Mitä Kulibin keksi?

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Kaikki tietävät, että Kulibin on suuri venäläinen keksijä, mekaanikko ja insinööri. Hänen sukunimestään on pitkään tullut yleinen substantiivi venäjäksi. Mutta kuten äskettäinen tutkimus osoittaa, vain viisi prosenttia vastaajista osaa nimetä ainakin yhden hänen keksinnöstään. Kuinka niin? Päätimme suorittaa pienen koulutusohjelman: niin, mitä Ivan Petrovich Kulibin keksi?

Ivan Petrovitš, joka syntyi Podnovye asutuksella lähellä Nižni Novgorodia vuonna 1735, oli uskomattoman lahjakas henkilö. Mekaniikka, insinööri, kellovalmistus, laivanrakennus - kaikki riiteltiin venäläisen itseoppineen taitavissa käsissä. Hän menestyi ja oli lähellä keisarinnaa, mutta samalla yksikään hänen hankkeistaan, jotka voisivat helpottaa tavallisten ihmisten elämää ja edistää kehitystä, ei ollut kunnolla rahoitettu eikä valtion toteuttama. Sen sijaan viihdemekanismeja - hauskoja automaatteja, palatsin kelloja, itseliikkuvat aseet - rahoitettiin suurella ilolla.

Purjehduskelpoinen laiva

1700-luvun lopulla yleisin tapa nostaa lastia laivoissa virtausta vastaan oli burlak-työ - kovaa, mutta suhteellisen halpaa. Vaihtoehtoja oli myös: esimerkiksi moottorikäyttöisiä härkävesiä. Konealuksen rakenne oli seuraava: siinä oli kaksi ankkuria, joiden köydet oli kiinnitetty erityiseen akseliin. Yksi veneessä tai rannalla olevista ankkureista toimitettiin eteenpäin 800-1000 m ja kiinnitettiin. Laivalla työskentelevät härät pyörittelivät akselia ja vääntelivät ankkuriköyttä vetäen laivan ankkuriin virtaa vastaan. Samaan aikaan toinen vene kantoi toista ankkuria eteenpäin - näin varmistettiin liikkeen jatkuvuus.

Kulibin keksi ajatuksen siitä, kuinka tulla toimeen ilman härkiä. Hänen ideansa oli käyttää kahta siipipyörää. Pyöriä pyörittävä virta siirsi energiaa akselille - ankkuriköysi kierrettiin ja alus veti itsensä ankkuriin veden energialla. Työprosessin aikana Kulibin häiritsi jatkuvasti lelutilauksia kuninkaallisille jälkeläisille, mutta hän onnistui saamaan rahoituksen järjestelmänsä valmistukseen ja asentamiseen pieneen alukseen. Vuonna 1782, lastattuna lähes 65 tonnilla (!) hiekkaa, se osoittautui luotettavaksi ja paljon nopeammaksi kuin härkä- tai burlattikäyttöinen laiva.

Vuonna 1804 Kulibin rakensi Nižni Novgorodissa toisen vesiväylän, joka oli kaksi kertaa nopeampi kuin burlakkirjonta. Siitä huolimatta Aleksanteri I:n alainen vesiviestintäosasto hylkäsi idean ja kielsi rahoituksen - vesiväylät eivät levinneet. Paljon myöhemmin Eurooppaan ja Yhdysvaltoihin ilmestyi kapstanit - laivoja, jotka vetäytyivät ankkuriin käyttämällä höyrykoneen energiaa.

Ruuvi hissi

Nykyään yleisin hissijärjestelmä on vinssiohjaamo. Vinssinostimet luotiin kauan ennen Otisin patentteja 1800-luvun puolivälissä – samanlaisia rakenteita oli toiminnassa muinaisessa Egyptissä, ne panivat liikkeelle vetoeläimet tai orjavoima.1790-luvun puolivälissä ikääntyvä ja ylipainoinen Katariina II otti käyttöön. Kulibin kehittää kätevän hissin Talvipalatsin kerrosten välillä liikkumiseen. Hän halusi ehdottomasti nostotuolin, ja mielenkiintoinen tekninen ongelma ilmaantui ennen Kulibinia. Tällaiseen ylhäältä auki olevaan hissiin oli mahdotonta kiinnittää vinssiä, ja jos "poimi" tuolin vinssillä alhaalta, se aiheuttaisi haittaa matkustajalle. Kulibin ratkaisi kysymyksen nokkelasti: tuolin pohja kiinnitettiin pitkän akselin ruuviin ja liikkui sitä pitkin kuin mutteri. Katariina istui liikkuvalla valtaistuimellaan, palvelija väänsi kahvaa, kierto siirtyi akselille ja hän nosti tuolin toisen kerroksen galleriaan. Kulibinin ruuvinostin valmistui vuonna 1793, kun taas Elisha Otis rakensi historian toisen sellaisen mekanismin New Yorkissa vasta vuonna 1859. Katariinan kuoleman jälkeen hovimiehet käyttivät hissiä viihteeseen, minkä jälkeen se muurattiin. Nykyään nostomekanismin piirustukset ja jäänteet ovat säilyneet.

Sillan rakentamisen teoria ja käytäntö

1770-luvulta 1800-luvun alkuun Kulibin työskenteli yksijänteisen kiinteän sillan luomiseksi Nevan yli. Hän teki toimivan mallin, jolla hän laski voimat ja jännitykset sillan eri osissa - huolimatta siitä, että sillan rakentamisen teoriaa ei silloin vielä ollut olemassa! Empiirisesti Kulibin ennusti ja muotoili useita materiaalien kestävyyden lakeja, jotka vahvistettiin paljon myöhemmin. Aluksi keksijä kehitti sillan omalla kustannuksellaan, mutta kreivi Potemkin myönsi rahaa lopulliseen layoutiin. 1:10 mittakaavamalli saavutti 30 metrin pituuden.

Kaikki siltalaskelmat esitettiin tiedeakatemialle ja kuuluisa matemaatikko Leonard Euler vahvisti ne. Kävi ilmi, että laskelmat olivat oikein, ja mallin testit osoittivat, että sillalla oli valtava turvallisuusmarginaali; sen korkeus mahdollisti purjelaivojen kulkemisen ilman erityistoimia. Akatemian hyväksynnästä huolimatta hallitus ei ole myöntänyt varoja sillan rakentamiseen. Kulibin palkittiin mitalilla ja sai palkinnon, vuoteen 1804 mennessä kolmas malli oli täysin mätä, ja ensimmäinen pysyvä silta Nevan yli (Blagoveštšenski) rakennettiin vasta vuonna 1850.

1810-luvulla Kulibin harjoitti rautasiltojen kehittämistä. Edessämme on projekti kolmikaarisillasta Nevan yli riippuajoradalla (1814). Myöhemmin keksijä loi projektin monimutkaisemmasta nelikaarisillasta.

Vuonna 1936 Kulibinsky-sillasta suoritettiin kokeellinen laskenta nykyaikaisilla menetelmillä, ja kävi ilmi, että venäläinen itseoppinut ei tehnyt yhtäkään virhettä, vaikka hänen aikanaan suurin osa materiaalien lujuuslaeista oli tuntematon. Mallin teko- ja testausmenetelmä siltarakenteen lujuuslaskentaa varten yleistyi myöhemmin, siihen tulivat eri insinöörit eri aikoina itsenäisesti. Kulibin oli myös ensimmäinen, joka ehdotti ristikkoristikoiden käyttöä sillan rakentamisessa - 30 vuotta ennen tämän järjestelmän patentoinutta amerikkalaista arkkitehti Itiel Townia.

Nevan yli olevan sillan yli

Huolimatta siitä, että Kulibinin yhtäkään vakavaa keksintöä ei todella arvostettu, hän oli paljon onnellisempi kuin monet muut venäläiset itseoppineet, joita joko ei päästetty edes tiedeakatemian kynnyksellä tai jotka lähetettiin kotiin 100 ruplalla. palkinnon ja suosituksen olla enää sekaantumatta omaan liiketoimintaansa.

Kuuluisa yksijänneinen silta Nevan yli – miltä se voisi näyttää, jos se olisi rakennettu. Kulibin suoritti laskelmansa malleilla, mukaan lukien mittakaavassa 1:10.

Itse juoksevat rattaat ja muita tarinoita

Usein Kulibinille myönnetään todella keksimiensä mallien lisäksi monia muita, joita hän todella paransi, mutta ei ollut ensimmäinen. Esimerkiksi Kulibinia hyvitetään usein poljinskootterin (velomobilin prototyypin) keksimisestä, kun taas toinen venäläinen itseoppinut insinööri loi tällaisen järjestelmän 40 vuotta aikaisemmin, ja Kulibin oli toinen. Katsotaanpa joitain yleisiä väärinkäsityksiä.

Kulibinin itsestään juoksevat rattaat erottuivat monimutkaisesta käyttöjärjestelmästä ja vaativat kuljettajalta merkittäviä ponnisteluja. Se oli historian toinen velomobili.

Joten vuonna 1791 Kulibin rakensi ja esitteli Tiedeakatemialle itseliikkuvan vaunun, "itsekäyvän pyörätuolin", joka oli pohjimmiltaan velomobilin edeltäjä. Se oli suunniteltu yhdelle matkustajalle, ja autoa kuljetti palvelija, joka seisoi kantapäällä ja painoi vuorotellen polkimia. Omatoiminen vaunu toimi jonkin aikaa aateliston vetonaulana, jonka jälkeen se katosi historiaan; vain hänen piirustuksensa ovat säilyneet. Kulibin ei ollut velomobilin keksijä - 40 vuotta ennen häntä toinen itseoppinut keksijä Leonty Shamshurenkov (tunnetaan erityisesti Tsar Bell -nostojärjestelmän kehittämisestä, jota ei koskaan käytetty aiottuun tarkoitukseen) rakensi itseoppineen samankaltainen pyörätuoli Pietarissa. Shamshurenkovin suunnittelu oli kaksipaikkainen, myöhemmissä piirustuksissa keksijä suunnitteli rakentavansa itsekulkevan kelkan versometrillä (nopeusmittarin prototyyppi), mutta valitettavasti se ei saanut riittävää rahoitusta. Kuten Kulibinin skootteri, Shamshurenkovin skootteri ei ole säilynyt tähän päivään asti.

Kuuluisa munakello, jota Kulibin työskenteli vuosina 1764-1767 ja annettiin Katariina II:lle pääsiäiseksi 1769. Suurelta osin tämän lahjan ansiosta Kulibin johti Pietarin tiedeakatemian työpajoja. Niitä säilytetään nyt Eremitaasissa.

Jalkaproteesi

1700-1800-luvun vaihteessa Kulibin esitteli Pietarin lääketieteellis-kirurgiselle akatemialle useita "mekaanisia jalkoja" koskevia projekteja - alaraajojen proteeseja, jotka olivat tuolloin erittäin täydellisiä ja jotka kykenivät simuloimaan jalkaa, joka on kadonnut jalkansa yläpuolelta. polvi (!). Vuonna 1791 valmistetun proteesin ensimmäisen version "testaaja" oli Sergei Vasilyevich Nepeitsyn - tuolloin luutnantti, joka menetti jalkansa Ochakovin myrskyn aikana. Myöhemmin Nepeitsyn nousi kenraalimajurin arvoon ja sai sotilailta lempinimen Iron Leg; hän vietti täyttä elämää, eivätkä kaikki arvannut, miksi kenraali ontui hieman. Kulibin-järjestelmäproteesi, huolimatta professori Ivan Fedorovich Bushin johtamien Pietarin lääkäreiden myönteisistä arvioista, sotilasosasto hylkäsi, ja jalan muotoa jäljittelevien mekaanisten proteesien sarjatuotanto alkoi myöhemmin Ranskassa.

Valokeila

Vuonna 1779 optisista laitteista ihastunut Kulibin esitteli Pietarin yleisölle keksintönsä - valonheittimen. Heijastavien peilien järjestelmät olivat olemassa ennen häntä (etenkin niitä käytettiin majakoissa), mutta Kulibinin suunnittelu oli paljon lähempänä nykyaikaista valonheitintä: yksi kynttilä, joka heijastui koveraan puolipalloon sijoitetuista peiliheijastimista, antoi voimakkaan ja suunnatun virran. valoa. Tiedeakatemia otti "Ihana lyhdyn" myönteisesti vastaan, ylisti lehdistössä, hyväksyi keisarinna, mutta se jäi vain viihteeksi, eikä sitä käytetty katujen valaisemiseen, kuten Kulibin alun perin uskoi. Päällikkö itse teki myöhemmin useita valonheittimiä laivanomistajien yksittäisiin tilauksiin ja teki myös kompaktin lyhdyn vaunuun saman järjestelmän perusteella - tämä toi hänelle tietyn tulon. Mestarit pettyivät tekijänoikeussuojan puutteeseen - muut mestarit alkoivat valmistaa suuria "Kulibin-lyhtyjä" -vaunuja, mikä vähensi keksintöä suuresti.

Vuonna 1779 luotu valonheitin on säilynyt teknisenä temppuna. Arjessa vain pienempiä versioita käytettiin lyhtyinä vaunuissa.

Mitä muuta Kulibin teki?

- Hän perusti työpajat Pietarin tiedeakatemiaan, jossa hän valmisti mikroskooppeja, barometreja, lämpömittareita, teleskooppeja, vaakoja, teleskooppeja ja monia muita laboratorioinstrumentteja. - Korjattiin Pietarin tiedeakatemian planetaario. - Hän keksi alkuperäisen järjestelmän laivojen laskemiseksi veteen. - Luonut ensimmäisen optisen lennätin Venäjälle (1794), lähetetty Taide-kameraan kurioosuutena. - Kehitti Venäjän ensimmäisen rautasillaprojektin (Volgan yli). - Rakensi kylvökoneen, joka tarjoaa tasaisen kylvön (ei rakennettu). - Järjesti ilotulitteita, loi mekaanisia leluja ja automaatteja aateliston viihdettä varten. - Korjattu ja koottu itsenäisesti monia eri asetteluja olevia kelloja - seinä, lattia, torni.

Ikiliikkuja

Itse Ivan Kulibinin keksinnöistä on kirjoitettu paljon. Mutta elämäkerran kirjoittajat ovat aina yrittäneet jättää huomiotta hänen työnsä ikuisessa liikkeessä, joka ei näytä maalaavan loistavaa mekaanikkoa.

Ajatus ihmemoottorin keksimisen aloittamisesta syntyi Kulibinista 1700-luvun 70-luvun alussa, kun hän toimi mekaanikkona Pietarin tiedeakatemiassa. Kokeilut ikuisella koneella veivät häneltä paitsi aikaa ja vaivaa, myös huomattavia henkilökohtaisia varoja, mikä pakotti hänet velkaantumaan.

Tuohon aikaan energian säilymisen lakia ei vielä perusteltu tarkasti. Kulibinilla ei ollut vankkaa koulutusta, ja hänen, itseoppineen mekaanikon, oli vaikea ymmärtää tätä vaikeaa asiaa. Hänen ympärillään olleet ihmiset eivät myöskään voineet auttaa. Jotkut eivät tienneet kuinka selittää hänen harhaansa selvästi. Toiset eivät itse olleet vakuuttuneita siitä, että energia ei tule tyhjästä eikä katoa mihinkään. Lopulta toiset itse uskoivat, että ikuinen liikekone oli mahdollinen, ja rohkaisivat Kulibinia jatkamaan etsintää.

Jälkimmäiseen kuului esimerkiksi kuuluisa kirjailija ja toimittaja Pavel Svinin. Kulibinia koskevassa kirjassaan, joka julkaistiin vuonna 1819, vuosi Ivan Petrovitšin kuoleman jälkeen, hän kirjoitti Kulibinin ikuiseen liikekoneeseen viitaten: "On sääli, että hän ei onnistunut viimeistelemään tätä tärkeää keksintöä. Ehkä hän olisi ollut onnellisempi kuin edeltäjänsä, jotka pysähtyivät tähän kompastuskiveen; ehkä hän olisi osoittanut, että ikuinen liike ei ole mekaniikan kimeeriä…"

Yllättäen jopa suuri Leonard Euler tuki Kulibinin työtä ikuisen liikkuvan koneen keksimiseksi. "On uteliasta huomata", kirjoitti Svinin, "että Kulibinia rohkaisi tähän löytöyn kuuluisa matemaatikko Euler, joka kysyttäessä, mitä hän ajatteli ikuisesta liikkeestä, vastasi, että hän piti sitä luonnossa ja ajatteli, että se löytää jollain onnellisella tavalla. Kuten paljastukset, joita aiemmin pidettiin mahdottomina." Ja Kulibin kääntyi aina Eulerin auktoriteetin puoleen, kun hänen oli puolustettava ajatusta ikuisesta liikekoneesta kriitikoilta.

Izvestia-akatemia julkaisi artikkelin "Neuvosto niille, jotka haaveilevat ikuisen tai loputtoman liikkeen keksimisestä". Siinä sanottiin: "On täysin mahdotonta keksiä jatkuvaa liikkumista… Nämä turhat tutkimukset ovat äärimmäisen haitallisia, koska ennen kaikkea (etenkin) koska ne tuhosivat monia perheitä ja monia taitavia mekaanikkoja, jotka voisivat tarjota suuria palveluja yhteiskunnalle tiedoillaan, kadonneena, saavuttaa ratkaisu tähän ongelmaan, kaikki heidän omaisuutensa, aikansa ja työnsä."

Kukaan ei tiedä onko Kulibin lukenut tämän artikkelin. Tiedetään vain, että Tiedeakatemian lausunnosta huolimatta hän jatkoi työskentelyä ikuisen liikkeen parissa hänelle ominaisella itsepäisyydellä luottaen siihen, että tämäkin ongelma ennemmin tai myöhemmin ratkeaisi.

Kulibin on kehittänyt useita malleja autostaan. Hän otti pohjaksi vanhan idean, joka tunnettiin Leonardo da Vincin ajoilta, nimittäin: pyörän, jonka sisällä liikkuvat painot. Jälkimmäisten piti olla asennossa, joka häiritsi tasapainoa koko ajan ja aiheuttaa pyörän näennäisen jatkuvaa pyörimistä.

Ulkomailla he työskentelivät myös ikuisen liikekoneen luomisessa. Kulibin seurasi tiiviisti näitä teoksia hänelle saapuneiden viestien mukaan. Ja kerran, vuonna 1796, Katariina II:n määräyksen mukaan hänellä oli jopa mahdollisuus harkita ja arvioida yhtä sellaisista ulkomaisista projekteista. Se oli saksalaisen mekaanikon Johann Friedrich Heinlen ikuinen kone.

Ivan Petrovich ei vain "erittäin huolellisesti ja huolellisesti" tutkinut ulkomaisen perpetuum mobilen piirustusta ja kuvausta, vaan myös valmisti sen mallin. Se koostui kahdesta ristikkäisestä putkesta, joissa oli nesteellä täytetty palke. Tällaisen ristin pyöriessä neste virtaisi putkien läpi yhdestä palkeesta muihin. Keksijän mukaan tasapaino olisi pitänyt menettää ja koko järjestelmän olisi pitänyt olla jatkuvassa liikkeessä.

Heinle-moottorimalli osoittautui tietysti käyttökelvottomaksi. Suorittaessaan hänen kanssaan kokeita, Kulibin, kuten hän kirjoitti, "ei löytänyt mitä halusi tuosta menestyksestä". Mutta tämä ei horjuttanut hänen uskoaan ikuisen liikkeen periaatteeseen.

Syksyllä 1801 Ivan Petrovitš palasi Pietarista kotimaahansa Nižni Novgorodiin. Täälläkään hän ei luopunut epäonnistuneesta ikuisen liikkeen etsinnästä. Kului paljon aikaa, vuosi 1817 tuli. Ja sitten eräänä päivänä pääkaupungin sanomalehdestä "Russian Invalid" 22. syyskuuta Kulibin luki artikkelin, joka kuulosti hänestä ukkonen. Muistiossa kerrottiin, että eräs mekaanikko nimeltä Petere Mainzista "keksi vihdoin niin kutsutun perpetuum mobilen, joka on ollut turhaan vuosisatoja".

Lisäksi kuvattiin itse moottoria, joka oli muodoltaan pyörä, jonka halkaisija oli 8 jalkaa ja paksuus 2 jalkaa: "Se liikkuu omalla voimallaan ilman jousien, elohopean, tulen, sähkö- tai galvaanisen voiman apua.. Sen nopeus ylittää todennäköisyyden. Jos kiinnität sen maantievaunuun tai pyörätuoliin, voit matkustaa 100 Ranskan mailia 12 tunnissa kiipeämällä jyrkimmille vuorille."

Tämä uutinen (tietysti väärä) sai vanhan keksijän uskomattomaksi. Hänestä näytti, että Pietari oli omaksunut hänen ideansa, varastanut hänen rakkaan aivolapsensa, jolle hän, Kulibin, oli antanut vuosikymmeniä kovaa työtä. Kuumeisella kiireellä hän alkoi vedota kaikkiin, joilla oli valtaa ja vaikutusvaltaa, mukaan lukien tsaari Aleksanteri I.

Sitten varovaisuus laitettiin sivuun, salailu unohdettiin. Nyt Kulibin kirjoitti suoraan, että hän oli työskennellyt "ikuisen liikkeen koneen" luomisen parissa pitkään, että hän ei ollut kaukana tämän ongelman ratkaisemisesta, mutta hän tarvitsi varoja jatkaakseen viimeisiä kokeita. Vetoomusmuistiinpanoissa hän muistutti aiemmista ansioistaan ja ilmaisi halunsa palata palvelukseen pääkaupungissa rakentaakseen rautasillan Nevan yli ja mikä tärkeintä, jatkaakseen ikuisen liikekoneen luomista.

Kulibinin lupapyyntö palata Pietariin hylättiin hienovaraisesti. Rautasillan rakentamista pidettiin liian kalliina. He vaikenevat ikuisliikkurista.

Ivan Petrovitšin viimeisiin päiviin asti hänen rakas unelmansa "ikuisen liikkeen koneesta", tyranni-unelma, kuten yksi Kulibinin elämäkerran kirjoittajista sitä kutsui, ei jättänyt häntä. Sairaudet valtasivat hänet yhä enemmän. Minua kiusasi hengenahdistus ja "muut epäterveet". Nykyään hän käy harvoin ulkona. Mutta jopa sängyssä, tyynyissä, hän pyysi laittamaan viereensä piirroksia "ikuisen liikkeen koneesta". Jopa yöllä, unettomuudessa, keksijä palasi yhä uudelleen tähän kohtalokkaaseen koneeseen, teki joitain korjauksia vanhoihin piirustuksiin, piirsi uusia.

Ivan Petrovitš Kulibin kuoli 30. heinäkuuta (vanha tyyli), 1818 83-vuotiaana, kuoli hiljaa, kuin nukkuessaan. Hänen perheensä pysyi äärimmäisessä köyhyydessä. Hautaakseen miehensä lesken piti myydä seinäkello, ja hänen vanha ystävänsä Aleksei Pjaterikov lisäsi siihen pienen summan. Nämä rahat käytettiin suuren keksijän hautaamiseen.