Vad uppfann Kulibin?

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Alla vet att Kulibin är en stor rysk uppfinnare, mekaniker och ingenjör. Hans efternamn har länge blivit ett vanligt substantiv på ryska. Men, som framgår av en nyligen genomförd undersökning, kan bara fem procent av de tillfrågade nämna minst en av hans uppfinningar. Hur så? Vi bestämde oss för att genomföra ett litet utbildningsprogram: så, vad uppfann Ivan Petrovich Kulibin?

Ivan Petrovich, som föddes i Podnovye-bosättningen nära Nizhny Novgorod 1735, var en otroligt begåvad person. Mekanik, ingenjörskonst, urtillverkning, skeppsbyggnad - allt bråkade i de skickliga händerna på en rysk självlärd. Han var framgångsrik och stod kejsarinnan nära, men samtidigt var inget av hans projekt, som kunde göra livet lättare för vanliga människor och bidra till framsteg, varken ordentligt finansierat eller genomfört av staten. Medan underhållningsmekanismer - roliga automater, palatsur, självgående vapen - finansierades med stor glädje.

Navigerbart fartyg

I slutet av 1700-talet var den vanligaste metoden att lyfta last på fartyg mot strömmen burlakarbete - hårt, men relativt billigt. Det fanns också alternativ: till exempel motordrivna fartyg som drevs av oxar. Maskinfartygets struktur var som följer: den hade två ankare, vars rep var fästa vid en speciell axel. Ett av ankaren på en båt eller längs stranden levererades framåt 800-1000 m och säkrades. Oxarna som arbetade på fartyget roterade skaftet och vred ankarlinan och drog fartyget till ankaret mot strömmen. Samtidigt bar en annan båt det andra ankaret framåt - det var så kontinuiteten i rörelsen säkerställdes.

Kulibin kom på idén om hur man klarar sig utan oxar. Hans idé var att använda två skovelhjul. Strömmen, som roterade hjulen, överförde energi till axeln - ankarrepet lindades och fartyget drog sig till ankaret med hjälp av vattnets energi. Under arbetets gång distraherades Kulibin ständigt av beställningar på leksaker till den kungliga avkomman, men han lyckades få finansiering för tillverkning och installation av sitt system på ett litet fartyg. 1782, lastad med nästan 65 ton (!) sand, visade den sig vara pålitlig och mycket snabbare än ett fartyg som drevs av oxar eller burlats.

År 1804, i Nizhny Novgorod, byggde Kulibin en andra vattenväg, som var dubbelt så snabb som burlak-broderiet. Ändå avvisade avdelningen för vattenkommunikation under Alexander I idén och förbjöd finansiering - vattenvägarna spred sig inte. Långt senare dök kapstaner upp i Europa och USA - fartyg som drog sig till ankaret med hjälp av energin från en ångmaskin.

Skruv hiss

Det vanligaste hisssystemet idag är en vinschad hytt. Vinschlyftar skapades långt före Otis patent i mitten av 1800-talet - liknande strukturer var i drift i det gamla Egypten, de sattes igång av dragdjur eller slavmakt. I mitten av 1790-talet beställde den åldrande och överviktiga Catherine II Kulibin utvecklar en bekväm hiss för att flytta mellan våningarna i Vinterpalatset. Hon ville verkligen ha en hissstol, och ett intressant tekniskt problem uppstod före Kulibin. Det var omöjligt att fästa en vinsch på en sådan hiss, öppen från ovan, och om du "plockar upp" stolen med en vinsch underifrån, skulle det orsaka olägenheter för passageraren. Kulibin löste frågan kvickt: stolens bas var fäst vid en långaxelskruv och rörde sig längs den som en mutter. Catherine satt på sin rörliga tron, tjänaren vred på handtaget, rotationen överfördes till axeln och hon lyfte stolen till läktaren på andra våningen. Kulibins skruvlyft färdigställdes 1793, medan Elisha Otis byggde den andra sådana mekanismen i historien i New York först 1859. Efter Catherines död användes hissen av hovmännen för underhållning, och sedan murades den till. Idag finns ritningar och rester av lyftmekanismen bevarade.

Teori och praktik för brobyggande

Från 1770-talet fram till början av 1800-talet arbetade Kulibin med att skapa en stationär bro över Neva med en spännvidd. Han gjorde en arbetsmodell, på vilken han beräknade krafterna och spänningarna i olika delar av bron – trots att teorin om brobyggande ännu inte fanns på den tiden! Empiriskt förutspådde och formulerade Kulibin ett antal lagar om motståndskraft mot material, som bekräftades långt senare. Till en början utvecklade uppfinnaren bron på egen bekostnad, men greve Potemkin tilldelade pengar för den slutliga layouten. Modellen i skala 1:10 nådde en längd på 30 m.

Alla broberäkningar presenterades för Vetenskapsakademien och verifierades av den berömda matematikern Leonard Euler. Det visade sig att beräkningarna stämde, och testerna av modellen visade att bron hade en enorm säkerhetsmarginal; dess höjd tillät segelfartyg att passera utan några speciella operationer. Trots Akademins godkännande har regeringen inte avsatt medel för bygget av bron. Kulibin tilldelades en medalj och fick ett pris, 1804 hade den tredje modellen ruttnat helt och den första permanenta bron över Neva (Blagoveshchensky) byggdes först 1850.

På 1810-talet var Kulibin engagerad i utvecklingen av järnbroar. Framför oss ligger projektet med en trevalvsbro över Neva med en upphängd körbana (1814). Senare skapade uppfinnaren ett projekt för en mer komplex bro med fyra valv.

1936 utfördes en experimentell beräkning av Kulibinsky-bron med moderna metoder, och det visade sig att den ryska självlärda inte gjorde ett enda misstag, även om de flesta lagarna för materialstyrka vid hans tid var okända. Metoden att göra en modell och testa den i syfte att beräkna brokonstruktionens hållfasthet blev sedan utbredd, olika ingenjörer kom till den vid olika tidpunkter oberoende. Kulibin var också den första som föreslog användning av gallerfackverk vid byggandet av bron - 30 år före den amerikanske arkitekten Itiel Town som patenterade detta system.

Över bron över Neva

Trots det faktum att inte en enda seriös uppfinning av Kulibin verkligen uppskattades, hade han mycket mer tur än många andra ryska självlärda, som antingen inte var tillåtna ens på tröskeln till Vetenskapsakademien eller skickades hem med 100 rubel av ett pris och en rekommendation att inte längre blanda sig i sin egen verksamhet.

Den berömda enspansbron över Neva - hur den skulle kunna se ut om den hade byggts. Kulibin utförde sin beräkning på modeller, bland annat i skala 1:10.

Självgående barnvagn och andra berättelser

Ofta krediteras Kulibin, utöver designen han verkligen uppfann, med många andra, som han verkligen förbättrade, men inte var den första. Till exempel krediteras Kulibin mycket ofta för uppfinningen av pedalskotern (prototypen av velomobilen), medan ett sådant system skapades 40 år tidigare av en annan rysk självlärd ingenjör, och Kulibin var den andra. Låt oss titta på några av de vanliga missuppfattningarna.

Kulibins självgående barnvagn kännetecknades av ett komplext drivsystem och krävde betydande ansträngningar från föraren. Det var den andra velomobilen i historien.

Så 1791 byggde och presenterade Kulibin för Vetenskapsakademien en självgående vagn, en "självgående rullstol", som i huvudsak var föregångaren till velomobilen. Den var designad för en passagerare och bilen drevs av en tjänare som stod på hälarna och växelvis tryckte på pedalerna. Den självgående vagnen fungerade som en attraktion för adeln under en tid, och sedan försvann den i historien; bara hennes teckningar har överlevt. Kulibin var inte uppfinnaren av velomobilen - 40 år före honom byggde en annan självlärd uppfinnare Leonty Shamshurenkov (särskilt känd för utvecklingen av Tsar Bell-lyftsystemet, som aldrig användes för sitt avsedda syfte), en självlärd rullstol av liknande design i St. Petersburg. Shamshurenkovs design var tvåsitsiga, i senare ritningar planerade uppfinnaren att bygga en självgående släde med en verstometer (en prototyp av en hastighetsmätare), men tyvärr fick han inte tillräcklig finansiering. Liksom Kulibins skoter har Shamshurenkovs skoter inte överlevt till denna dag.

Den berömda äggklockan, arbetad av Kulibin 1764-1767 och presenterad för Katarina II för påsk 1769. Till stor del tack vare denna gåva ledde Kulibin verkstäderna vid St. Petersburgs vetenskapsakademi. De förvaras nu i Eremitaget.

Benprotes

Vid sekelskiftet 1700-1800 presenterade Kulibin för St. Petersburg Medical-Surgical Academy flera projekt av "mekaniska ben" - proteser i de nedre extremiteterna som var mycket perfekta vid den tiden, som kunde simulera ett ben som förlorats ovanför knä (!). "Testern" av den första versionen av protesen, gjord 1791, var Sergei Vasilyevich Nepeitsyn - på den tiden en löjtnant som förlorade benet under stormningen av Ochakov. Därefter steg Nepeitsyn till rang av generalmajor och fick smeknamnet Iron Leg från soldaterna; han levde ett fullt liv, och inte alla anade varför generalen haltade något. Kulibin-systemets protes, trots positiva recensioner från läkare i S:t Petersburg under ledning av professor Ivan Fedorovich Bush, avvisades av militäravdelningen, och serietillverkningen av mekaniska proteser som efterliknar benets form började senare i Frankrike.

Strålkastare

År 1779 presenterade Kulibin, som var förtjust i optiska enheter, sin uppfinning för allmänheten i St. Petersburg - en strålkastare. System av reflekterande speglar fanns före honom (särskilt de användes på fyrar), men Kulibins design var mycket närmare en modern strålkastare: ett enda ljus, reflekterande från spegelreflektorer placerade i en konkav halvklot, gav en stark och riktad ström av ljus. "Den underbara lyktan" mottogs positivt av Vetenskapsakademien, hyllades i pressen, godkändes av kejsarinnan, men den förblev bara en underhållning och användes inte för att belysa gatorna, som Kulibin först trodde. Befälhavaren själv gjorde sedan ett antal strålkastare för enskilda beställningar av redare och gjorde också en kompakt lykta för en vagn på basis av samma system - detta gav honom en viss inkomst. Mästarna blev svikna av bristen på upphovsrättsligt skydd - andra mästare började tillverka storskaliga vagnar "Kulibin-lyktor", vilket kraftigt devalverade uppfinningen.

Strålkastaren, skapad 1779, har förblivit en teknisk gimmick. Till vardags användes endast mindre versioner som lyktor på vagnar.

Vad gjorde Kulibin mer?

- Han etablerade verkstädernas arbete vid Sankt Petersburgs vetenskapsakademi, där han var engagerad i tillverkningen av mikroskop, barometrar, termometrar, teleskop, vågar, teleskop och många andra laboratorieinstrument. - Reparerade planetariet vid Vetenskapsakademien i St. Petersburg. – Han kom på ett originalsystem för att sjösätta fartyg i vattnet. - Skapade den första optiska telegrafen i Ryssland (1794), skickad till Kunst-kameran som en kuriosa. - Utvecklade det första i Ryssland projektet av en järnbro (över Volga). - Konstruerade en såmaskin som ger enhetlig sådd (ej byggd). – Arrangerade fyrverkerier, skapade mekaniska leksaker och automater för adelns underhållning. - Reparerade och monterade självständigt många klockor med olika layouter - vägg, golv, torn.

Perpetual motion maskin

Mycket har skrivits om uppfinningarna av Ivan Kulibin själv. Men biografer har alltid försökt ignorera hans arbete på en evighetsmaskin, som, det verkade, inte målar en briljant mekaniker.

Idén att börja uppfinna en mirakelmotor uppstod i Kulibin i början av 70-talet av 1700-talet, då han tjänstgjorde som mekaniker vid St. Petersburgs vetenskapsakademi. Experiment på en evighetsmaskin tog inte bara tid och ansträngning från honom, utan också betydande personliga medel, vilket tvingade honom att sätta sig i skuld.

På den tiden var lagen om energibevarande ännu inte exakt underbyggd. Kulibin hade ingen gedigen utbildning, och det var svårt för honom, en självlärd mekaniker, att förstå denna svåra fråga. Omgivningen kunde inte heller hjälpa till. Vissa visste inte hur man tydligt skulle förklara hans vanföreställning. Andra var själva inte övertygade om att energi inte kommer från ingenting och inte försvinner någonstans. Slutligen trodde andra själva att en evighetsmaskin var möjlig och uppmuntrade Kulibin att fortsätta leta.

Till den senare hörde till exempel den kände författaren och journalisten Pavel Svinin. I sin bok om Kulibin, publicerad 1819, ett år efter Ivan Petrovitjs död, skrev han, med hänvisning till Kulibins evighetsmaskin: "Det är synd att han inte lyckades avsluta denna viktiga uppfinning. Kanske skulle han ha varit lyckligare än sina föregångare, som stannade vid denna stötesten; kanske han skulle ha bevisat att evig rörelse inte är en chimär av mekanik …"

Överraskande nog stödde även den store Leonard Euler Kulibins arbete med uppfinningen av en evighetsmaskin. "Det är märkligt att notera," skrev Svinin, "att Kulibin uppmuntrades till denna upptäckt av den berömda matematikern Euler, som på frågan om vad han tyckte om evig rörelse svarade att han ansåg att den existerade i naturen och trodde att det skulle hittas på något lyckligt sätt. som uppenbarelser som tidigare ansetts omöjliga." Och Kulibin vände sig alltid till Eulers auktoritet när han var tvungen att försvara idén om en evighetsmaskin från kritiker.

Izvestia-akademin publicerade en artikel med titeln "Rådet för dem som drömmer om att uppfinna evig eller oändlig rörelse." Det stod: "Det är helt omöjligt att uppfinna kontinuerlig rörelse … Dessa värdelösa studier är extremt skadliga eftersom de mest av allt (särskilt) för att de förstörde många familjer och många skickliga mekaniker som kunde ge stora tjänster till samhället med sin kunskap, förlorade, att nå lösningen av detta problem, alla deras ägodelar, tid och arbete."

Ingen vet om Kulibin har läst den här artikeln. Det är bara känt att trots Vetenskapsakademiens åsikt fortsatte han att arbeta på en evighetsmaskin med sin karakteristiska envishet med förtroende för att även detta problem förr eller senare skulle lösas.

Kulibin har utvecklat ett antal modeller av sin bil. Han tog som grund en gammal idé, känd sedan Leonardo da Vincis tid, nämligen: ett hjul med vikter som rörde sig inuti det. De senare var tänkta att inta en position som störde balansen hela tiden och orsaka en till synes non-stop rotation av hjulet.

Utomlands arbetade man också med att skapa en evighetsmaskin. Kulibin följde noga dessa verk enligt de meddelanden som nådde honom. Och en gång, 1796, enligt Katarina II:s order, hade han till och med en chans att överväga och utvärdera ett av sådana utländska projekt. Det var den tyske mekanikern Johann Friedrich Heinles evighetsmaskin.

Ivan Petrovich studerade inte bara "med största omsorg och flit" ritningen och beskrivningen av den utländska perpetuummobilen, utan gjorde också dess modell. Den bestod av två korsade rör med bälg fylld med vätska. Med rotationen av ett sådant kors skulle vätskan strömma genom rören från en bälg till en annan. Jämvikt, enligt uppfinnaren, borde ha gått förlorat, och hela systemet borde ha varit i evig rörelse.

Heinle-motormodellen visade sig förstås vara ur funktion. När han genomförde experiment med henne, hittade Kulibin, som han skrev, "inte vad han ville ha i den framgången." Men detta skakade inte det minsta hans tilltro till själva principen om evig rörelse.

Hösten 1801 återvände Ivan Petrovich från St Petersburg till sitt hemland, till Nizhny Novgorod. Inte ens här övergav han sitt misslyckade sökande efter evig rörelse. Mycket tid gick, året 1817 kom. Och så en dag i huvudstadens tidning "Russian Invalid" för den 22 september läste Kulibin en artikel som lät som åska för honom. Anteckningen rapporterade att en viss mekaniker vid namn Petere från Mainz "äntligen uppfann den så kallade perpetuum mobile, som har varit förgäves i många århundraden."

Vidare beskrevs själva motorn, som hade formen av ett hjul med en diameter på 8 fot och en tjocklek på 2 fot: "Den rör sig av sin egen kraft och utan hjälp från fjädrar, kvicksilver, eld, elektrisk eller galvanisk kraft. Dess hastighet överstiger sannolikheten. Om du fäster den på en vägvagn eller rullstol kan du resa 100 franska mil på 12 timmar och bestiga de brantaste bergen."

Denna nyhet (naturligtvis falsk) gjorde den gamle uppfinnaren otrolig spänning. Det verkade för honom som om Peter hade tillägnat sig sina idéer, stulit hans älskade idébarn, som han, Kulibin, hade gett många decennier av hårt arbete. Med febril brådska började han vädja till alla som hade makt och inflytande, inklusive tsar Alexander I.

Sedan lades försiktigheten åt sidan, sekretessen glömdes bort. Nu skrev Kulibin uppriktigt att han hade arbetat med att skapa en "maskin för evig rörelse" under lång tid, att han inte var långt ifrån att lösa detta problem, men han behövde medel för att fortsätta de sista experimenten. I "anteckningarna" erinrade han om sina tidigare meriter och uttryckte en önskan att återgå till tjänst i huvudstaden för att bygga en järnbro över Neva, och viktigast av allt, att fortsätta skapandet av en evighetsmaskin.

Kulibins begäran om tillstånd att återvända till St. Petersburg avslogs ömtåligt. Byggandet av järnbron ansågs vara för dyrt. De höll tyst om evighetsmaskinen.

Fram till Ivan Petrovitjs sista dagar lämnade inte hans kära dröm om en "maskin för evig rörelse", en tyranndröm, som en av Kulibins biografer kallade den. Sjukdomar överväldigade honom mer och mer. Jag plågades av andnöd och "annat ohälsosamt". Han gick sällan ut nu. Men även i sängen, i kuddar, bad han om att få sätta teckningar av "maskinen för evig rörelse" bredvid sig. Även på natten, i sömnlöshet, återvände uppfinnaren gång på gång till denna ödesdigra maskin, gjorde några korrigeringar i gamla ritningar, ritade nya.

Ivan Petrovich Kulibin dog den 30 juli (gammal stil), 1818 vid en ålder av 83, dog tyst, som om han sov. Hans familj förblev i extrem fattigdom. För att begrava sin man var änkan tvungen att sälja en väggklocka, och hennes gamla vän Alexei Pyaterikov lade till en liten summa. Dessa pengar användes för att begrava den store uppfinnaren.