem za lansiranje brodova u vodu. - Napravio prvi optički telegraf u Rusiji (1794), poslat Kunst-kameri kao kuriozitet. - Razvio prvi u Rusiji projekat gvozdenog mosta (preko Volge). - Izgrađena sejalica koja obezbeđuje ujednačenu setvu (nije izgrađena). - Uređen vatromet, kreirane mehaničke igračke i automati za zabavu plemstva. - Popravljen i samostalno montiran veliki broj satova različitih rasporeda - zidni, podni, toranj.

Perpetualni motor

Mnogo je napisano o izumima samog Ivana Kulibina. Ali biografi su oduvek pokušavali da ignorišu njegov rad na perpetual motoru, koji, čini se, ne slika briljantnog mehaničara.

Ideja da se počne sa izmišljanjem čudotvornog motora potekla je u Kulibinu početkom 70-ih godina 18. veka, kada je radio kao mehaničar na Sankt Peterburškoj akademiji nauka. Eksperimenti na vječnom motoru oduzeli su mu ne samo vrijeme i trud, već i značajna lična sredstva, prisiljavajući ga da se zaduži.

U to vrijeme zakon održanja energije još nije bio precizno potkrijepljen. Kulibin nije imao solidno obrazovanje, a njemu, samoukom mehaničaru, bilo je teško razumjeti ovo teško pitanje. Ni ljudi oko njega nisu mogli pomoći. Neki nisu znali kako da jasno objasne njegovu zabludu. Drugi sami nisu bili uvjereni da energija ne nastaje ni iz čega i da ne nestaje nigdje. Konačno, drugi su i sami vjerovali da je vječni motor moguć i ohrabrili su Kulibina da nastavi potragu.

Među potonjim je, na primjer, bio poznati pisac i novinar Pavel Svinin. U svojoj knjizi o Kulibinu, objavljenoj 1819. godine, godinu dana nakon smrti Ivana Petroviča, on je, pozivajući se na Kulibin vječni motor, napisao: „Šteta što nije uspio da dovrši ovaj važan izum. Možda bi bio sretniji od svojih prethodnika, koji su se zaustavili na ovom kamenu spoticanja; možda bi dokazao da vječno kretanje nije himera mehanike…"

Iznenađujuće, čak je i veliki Leonard Euler podržao Kulibinov rad na pronalasku vječnog motora.' „Zanimljivo je primetiti“, pisao je Svinin, „da je Kulibina na ovo otkriće ohrabrio čuveni matematičar Ojler, koji je, na pitanje šta misli o perpetualnom kretanju, odgovorio da smatra da ono postoji u prirodi i misli da će biti pronađeni na neki srećan način. poput otkrivenja koja su se ranije smatrala nemogućim. A Kulibin se uvijek obraćao autoritetu Eulera kada je morao od kritičara braniti ideju o vječnom motoru.

Akademija Izvestia objavila je članak pod naslovom "Savjet onima koji sanjaju o izmišljanju vječnog ili beskonačnog pokreta". U njemu je pisalo: „Potpuno je nemoguće izmisliti kontinuirano kretanje… Ove beskorisne studije su izuzetno štetne jer su ponajviše (posebno) zato što su uništile mnoge porodice i mnoge vješte mehaničare koji su svojim znanjem mogli pružiti velike usluge društvu, izgubili, do rješenja ovog problema, sve svoje imovine, vremena i truda."

Niko ne zna da li je Kulibin pročitao ovaj članak. Poznato je samo da je i pored mišljenja Akademije nauka nastavio da radi na perpetual motoru sa svojom karakterističnom tvrdoglavošću sa uvjerenjem da će i ovaj problem prije ili kasnije biti riješen.

Kulibin je razvio niz modela svog automobila. Za osnovu je uzeo staru ideju, poznatu još iz vremena Leonarda da Vinčija, a to je: točak u kojem se kreću utezi. Potonji su trebali da zauzmu poziciju koja sve vreme remeti ravnotežu, i da izazove naizgled neprekidnu rotaciju točka.

U inostranstvu su radili i na stvaranju perpetual motora. Kulibin je pomno pratio ove radove prema porukama koje su mu stizale. A jednom, 1796. godine, prema naredbi Katarine II, čak je imao priliku razmotriti i ocijeniti jedan od takvih stranih projekata. Bio je to vječni motor njemačkog mehaničara Johanna Friedricha Heinlea.

Ivan Petrovič ne samo da je "sa najvećom pažnjom i marljivošću" proučavao crtež i opis stranog perpetuum mobile-a, već je napravio i njegov model. Sastojao se od dvije ukrštene cijevi sa mijehom napunjenim tekućinom. Uz rotaciju takvog krsta, tečnost bi tekla kroz cijevi iz jednog mijeha u drugi. Ravnoteža je, prema pronalazaču, trebalo da bude izgubljena, a ceo sistem je trebalo da bude u stalnom kretanju.

Heinleov model motora se, naravno, pokazao neispravnim. Provodeći eksperimente s njom, Kulibin, kako je napisao, "u tom uspjehu nije pronašao ono što je želio". Ali to nije nimalo poljuljalo njegovu vjeru u sam princip perpetual pokreta.

U jesen 1801. Ivan Petrovič se vratio iz Sankt Peterburga u svoju domovinu, u Nižnji Novgorod. Čak ni ovdje nije napustio svoju neuspješnu potragu za perpetual motionom. Prošlo je mnogo vremena, došla je 1817. godina. A onda je jednog dana u prestoničkim novinama "Ruski invalid" za 22. septembar, Kulibin pročitao članak koji mu je zvučao kao grom. U bilješci se navodi da je izvjesni mehaničar po imenu Petere iz Mainza "konačno izumio takozvani perpetuum mobile, koji je bio uzaludan vekovima."

Slika
Slika

Nadalje, opisan je i sam motor koji je imao oblik kotača prečnika 8 stopa i debljine 2 stope: „Kreće se svojom vlastitom silom i bez ikakve pomoći opruga, žive, vatre, električne ili galvanske sile. Njegova brzina premašuje vjerovatnoću. Ako ga pričvrstite na kočiju ili invalidska kolica, možete putovati 100 francuskih milja za 12 sati, penjući se na najstrmije planine."

Ova vijest (naravno, lažna) je starog pronalazača izazvala nevjerovatno uzbuđenje. Činilo mu se da je Petar prisvojio njegove ideje, ukrao njegovu voljenu zamisao, kojoj je on, Kulibin, dao mnogo decenija mukotrpnog rada. U grozničavoj žurbi počeo je da se obraća svima koji su imali moć i uticaj, uključujući cara Aleksandra I.

Onda je oprez ostavljen po strani, tajnovitost zaboravljena. Sada je Kulibin iskreno napisao da je dugo radio na stvaranju "mašine vječnog kretanja", da nije daleko od rješavanja ovog problema, ali su mu potrebna sredstva za nastavak završnih eksperimenata. U "molbenim bilješkama" podsjetio je na svoje prethodne zasluge i izrazio želju da se vrati u službu u glavnom gradu kako bi se izgradio željezni most preko Neve, i što je najvažnije, da bi se nastavilo stvaranje vječnog motora.

Kulibinov zahtjev za dozvolu da se vrati u Sankt Peterburg je delikatno odbijen. Izgradnja željeznog mosta smatrana je preskupom. O vječnom motoru su ćutali.

Sve do poslednjih dana Ivana Petroviča nije ga napuštao njegov dragi san o „mašini večnog kretanja“, tiraninski san, kako ga je nazvao jedan od Kulibinovih biografa. Bolesti su ga sve više obuzimale. Mučio me otežano disanje i "drugo nezdravo". Sada je retko izlazio napolje. Ali čak iu krevetu, u jastucima, tražio je da pored sebe stavi crteže "mašine perpetum-motion". Čak i noću, u nesanici, pronalazač se iznova vraćao ovoj kobnoj mašini, pravio neke ispravke u starim crtežima, crtao nove.

Ivan Petrovič Kulibin umro je 30. jula (stari stil) 1818. godine u 83. godini, umro je tiho, kao da spava. Njegova porodica je ostala u ekstremnom siromaštvu. Da bi sahranila muža, udovica je morala da proda zidni sat, a njen stari prijatelj Aleksej Pjaterikov dodao je malu količinu. Ovaj novac je upotrijebljen za sahranu velikog pronalazača.

Preporučuje se: