Indholdsfortegnelse:

Hvad opfandt Kulibin?
Hvad opfandt Kulibin?

Video: Hvad opfandt Kulibin?

Video: Hvad opfandt Kulibin?
Video: Hvordan reagerer børn, når man fortæller, at der ikke er råd til at holde jul? 2024, Marts
Anonim

Alle ved, at Kulibin er en stor russisk opfinder, mekaniker og ingeniør. Hans efternavn er længe blevet et almindeligt substantiv på russisk. Men som vist af en nylig undersøgelse, kan kun fem procent af de adspurgte nævne mindst én af hans opfindelser. Hvordan det? Vi besluttede at gennemføre et lille uddannelsesprogram: så hvad opfandt Ivan Petrovich Kulibin?

Ivan Petrovich, der blev født i Podnovye-bosættelsen nær Nizhny Novgorod i 1735, var en utrolig talentfuld person. Mekanik, teknik, urmageri, skibsbygning - alt skændtes i de dygtige hænder på en russisk autodidakt. Han havde succes og var tæt på kejserinden, men samtidig blev ingen af hans projekter, som kunne gøre livet lettere for almindelige mennesker og bidrage til fremskridt, hverken ordentligt finansieret eller gennemført af staten. Hvorimod underholdningsmekanismer - sjove automater, paladsure, selvkørende kanoner - blev finansieret med stor glæde.

Sejlbart skib

I slutningen af det 18. århundrede var den mest almindelige metode til at løfte last på skibe mod strømmen burlak arbejdskraft - hårdt, men relativt billigt. Der var også alternativer: for eksempel motordrevne skibe drevet af okser. Maskinfartøjets struktur var som følger: det havde to ankre, hvis reb var fastgjort til en speciel aksel. Et af ankrene på en båd eller langs kysten blev leveret frem 800-1000 m og sikret. Okserne, der arbejdede på skibet, drejede skaftet og snoede ankertovet, og trak skibet til ankeret mod strømmen. Samtidig bar en anden båd det andet anker frem - det var sådan kontinuiteten i bevægelsen blev sikret.

Billede
Billede

Kulibin kom op med ideen om, hvordan man undværer okser. Hans idé var at bruge to skovlhjul. Strømmen, der roterede hjulene, overførte energi til akslen - ankerrebet blev viklet, og skibet trak sig til ankeret ved hjælp af vandets energi. Under arbejdet blev Kulibin konstant distraheret af ordrer på legetøj til det kongelige afkom, men det lykkedes ham at få finansiering til fremstilling og installation af sit system på et lille skib. I 1782, lastet med næsten 65 tons (!) sand, viste det sig at være pålideligt og meget hurtigere end et skib drevet af okser eller burlats.

I 1804, i Nizhny Novgorod, byggede Kulibin en anden vandvej, som var dobbelt så hurtig som burlak-broderiet. Ikke desto mindre afviste afdelingen for vandkommunikation under Alexander I ideen og forbød finansiering - vandvejene spredte sig ikke. Langt senere dukkede capstans op i Europa og USA - skibe, der trak sig til anker ved hjælp af energien fra en dampmaskine.

Billede
Billede

Skrue elevator

Det mest almindelige elevatorsystem i dag er et kabine med spil. Spillifte blev skabt længe før Otis' patenter i midten af det 19. århundrede - lignende strukturer var i drift i det gamle Egypten, de blev sat i gang af trækdyr eller slavemagt. I midten af 1790'erne bestilte den aldrende og overvægtige Catherine II Kulibin til at udvikle en praktisk elevator til at flytte mellem etager i Vinterpaladset. Hun ville bestemt have en liftstol, og et interessant teknisk problem opstod før Kulibin. Det var umuligt at fastgøre et spil til en sådan elevator, åben fra oven, og hvis du "samler" stolen med et spil nedefra, ville det medføre besvær for passageren. Kulibin løste spørgsmålet vittigt: bunden af stolen var fastgjort til en langakseskrue og bevægede sig langs den som en møtrik. Catherine sad på sin mobile trone, tjeneren drejede håndtaget, rotationen blev overført til akslen, og hun løftede stolen til galleriet på anden sal. Kulibins skrueløft blev færdiggjort i 1793, mens Elisha Otis byggede den anden sådan mekanisme i historien i New York først i 1859. Efter Catherines død blev elevatoren brugt af hofmændene til underholdning, og derefter blev den muret op. I dag er tegninger og rester af løftemekanismen bevaret.

Teori og praksis for brobygning

Fra 1770'erne til begyndelsen af 1800'erne arbejdede Kulibin på oprettelsen af en stationær bro med et enkelt spænd over Neva. Han lavede en arbejdsmodel, hvorpå han beregnede kræfterne og spændingerne i forskellige dele af broen – på trods af at teorien om brobygning endnu ikke eksisterede på det tidspunkt! Empirisk forudsagde og formulerede Kulibin en række love om modstand mod materialer, som blev bekræftet meget senere. Først udviklede opfinderen broen for egen regning, men grev Potemkin bevilgede penge til det endelige layout. Modellen i skala 1:10 nåede en længde på 30 m.

Alle broberegninger blev præsenteret for Videnskabsakademiet og verificeret af den berømte matematiker Leonard Euler. Det viste sig, at beregningerne var korrekte, og testene af modellen viste, at broen havde en enorm sikkerhedsmargin; dens højde tillod sejlskibe at passere uden nogen særlige operationer. Trods Akademiets godkendelse har regeringen ikke afsat midler til byggeriet af broen. Kulibin blev tildelt en medalje og modtog en pris, i 1804 var den tredje model rådnet fuldstændig op, og den første permanente bro over Neva (Blagoveshchensky) blev først bygget i 1850.

I 1810'erne var Kulibin engageret i udviklingen af jernbroer. Foran os er projektet med en trebuet bro over Neva med en ophængt kørebane (1814). Senere skabte opfinderen et projekt for en mere kompleks fire-buet bro.

I 1936 blev en eksperimentel beregning af Kulibinsky-broen udført ved hjælp af moderne metoder, og det viste sig, at den russiske autodidakt ikke lavede en eneste fejl, selvom på hans tid de fleste love om materialers styrke var ukendte. Metoden til at lave en model og afprøve den med henblik på styrkeberegningen af brokonstruktionen blev efterfølgende udbredt; forskellige ingeniører kom til den på forskellige tidspunkter uafhængigt. Kulibin var også den første, der foreslog brugen af gitterspær ved konstruktionen af broen - 30 år før den amerikanske arkitekt Itiel Town, der patenterede dette system.

Over broen over Neva

På trods af at ikke en eneste seriøs opfindelse af Kulibin virkelig blev værdsat, var han meget mere heldig end mange andre russiske autodidakt, som enten ikke var tilladt selv på tærsklen til Videnskabsakademiet eller blev sendt hjem med 100 rubler af en præmie og en anbefaling om ikke længere at blande sig i deres egen virksomhed.

Den berømte enkeltspændsbro over Neva - hvordan den kunne se ud, hvis den var blevet bygget. Kulibin udførte sin beregning på modeller, herunder på en skala fra 1:10.

Selvkørende klapvogn og andre historier

Ofte er Kulibin, ud over de designs, han virkelig opfandt, krediteret med mange andre, som han virkelig forbedrede, men ikke var den første. For eksempel er Kulibin meget ofte krediteret med opfindelsen af pedalscooteren (prototypen af velomobilen), mens et sådant system blev skabt 40 år tidligere af en anden russisk selvlært ingeniør, og Kulibin var den anden. Lad os se på nogle af de almindelige misforståelser.

Billede
Billede

Kulibins selvkørende klapvogn var kendetegnet ved et komplekst drivsystem og krævede en betydelig indsats fra føreren. Det var den anden velomobil i historien.

Så i 1791 byggede og præsenterede Kulibin for Videnskabsakademiet en selvkørende vogn, en "selvkørende kørestol", som i det væsentlige var forgængeren til velomobilen. Den var designet til én passager, og bilen blev ført af en tjener, der stod på hælene og skiftevis trykkede på pedalerne. Den selvkørende vogn tjente i nogen tid som attraktion for adelen, og så fortabte den sig i historien; kun hendes tegninger har overlevet. Kulibin var ikke opfinderen af velomobilen - 40 år før ham byggede en anden autodidakt opfinder Leonty Shamshurenkov (kendt især for udviklingen af Tsar Bell-løftesystemet, som aldrig blev brugt til det tilsigtede formål), en autodidakt kørestol af lignende design i St. Petersborg. Shamshurenkovs design var to-sæder, i senere tegninger planlagde opfinderen at bygge en selvkørende slæde med et verstometer (en prototype af et speedometer), men desværre modtog han ikke tilstrækkelig finansiering. Ligesom Kulibins scooter har Shamshurenkovs scooter ikke overlevet den dag i dag.

Billede
Billede

Det berømte æggeur, udført af Kulibin i 1764-1767 og præsenteret for Catherine II til påske 1769. I høj grad takket være denne gave stod Kulibin i spidsen for værkstederne ved St. Petersburgs Videnskabsakademi. De opbevares nu i Eremitagen.

Benprotese

Ved overgangen til det 18.-19. århundrede præsenterede Kulibin for St. Petersburg Medical-Surgical Academy adskillige projekter af "mekaniske ben" - proteser i underekstremiteterne, der var meget perfekte på det tidspunkt, i stand til at simulere et ben tabt over knæ (!). "Testeren" af den første version af protesen, lavet i 1791, var Sergei Vasilyevich Nepeitsyn - på det tidspunkt en løjtnant, der mistede sit ben under stormen af Ochakov. Efterfølgende steg Nepeitsyn til rang som generalmajor og fik tilnavnet Jernben fra soldaterne; han levede et fuldt liv, og ikke alle gættede på, hvorfor generalen haltede lidt. Kulibin-systemprotesen blev trods positive anmeldelser fra læger i St. Petersborg under ledelse af professor Ivan Fedorovich Bush afvist af militærafdelingen, og serieproduktionen af mekaniske proteser, der efterligner benets form, begyndte senere i Frankrig.

Billede
Billede

Spotlight

I 1779 præsenterede Kulibin, der var glad for optiske enheder, sin opfindelse for St. Petersborg-publikummet - et søgelys. Systemer af reflekterende spejle eksisterede før ham (især blev de brugt på fyrtårne), men Kulibins design var meget tættere på et moderne søgelys: et enkelt lys, der reflekterede fra spejlreflektorer placeret i en konkav halvkugle, gav en stærk og retningsbestemt strøm af lys. "Den vidunderlige lanterne" blev positivt modtaget af Videnskabsakademiet, rost i pressen, godkendt af kejserinden, men den forblev kun en underholdning og blev ikke brugt til at oplyse gaderne, som Kulibin oprindeligt troede. Skibsføreren lavede efterfølgende selv en række projektører til individuelle bestillinger af redere og lavede også en kompakt lanterne til en vogn på basis af samme system - det gav ham en vis indtægt. Mestrene blev svigtet af manglen på ophavsretlig beskyttelse - andre mestre begyndte at lave storskala vogn "Kulibin-lanterner", hvilket i høj grad devaluerede opfindelsen.

Søgelyset, skabt i 1779, er forblevet en teknisk gimmick. I hverdagen blev der kun brugt mindre udgaver som lanterner på vogne.

Hvad lavede Kulibin ellers?

- Han etablerede værksteder ved Sankt Petersborgs Videnskabsakademi, hvor han var engageret i fremstillingen af mikroskoper, barometre, termometre, teleskoper, vægte, teleskoper og mange andre laboratorieinstrumenter. - Reparerede planetariet ved St. Petersborgs Videnskabsakademi. - Han kom med et originalt system til at søsætte skibe i vandet. - Skabte den første optiske telegraf i Rusland (1794), sendt til Kunst-kameraet som en kuriosum. - Udviklede det første i Rusland projekt af en jernbro (på tværs af Volga). - Konstrueret en såmaskine, der giver ensartet såning (ikke bygget). - Arrangerede fyrværkeri, skabte mekanisk legetøj og automater til underholdning for adelen. - Repareret og selvstændigt samlet mange ure med forskellige layouts - væg, gulv, tårn.

Perpetual motion maskine

Der er skrevet meget om opfindelserne af Ivan Kulibin selv. Men biografer har altid forsøgt at ignorere hans arbejde på en evighedsmaskine, som, det så ud til, ikke maler en strålende mekaniker.

Ideen til at begynde at opfinde en mirakelmotor opstod i Kulibin i begyndelsen af 70'erne af det 18. århundrede, da han tjente som mekaniker ved St. Petersburgs Videnskabsakademi. Eksperimenter på en evighedsmaskine tog ikke kun tid og kræfter fra ham, men også betydelige personlige midler, hvilket tvang ham til at komme i gæld.

I de dage var loven om bevarelse af energi endnu ikke præcist underbygget. Kulibin havde ikke en solid uddannelse, og det var svært for ham, en autodidakt mekaniker, at forstå denne vanskelige problemstilling. Folk omkring ham kunne heller ikke hjælpe. Nogle vidste ikke, hvordan de klart skulle forklare hans vrangforestilling. Andre var ikke selv overbevist om, at energi ikke kommer fra ingenting og ikke forsvinder nogen steder. Endelig mente andre selv, at en evighedsmaskine var mulig, og opfordrede Kulibin til at fortsætte med at søge.

Sidstnævnte omfattede for eksempel den berømte forfatter og journalist Pavel Svinin. I sin bog om Kulibin, udgivet i 1819, et år efter Ivan Petrovichs død, skrev han med henvisning til Kulibins evighedsmaskine: "Det er en skam, at han ikke formåede at afslutte denne vigtige opfindelse. Måske ville han have været lykkeligere end sine forgængere, som standsede ved denne anstødssten; måske ville han have bevist, at evig bevægelse ikke er en kimær af mekanik …"

Overraskende nok støttede selv den store Leonard Euler Kulibins arbejde med opfindelsen af en evighedsmaskine. "Det er mærkeligt at bemærke," skrev Svinin, "at Kulibin blev opmuntret til denne opdagelse af den berømte matematiker Euler, som da han blev spurgt om, hvad han mente om evig bevægelse, svarede, at han anså den for at eksistere i naturen og troede, at den ville blive fundet på en eller anden glad måde. som åbenbaringer, der tidligere blev anset for umulige." Og Kulibin vendte sig altid til Eulers autoritet, da han skulle forsvare ideen om en evighedsmaskine fra kritikere.

Izvestia-akademiet udgav en artikel med titlen "Rådet til dem, der drømmer om at opfinde evig eller endeløs bevægelse." Den sagde: "Det er fuldstændig umuligt at opfinde kontinuerlig bevægelse … Disse ubrugelige undersøgelser er ekstremt skadelige, fordi de mest af alt (især) fordi de ødelagde mange familier og mange dygtige mekanikere, der kunne yde store tjenester til samfundet med deres viden, tabt, at nå frem til løsningen af dette problem, alle deres ejendele, tid og arbejde."

Ingen ved, om Kulibin har læst denne artikel. Det er kun kendt, at han på trods af Videnskabsakademiets mening fortsatte med at arbejde på en evighedsmaskine med sin karakteristiske stædighed med tillid til, at selv dette problem før eller siden ville blive løst.

Kulibin har udviklet en række modeller af sin bil. Han tog udgangspunkt i en gammel idé, kendt siden Leonardo da Vincis tid, nemlig: et hjul med vægte, der bevæger sig indeni det. Sidstnævnte skulle indtage en position, der hele tiden forstyrrede balancen, og forårsage en tilsyneladende non-stop rotation af hjulet.

I udlandet arbejdede de også med at skabe en evighedsmaskine. Kulibin fulgte nøje disse værker ifølge de beskeder, der nåede ham. Og en gang, i 1796, i henhold til ordre fra Catherine II, havde han endda en chance for at overveje og evaluere et af sådanne udenlandske projekter. Det var den tyske mekaniker Johann Friedrich Heinles evighedsmaskine.

Ivan Petrovich studerede ikke kun "med den største omhu og flid" tegningen og beskrivelsen af den udenlandske perpetuum mobile, men lavede også dens model. Den bestod af to krydsede rør med bælg fyldt med væske. Med rotationen af et sådant kryds ville væsken strømme gennem rørene fra den ene bælg til den anden. Ligevægten burde ifølge opfinderen være gået tabt, og hele systemet skulle have været i evig bevægelse.

Heinle-motormodellen viste sig selvfølgelig at være ude af drift. Da han udførte eksperimenter med hende, fandt Kulibin, som han skrev, "ikke, hvad han ønskede i den succes." Men dette rokkede ikke det mindste ved hans tro på selve princippet om evig bevægelse.

I efteråret 1801 vendte Ivan Petrovich tilbage fra St. Petersborg til sit hjemland, til Nizhny Novgorod. Selv her opgav han ikke sin mislykkede søgen efter evig bevægelse. Der gik lang tid, året 1817 kom. Og så en dag i hovedstadens avis "Russian Invalid" den 22. september læste Kulibin en artikel, der lød som torden for ham. Notatet rapporterede, at en vis mekaniker ved navn Petere fra Mainz "endelig opfandt den såkaldte perpetuum mobile, som har været forgæves i mange århundreder."

Billede
Billede

Yderligere blev selve motoren beskrevet, som havde form af et hjul med en diameter på 8 fod og en tykkelse på 2 fod: "Den bevæger sig af sin egen kraft og uden hjælp fra fjedre, kviksølv, ild, elektrisk eller galvanisk kraft. Dens hastighed overstiger sandsynligheden. Hvis du fastgør den til en vejvogn eller kørestol, kan du rejse 100 franske miles på 12 timer og bestige de stejleste bjerge."

Denne nyhed (selvfølgelig falsk) gjorde den gamle opfinder til utrolig begejstring. Det forekom ham, at Peter havde tilegnet sig sine ideer, stjålet sit elskede hjernebarn, som han, Kulibin, havde givet mange årtiers hårdt arbejde. Med febrilsk hast begyndte han at appellere til alle, der havde magt og indflydelse, inklusive zar Alexander I.

Så blev forsigtigheden lagt til side, hemmeligholdelsen glemt. Nu skrev Kulibin ærligt, at han i lang tid havde arbejdet på at skabe en "maskine med evig bevægelse", at han ikke var langt fra at løse dette problem, men han havde brug for midler til at fortsætte de sidste eksperimenter. I "anmodningsnotaterne" mindede han om sine tidligere fortjenester og udtrykte et ønske om at vende tilbage til tjeneste i hovedstaden for at bygge en jernbro over Neva, og vigtigst af alt, for at fortsætte skabelsen af en evighedsmaskine.

Kulibins anmodning om tilladelse til at vende tilbage til Sankt Petersborg blev delikat afvist. Byggeriet af jernbroen blev anset for at være for dyrt. De tav om evighedsmaskinen.

Indtil Ivan Petrovitjs sidste dage forlod hans kære drøm om en "maskine af evig bevægelse", en tyranndrøm, som en af Kulibins biografer kaldte den, ham ikke. Sygdomme overvældede ham mere og mere. Jeg var plaget af åndenød og "andet usundt". Han gik sjældent udenfor nu. Men selv i sengen, i puder, bad han om at lægge tegninger af "maskinen med evig bevægelse" ved siden af sig. Selv om natten, i søvnløshed, vendte opfinderen igen og igen tilbage til denne fatale maskine, lavede nogle rettelser i gamle tegninger, tegnede nye.

Ivan Petrovich Kulibin døde den 30. juli (gammel stil), 1818 i en alder af 83, døde stille, som om han sov. Hans familie forblev i ekstrem fattigdom. For at begrave sin mand måtte enken sælge et vægur, og hendes gamle ven Alexei Pyaterikov tilføjede et lille beløb. Disse penge blev brugt til at begrave den store opfinder.

Anbefalede: