Всі знають, що Кулібін – це великий російський винахідник, механік, інженер. Його прізвище давно стала в російській мові ім’ям прозивним. Але, як показав проведене нещодавно опитування, лише п’ять відсотків респондентів можуть назвати бодай один його винахід. Як же так? Ми вирішили провести невеликий лікнеп: отже, що ж винайшов Іван Петрович Кулібін? Іван Петрович, народився у слободі Подновье поблизу Нижнього Новгорода в 1735 році був надзвичайно талановитою людиною. Механіка, інженерна справа, часовий промисел, кораблебудування – все йшла на лад в умілих руках російської самоучки. Він мав успіх і був наближений до імператриці, але при цьому жоден з його проектів, здатних полегшити життя простим людям і сприяють прогресу, не був ні профінансовано належним чином, ні реалізований державою. Тоді як розважальні механізми – забавні автоматоны, палацові годинник, самохідки – фінансувалися з превеликою радістю.
Портрет Івана Кулібіна роботи Павла Веденецкого (1818 рік)
Водоходное судно
В кінці XVIII століття найпоширенішим способом підйому вантажів на судах проти течії був бурлацкий праця – важкий, але відносно недорогий. Існували й альтернативи: наприклад, машинні суду, що приводяться в рух волами. Пристрій машинного судна було наступним: воно мало два якоря, канати яких кріпилися на спеціальному валу. Один з якорів на шлюпці або по березі доставлявся вперед на 800?1000 м і закріплювався. Воли, що працюють на судні, обертали вал і накручували якірний канат, підтягуючи судно до якоря проти течії. В цей же час інша шлюпка везла вперед другий якір – так забезпечувалася безперервність руху. Кулібіна прийшла в голову думка, як обійтися без волів. Його ідея полягала у використанні двох коліс з лопатями. Протягом, обертаючи колеса, передавало енергію на вал – якірний канат накручувався, і судно подтягивало себе до якоря, використовуючи енергію води. В процесі роботи Кулібіна постійно відволікали замовленнями на іграшки для царських нащадків, але він зумів вибити фінансування на виготовлення та встановлення своєї системи на невелике судно. У 1782 році воно, навантажене майже 65 т (!) піску, показав себе надійним і значно швидшим, ніж корабель на волової або бурлацьке тязі. В 1804 році в Нижньому Новгороді Кулібін побудував другий водоход, який був удвічі швидше бурлацьких розшив. Тим не менш департамент водних комунікацій при Олександрі I відкинув ідею і заборонив фінансування – водоходы так і не отримали поширення. Набагато пізніше в Європі і США з’явилися кабестаны – суду, які підтягували себе до якоря, використовуючи енергію парового двигуна.
Гвинтовий ліфт
Найбільш поширена ліфтова система на сьогоднішній день являє собою кабіну на лебідках. Лебедочные ліфти були створені задовго до патентів Отіса середини XIX століття – подібні конструкції діяли ще в Давньому Єгипті, приводилися в рух вони тягловими тваринами або рабською силою. В середині 1790-х років старіюча і разжиревшая Катерина II доручила Кулібіна розробити зручний паркінг для пересування між поверхами Зимового палацу. Вона неодмінно хотіла ліфт-крісло, і перед Кулібіним постала цікава технічна задача. До подібного ліфта, відкритого зверху, не можна було причепити лебідку, а якщо «підхоплювати» крісло лебідкою знизу, вона б доставила незручність пасажиру. Кулібін вирішив питання дотепно: підстава крісла кріпилося до довгої осі гвинта і рухалося по ньому подібно гайці. Катерина сідала на свій пересувний трон, слуга крутив ручку, обертання передавалося на вісь, і та піднімала крісло на галерею другого поверху. Гвинтовий ліфт Кулібіна був закінчений в 1793 році, а другий в історії подібний механізм Еліша Отіс побудував у Нью-Йорку лише в 1859-м. Після смерті Катерини ліфт використовувався придворними для розваг, а потім був закладений цеглою. На сьогоднішній день збереглися креслення і залишки підйомного механізму.
Знамениті годинник-яйце, спрацьовані Кулібіним в 1764-1767 роках і подаровані Катерині II на Великдень 1769 року. Нині зберігаються в Ермітажі.
Теорія і практика мостобудування
З 1770-х аж до початку 1800-х Кулібін працював над створенням однопролетного стаціонарного моста через Неву. Він виготовив діючий макет, на якому розрахував зусилля і напруги в різних частинах мосту – при тому, що теорії мостобудування на той момент ще не існувало! Досвідченим шляхом Кулібін передбачив і сформулював ряд законів опору матеріалів, отримали підтвердження значно пізніше. Спершу винахідник розробляв міст на власні кошти, але на фінальний макет йому виділив грошей граф Потьомкін. Модель масштабом 1:10 досягала довжини в 30 м. Всі розрахунки мосту були представлені Академії наук і перевірені знаменитим математиком Леонардом Ейлером. З’ясувалося, що розрахунки вірні, а випробування моделі показали, що міст має величезний запас міцності; його висота дозволяла вітрильним суднам проходити без будь-яких спеціальних операцій. Незважаючи на схвалення Академії, уряд так і не виділив коштів на будівництво мосту. Кулібін був нагороджений медаллю і одержав премію, до 1804 році третя модель остаточно згнила, а перший постійний міст через Неву (Благовіщенський) був побудований лише в 1850-м. В 1936 році був проведений експериментальний розрахунок кулибинского мосту сучасними методами, і з’ясувалося, що російська самоучка не зробив жодної помилки, хоча в його час більшість законів опору матеріалів були невідомі. Методика виготовлення моделі та її випробувань з метою силового розрахунку конструкції моста згодом одержала широке поширення, до неї в різний час незалежно приходили різні інженери. Також Кулібін першим запропонував використовувати в конструкції моста решітчасті ферми – за 30 років до запатентована цю систему американського архітектора Итиэля Тауна.
По мосту через Неву
Незважаючи на те, що жодне серйозне винахід Кулібіна так і не була оцінена по-справжньому, йому пощастило значно більше, ніж багатьом іншим російським самоучкам, яких не допускали навіть на поріг Академії наук, або відправляли додому зі 100 рублями премії та рекомендацією більше не лізти не в свою справу.
Знаменитий однопрогоновий міст через Неву – як він міг би виглядати, якби був побудований. Його розрахунок Кулібін виконував на моделях, в тому числі в масштабі 1:10.
У 1810-х роках Кулібін займався розробкою залізних мостів. Перед нами проект трехарочного мосту через Неву з підвісною проїзною частиною (1814)
Самобеглая коляска та інші історії
Нерідко Кулібіна, крім дійсно винайдених ним конструкцій, приписують безліч інших, які він дійсно удосконалював, але не був першим. Наприклад, Кулібіна дуже часто приписують винахід педальній самокатки (прообразу веломобіля), в той час як таку систему створив на 40 років раніше інший російський інженер-самоучка, а Кулібін був другим. Розглянемо деякі з поширених помилок. Отже, в 1791 році Кулібін побудував і представив Академії наук саморушний екіпаж, «самобеглую коляску», по суті була попередницею веломобіля. Вона була розрахована на одного пасажира, а в рух машину наводив слуга, що стоїть на запятках і по черзі давить на педалі. Самобеглая коляска деякий час служила атракціоном для знаті, а потім загубилася в історії; збереглися лише її креслення. Кулібін не був винахідником веломобіля – за 40 років до нього аналогічну по конструкції самобеглую коляску побудував в Петербурзі інший винахідник-самоучка Леонтій Шамшуренков (відомий зокрема, розробкою системи підйому Цар-дзвони, яка так і не була використана за призначенням). Конструкція Шамшуренкова була двомісним, у більш пізніх кресленнях винахідник планував побудувати самохідні сани з верстомером (прообразом спідометра), але, на жаль, не отримав належного фінансування. Як і самокатка Кулібіна, самокатка Шамшуренкова до наших днів не дійшла.
Протез ноги
На рубежі XVIII-XIX століть Кулібін представив Санкт-Петербурзької Медико-хірургічної академії декілька проектів «механічних ніг» – досить досконалих по тим часам протезів нижніх кінцівок, здатних імітувати втрачену вище коліна (!) ногу. «Випробувачем» першого варіанту протеза, зробленого в 1791 році, став Сергій Васильович Непейцын – на той момент поручик, що втратив ногу при штурмі Очакова. Згодом Непейцын дослужився до генерал-майора і отримав у солдатів прізвисько " Залізна Нога; він вів повноцінне життя, і не всі здогадувалися, чому генерал трохи накульгує. Протез системи Кулібіна, незважаючи на сприятливі відгуки петербурзьких медиків на чолі з професором Іваном Федоровичем Бушем, був відкинутий військовим відомством, а серійне виробництво механічних протезів, що імітують форму ноги, пізніше почалося у Франції.
Прожектор
Ліхтар-прожектор, створений в 1779 році, так і залишився технічної дивиною. В побуті – в якості ліхтарів на екіпажах застосовувалися лише його зменшені версії.
У 1779 році захоплювався оптичними приладами Кулібін представив петербурзькій публіці свій винахід – прожектор. Системи відображають дзеркал існували і до нього (зокрема, використовувалися на маяках), але конструкція Кулібіна була значно ближче до сучасного прожектору: одна-єдина свічка, відбиваючись від розміщених у увігнутою півсфері дзеркальних відбивачів, давала сильний і спрямований потік світла. «Чудовий ліхтар» був позитивно прийнятий Академією наук, розхвалений в пресі, схвалений імператрицею, але залишився лише розвагою і не був застосований для освітлення вулиць, як вважав Кулібін спочатку. Сам майстер згодом виготовив ряд прожекторів за індивідуальними замовленнями кораблевладельцев, а також зробив на базі цієї системи компактний ліхтар для карети – це принесло йому певний дохід. Майстри підвела відсутність захисту авторського права – каретні «кулібінські ліхтарі» почали масово робити інші майстри, що сильно знецінило винахід.
Що ще зробив Кулібін?
– Налагодив роботу майстерень при Петербурзької академії наук, де займався виготовленням мікроскопів, барометрів, термометрів, підзорних труб, ваг, телескопів і безлічі інших лабораторних приладів. – Відремонтував планетарій Петербурзької академії наук. – Придумав оригінальну систему спуску кораблів на воду. – Створив перший в Росії оптичний телеграф (1794 рік), відправлений в Кунст-камеру як диковинку. – Розробив перший у Росії проект залізного мосту через Волгу). – Сконструював рядову сівалку, що забезпечує рівномірний посів (не була збудована). – Влаштовував фейєрверки, створював механічні іграшки і автоматоны для розваги знаті. – Відремонтував і самостійно зібрав безліч годинників різних компоновок – настінних, підлогових, баштових. джерело
Прізвища нарицательные
Прізвище Кулібіна стала номінальною у значенні «майстер на всі руки». Це не унікальний випадок: слова «пульман», «дизель», «реглан», «ватман» та інші також походять від власних імен. Найчастіше винахід отримувало назву по імені винахідника, але прізвище Кулібіна зробила ім’ям прозивним народна чутка. Ми зібрали ще кілька подібних історій. Слово «бойкот» походить від прізвища британського капітана Чарльза Бойкотта (1832?1897), який був керуючим ірландських угідь великого землевласника лорда Ерна. У 1880 році ірландські робітники відмовилися працювати на Бойкотта з-за собачих умов оренди. Боротьба Бойкотта з страйкарями призвела до того, що люди стали ігнорувати керуючого, ніби того зовсім не існувало: його не обслуговували в магазинах, з ним не розмовляли. Це явище отримало назву «бойкот». Слово «силует» з’явилося завдяки призначенню на посаду генерального контролера (міністра) фінансів Франції Етьєна де Силуету (1709?1767). Міністром він став після Семирічної війни, ввергшей Франції в кризу. Силует був змушений оподаткувати практично всі ознаки багатства – від дорогих штор до прислуги, і багатії маскували свої статки, купуючи дешеві речі. Предмети вжитку, маскуючі багатство, стали називатися речами-силуетами, а в середині XIX століття таку назву отримала найпростіша і дешева різновид живопису – обведення по контуру. Слово «хуліган» з’явилося у поліцейських звітах Лондона в 1894 році при описі молодіжних банд, хозяйствовавших в районі Ламбет. Їх називали Hooligan Boys за аналогією з уже відомим поліції лондонським злодієм Патріком Хулигэном. Слівце підхопила преса і піднесла його в ранг цілого явища під назвою hooliganism (хуліганство).