Hva fant Kulibin opp?

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Alle vet at Kulibin er en stor russisk oppfinner, mekaniker og ingeniør. Etternavnet hans har lenge blitt et vanlig substantiv på russisk. Men, som vist av en fersk undersøkelse, kan bare fem prosent av de spurte nevne minst én av oppfinnelsene hans. Hvordan det? Vi bestemte oss for å gjennomføre et lite utdanningsprogram: så hva fant Ivan Petrovich Kulibin opp?

Ivan Petrovich, som ble født i Podnovye-bosetningen nær Nizhny Novgorod i 1735, var en utrolig talentfull person. Mekanikk, ingeniørfag, urmakeri, skipsbygging - alt kranglet i de dyktige hendene til en russisk selvlært. Han hadde suksess og var nær keiserinnen, men samtidig ble ingen av prosjektene hans, som kunne gjøre livet lettere for vanlige mennesker og bidra til fremgang, verken riktig finansiert, eller gjennomført av staten. Mens underholdningsmekanismer - morsomme automater, palassklokker, selvgående våpen - ble finansiert med stor glede.

Seilbart skip

På slutten av 1700-tallet var den vanligste metoden for å løfte last på skip mot strømmen burlak-arbeid - hardt, men relativt billig. Det fantes også alternativer: for eksempel motordrevne skip drevet av okser. Strukturen til maskinfartøyet var som følger: den hadde to ankere, hvis tau var festet til en spesiell aksel. Et av ankrene på båt eller langs land ble levert frem 800-1000 m og sikret. Oksene som jobbet på skipet roterte skaftet og vred ankertauet, og trakk skipet til ankeret mot strømmen. Samtidig bar en annen båt det andre ankeret frem - slik ble kontinuiteten i bevegelsen sikret.

Kulibin kom opp med ideen om hvordan man kan klare seg uten okser. Ideen hans var å bruke to skovlhjul. Strømmen, som roterte hjulene, overførte energi til akselen - ankertauet ble viklet, og skipet trakk seg til ankeret ved å bruke energien fra vannet. I prosessen med arbeidet ble Kulibin stadig distrahert av bestillinger på leker til det kongelige avkommet, men han klarte å få midler til produksjon og installasjon av systemet sitt på et lite skip. I 1782, lastet med nesten 65 tonn (!) sand, viste den seg å være pålitelig og mye raskere enn et skip drevet av okser eller burlat.

I 1804, i Nizhny Novgorod, bygde Kulibin en andre vannvei, som var dobbelt så rask som burlak-broderiet. Likevel avviste avdelingen for vannkommunikasjon under Alexander I ideen og forbød finansiering - vannveiene spredte seg ikke. Mye senere dukket capstans opp i Europa og USA - skip som dro seg til anker ved hjelp av energien fra en dampmaskin.

Skrue heis

Det vanligste heissystemet i dag er et vinsjet førerhus. Vinsjløfter ble opprettet lenge før Otis' patenter på midten av 1800-tallet - lignende strukturer var i drift i det gamle Egypt, de ble satt i gang av trekkdyr eller slavemakt. På midten av 1790-tallet bestilte den aldrende og overvektige Catherine II Kulibin for å utvikle en praktisk heis for å flytte mellom etasjene i vinterpalasset. Hun ville absolutt ha en heisstol, og et interessant teknisk problem dukket opp før Kulibin. Det var umulig å feste en vinsj til en slik heis, åpen ovenfra, og hvis du "plukker opp" stolen med en vinsj nedenfra, ville det forårsake ulemper for passasjeren. Kulibin løste spørsmålet vittig: Stolens sokkel var festet til en langakseskrue og beveget seg langs den som en mutter. Catherine satt på sin mobile trone, tjeneren vred på håndtaket, rotasjonen ble overført til akselen, og hun løftet stolen til galleriet i andre etasje. Kulibins skrueløft ble fullført i 1793, mens Elisha Otis bygde den andre slike mekanisme i historien i New York først i 1859. Etter Catherines død ble heisen brukt av hoffmennene til underholdning, og deretter ble den murt opp. I dag er tegninger og rester av løftemekanismen bevart.

Teori og praksis for brobygging

Fra 1770-tallet til tidlig på 1800-tallet arbeidet Kulibin med å lage en stasjonær bro med ett spenn over Neva. Han laget en arbeidsmodell, der han beregnet kreftene og spenningene i ulike deler av brua – til tross for at teorien om brukonstruksjon ennå ikke eksisterte på den tiden! Empirisk spådde og formulerte Kulibin en rekke lover om motstand mot materialer, som ble bekreftet mye senere. Først utviklet oppfinneren broen for egen regning, men grev Potemkin bevilget penger til den endelige utformingen. Modellen i skala 1:10 nådde en lengde på 30 m.

Alle broberegninger ble presentert for Vitenskapsakademiet og verifisert av den berømte matematikeren Leonard Euler. Det viste seg at beregningene stemte, og testene av modellen viste at brua hadde en enorm sikkerhetsmargin; høyden tillot seilskip å passere uten noen spesielle operasjoner. Til tross for Akademiets godkjenning har ikke regjeringen bevilget midler til bygging av brua. Kulibin ble tildelt en medalje og mottok en pris, i 1804 hadde den tredje modellen råtnet helt bort, og den første permanente broen over Neva (Blagoveshchensky) ble bygget først i 1850.

På 1810-tallet var Kulibin engasjert i utviklingen av jernbroer. Foran oss er prosjektet med en trebuet bro over Neva med en hengende kjørebane (1814). Senere opprettet oppfinneren et prosjekt for en mer kompleks firebuet bro.

I 1936 ble en eksperimentell beregning av Kulibinsky-broen utført ved hjelp av moderne metoder, og det viste seg at den russiske selvlærte ikke gjorde en eneste feil, selv om på hans tid de fleste lovene for materialers styrke var ukjente. Metoden for å lage en modell og teste den for styrkeberegningen av brokonstruksjonen ble senere utbredt; forskjellige ingeniører kom til den til forskjellige tider uavhengig. Kulibin var også den første som foreslo bruk av gitterstoler i konstruksjonen av broen – 30 år før den amerikanske arkitekten Itiel Town som tok patent på dette systemet.

Over broen over Neva

Til tross for at ikke en eneste seriøs oppfinnelse av Kulibin virkelig ble verdsatt, var han mye heldigere enn mange andre russiske selvlærte, som enten ikke var tillatt selv på terskelen til Vitenskapsakademiet, eller ble sendt hjem med 100 rubler av en premie og en anbefaling om ikke lenger å blande seg inn i egen virksomhet.

Den berømte enkeltspennsbroen over Neva – hvordan den kunne sett ut hvis den hadde blitt bygget. Kulibin utførte sin beregning på modeller, inkludert i skala 1:10.

Selvgående barnevogn og andre historier

Ofte blir Kulibin, i tillegg til designene han virkelig fant opp, kreditert med mange andre, som han virkelig forbedret, men ikke var den første. For eksempel blir Kulibin veldig ofte kreditert med oppfinnelsen av pedalscooteren (prototypen til velomobilen), mens et slikt system ble opprettet 40 år tidligere av en annen russisk selvlært ingeniør, og Kulibin var den andre. La oss se på noen av de vanlige misoppfatningene.

Kulibins selvkjørende barnevogn ble preget av et komplekst drivsystem og krevde betydelig innsats fra sjåføren. Det var den andre velomobilen i historien.

Så i 1791 bygde og presenterte Kulibin for Vitenskapsakademiet en selvgående vogn, en "selvgående rullestol", som egentlig var forgjengeren til velomobilen. Den var designet for én passasjer, og bilen ble kjørt av en tjener som sto på hælene og vekselvis trykket på pedalene. Den selvkjørende vognen fungerte som en attraksjon for adelen i noen tid, og så gikk den seg vill i historien; bare tegningene hennes har overlevd. Kulibin var ikke oppfinneren av velomobilen - 40 år før ham bygde en annen selvlært oppfinner Leonty Shamshurenkov (spesielt kjent for utviklingen av Tsar Bell-løftesystemet, som aldri ble brukt til det tiltenkte formålet), en selvlært rullestol av lignende design i St. Petersburg. Shamshurenkovs design var toseter, i senere tegninger planla oppfinneren å bygge en selvgående slede med verstometer (en prototype av et speedometer), men fikk dessverre ikke tilstrekkelig finansiering. Som Kulibins scooter har ikke Shamshurenkovs scooter overlevd til i dag.

Den berømte eggeklokken, arbeidet av Kulibin i 1764-1767 og presentert for Catherine II for påsken 1769. Mye takket være denne gaven ledet Kulibin workshopene ved St. Petersburgs vitenskapsakademi. De holdes nå i Eremitasjen.

Benprotese

Ved overgangen til 1700- og 1800-tallet presenterte Kulibin for St. Petersburg Medical-Surgical Academy flere prosjekter av "mekaniske ben" - proteser i underekstremitetene som var veldig perfekte på den tiden, i stand til å simulere et ben tapt over kne (!). "Testeren" av den første versjonen av protesen, laget i 1791, var Sergei Vasilyevich Nepeitsyn - på den tiden en løytnant som mistet beinet under stormingen av Ochakov. Deretter steg Nepeitsyn til rang som generalmajor og fikk kallenavnet Iron Leg fra soldatene; han levde et fullt liv, og ikke alle ante hvorfor generalen haltet litt. Kulibin-systemprotesen, til tross for gunstige anmeldelser fra St. Petersburg-leger ledet av professor Ivan Fedorovich Bush, ble avvist av militæravdelingen, og serieproduksjonen av mekaniske proteser som etterligner benets form begynte senere i Frankrike.

Søkelys

I 1779 presenterte Kulibin, som var glad i optiske enheter, sin oppfinnelse for St. Petersburg-publikummet - et søkelys. Systemer med reflekterende speil eksisterte før ham (spesielt ble de brukt på fyr), men Kulibins design var mye nærmere et moderne søkelys: et enkelt lys, som reflekterte fra speilreflektorer plassert i en konkav halvkule, ga en sterk og retningsbestemt strøm av lys. "Wonderful Lantern" ble positivt mottatt av Vitenskapsakademiet, rost i pressen, godkjent av keiserinnen, men den forble bare en underholdning og ble ikke brukt til å lyse opp gatene, slik Kulibin først trodde. Mesteren selv laget deretter en rekke lyskastere for individuelle bestillinger av redere, og laget også en kompakt lanterne for en vogn på grunnlag av det samme systemet - dette ga ham en viss inntekt. Mesterne ble sviktet av mangelen på opphavsrettslig beskyttelse - andre mestere begynte å lage storskala vogn "Kulibin-lykter", noe som kraftig devaluerte oppfinnelsen.

Søkelyset, opprettet i 1779, har forblitt en teknisk gimmick. I hverdagen ble det kun brukt mindre utgaver som lanterner på vogner.

Hva annet gjorde Kulibin?

– Han etablerte arbeidet med verksteder ved St. Petersburgs vitenskapsakademi, hvor han var engasjert i produksjon av mikroskoper, barometre, termometre, teleskoper, vekter, teleskoper og mange andre laboratorieinstrumenter. - Reparerte planetariet til St. Petersburgs vitenskapsakademi. – Han kom med et originalt system for å sette ut skip i vannet. - Laget den første optiske telegrafen i Russland (1794), sendt til Kunst-kameraet som en kuriositet. - Utviklet det første i Russland-prosjektet av en jernbro (over Volga). - Konstruerte en såmaskin som gir ensartet såing (ikke bygget). – Arrangerte fyrverkeri, laget mekaniske leker og automater til underholdning for adelen. - Reparert og monterte selvstendig mange klokker med forskjellige oppsett - vegg, gulv, tårn.

Evigbevegelsesmaskin

Mye er skrevet om oppfinnelsene til Ivan Kulibin selv. Men biografer har alltid prøvd å ignorere arbeidet hans på en evighetsmaskin, som, det virket, ikke maler en strålende mekaniker.

Ideen om å begynne å finne opp en mirakelmotor oppsto i Kulibin på begynnelsen av 70-tallet av 1700-tallet, da han tjente som mekaniker ved St. Petersburgs vitenskapsakademi. Eksperimenter på en evighetsmaskin tok fra ham ikke bare tid og krefter, men også betydelige personlige midler, og tvang ham til å sette seg i gjeld.

På den tiden var loven om bevaring av energi ennå ikke nøyaktig underbygget. Kulibin hadde ingen solid utdannelse, og det var vanskelig for ham, en selvlært mekaniker, å forstå denne vanskelige problemstillingen. Menneskene rundt ham kunne heller ikke hjelpe. Noen visste ikke hvordan de klart skulle forklare vrangforestillingen hans. Andre selv var ikke overbevist om at energi ikke kommer fra ingenting og ikke forsvinner noe sted. Til slutt trodde andre selv at en evighetsmaskin var mulig, og oppfordret Kulibin til å fortsette å søke.

Sistnevnte inkluderte for eksempel den kjente forfatteren og journalisten Pavel Svinin. I sin bok om Kulibin, utgitt i 1819, et år etter døden til Ivan Petrovich, skrev han, med henvisning til Kulibin evighetsmaskin: «Det er synd at han ikke klarte å fullføre denne viktige oppfinnelsen. Kanskje han ville ha vært lykkeligere enn sine forgjengere, som stoppet ved denne snublesteinen; kanskje han ville ha bevist at evig bevegelse ikke er en kimær av mekanikk …"

Overraskende nok støttet selv den store Leonard Euler Kulibins arbeid med oppfinnelsen av en evighetsmaskin. "Det er rart å merke seg," skrev Svinin, "at Kulibin ble oppmuntret til denne oppdagelsen av den berømte matematikeren Euler, som på spørsmål om hva han syntes om evig bevegelse, svarte at han anså den for å eksistere i naturen og trodde at den ville bli funnet på en lykkelig måte. som åpenbaringer som tidligere ble ansett som umulige." Og Kulibin henvendte seg alltid til Eulers autoritet når han måtte forsvare ideen om en evighetsmaskin fra kritikere.

Izvestia-akademiet publiserte en artikkel med tittelen "Rådet for de som drømmer om å finne på evig eller endeløs bevegelse." Den sa: «Det er helt umulig å finne opp kontinuerlig bevegelse … Disse ubrukelige studiene er ekstremt skadelige fordi mest av alt (spesielt) fordi de ødela mange familier og mange dyktige mekanikere som kunne yte store tjenester til samfunnet med sin kunnskap, tapt, å nå løsningen på dette problemet, alle deres eiendeler, tid og arbeid."

Ingen vet om Kulibin har lest denne artikkelen. Det er bare kjent at til tross for meningen fra Vitenskapsakademiet, fortsatte han å jobbe på en evighetsmaskin med sin karakteristiske stahet med tillit til at selv dette problemet før eller siden ville bli løst.

Kulibin har utviklet en rekke modeller av bilen sin. Han tok utgangspunkt i en gammel idé, kjent siden Leonardo da Vincis tid, nemlig: et hjul med vekter som beveger seg inni det. De sistnevnte skulle innta en posisjon som forstyrret balansen hele tiden, og forårsake en tilsynelatende ustanselig rotasjon av hjulet.

I utlandet jobbet de også med å lage en evighetsmaskin. Kulibin fulgte nøye disse verkene i henhold til meldingene som nådde ham. Og en gang, i 1796, i henhold til ordre fra Catherine II, hadde han til og med en sjanse til å vurdere og evaluere et av slike utenlandske prosjekter. Det var evighetsmaskinen til den tyske mekanikeren Johann Friedrich Heinle.

Ivan Petrovich studerte ikke bare "med den største forsiktighet og flid" tegningen og beskrivelsen av den utenlandske perpetuummobilen, men laget også modellen. Den besto av to kryssede rør med belg fylt med væske. Med rotasjonen av et slikt kryss ville væsken strømme gjennom rørene fra en belg til andre. Likevekt skulle ifølge oppfinneren ha gått tapt, og hele systemet skulle ha vært i evig bevegelse.

Heinle-motormodellen viste seg selvfølgelig å være ute av drift. Da han utførte eksperimenter med henne, fant Kulibin, som han skrev, "ikke det han ønsket i den suksessen." Men dette rokket ikke det minste hans tro på selve prinsippet om evig bevegelse.

Høsten 1801 vendte Ivan Petrovitsj tilbake fra St. Petersburg til sitt hjemland, til Nizhny Novgorod. Selv her forlot han ikke sin mislykkede søken etter evig bevegelse. Det gikk lang tid, året 1817 kom. Og så en dag i hovedstadens avis "Russian Invalid" for 22. september leste Kulibin en artikkel som hørtes ut som torden for ham. Notatet rapporterte at en viss mekaniker ved navn Petere fra Mainz "endelig oppfant den såkalte perpetuum mobile, som har vært forgjeves i mange århundrer."

Videre ble selve motoren beskrevet, som hadde form av et hjul med en diameter på 8 fot og en tykkelse på 2 fot: «Den beveger seg av sin egen kraft og uten hjelp fra fjærer, kvikksølv, brann, elektrisk eller galvanisk kraft. Hastigheten overstiger sannsynligheten. Hvis du fester den til en veivogn eller rullestol, kan du reise 100 franske mil på 12 timer og bestige de bratteste fjellene."

Denne nyheten (selvfølgelig falsk) gjorde den gamle oppfinneren til utrolig spenning. Det virket for ham som at Peter hadde tilegnet seg ideene sine, stjålet hans elskede hjernebarn, som han, Kulibin, hadde gitt mange tiår med hardt arbeid. Med febrilsk hast begynte han å appellere til alle som hadde makt og innflytelse, inkludert tsar Alexander I.

Da ble forsiktigheten lagt til side, hemmeligholdet glemt. Nå skrev Kulibin ærlig at han hadde jobbet med å lage en "maskin for evig bevegelse" i lang tid, at han ikke var langt unna å løse dette problemet, men han trengte midler for å fortsette de siste eksperimentene. I "begjæringsnotatene" husket han sine tidligere fordeler og uttrykte et ønske om å gå tilbake til tjeneste i hovedstaden for å bygge en jernbro over Neva, og viktigst av alt, for å fortsette etableringen av en evighetsmaskin.

Kulibins forespørsel om tillatelse til å returnere til St. Petersburg ble delikat avvist. Byggingen av jernbroen ble ansett som for dyr. De tiet om evighetsmaskinen.

Inntil Ivan Petrovitsjs siste dager, forlot ikke hans kjære drøm om en «maskin for evig bevegelse», en tyranndrøm, som en av Kulibins biografer kalte den. Sykdommer overveldet ham mer og mer. Jeg ble plaget av kortpustethet og «annet usunt». Han gikk sjelden ut nå. Men selv i sengen, i puter, ba han om å få sette tegninger av «maskinen for evig bevegelse» ved siden av seg. Selv om natten, i søvnløshet, vendte oppfinneren igjen og igjen til denne fatale maskinen, gjorde noen rettelser i gamle tegninger, tegnet nye.

Ivan Petrovich Kulibin døde 30. juli (gammel stil), 1818 i en alder av 83 år, døde stille, som om han sov. Familien hans forble i ekstrem fattigdom. For å begrave mannen sin måtte enken selge en veggklokke, og hennes gamle venn Alexei Pyaterikov la til et lite beløp. Disse pengene ble brukt til å begrave den store oppfinneren.