Деятельность большинства выдающихся изобретателей крепостной России начиналась в крупных центрах хозяйственной жизни страны: Нартова — в Москве, Ползунова и Фролова — на заводском Урале, Кулибин был родом из Нижнего Новгорода — города, игравшего тогда видную роль в экономике страны.
В Нижнем были издавна развиты различные ремёсла — кузнечное, столярное, сапожное, шапочное, портновское и многие другие. Там находились якорные, канатные, кожевенные, пивные заводы.
Стоявший в месте впадения Оки в Волгу, Нижний был одним из главных волжских портов. Там располагались обширные склады соли, зерна, кож и других товаров. Недалеко от города находилась знаменитая Макарьевская ярмарка (в XIX веке перенесенная в самый Нижний и впоследствии именуемая Нижегородской). На Макарьевскую ярмарку привозились русские и иностранные товары из всего Поволжья, из Москвы и Петербурга, с Украины и Севера, из Сибири и т. д. В свою очередь и «макарьевская кладь» по Волге и ее притокам и иным путям направлялась во все эти близкие и отдаленные районы страны.
- Творчество И.П. Кулибина в Нижнем Новгороде
- Часовых дел мастер
- Часы «яичной фигуры»
- Кулибин и Екатерина II
- Кулибин — заведующий механическими мастерскими Академии наук
- Ахроматический микроскоп
- Электрические приборы
- Электростатические машины
- Электрофоры
- * * *
- Придворный механик
- «Кулибинский фонарь»
- Однопролётный мост через Неву
- Самодвижущиеся суда
- Самокатки и механические повозки
- Вододействующие установки (двигатели)
- Изучение паровых машин
- Оптический (семафорный) телеграф
- Другие изобретения Кулибина
- Зеркальные стёкла большого размера
- Устройства для спуска кораблей
- «Планетные» карманные часы
- Протезы
- Ремонт «часов с павлином»
- Возвращение Кулибина в Нижний Новгород
- Машинные и водоходные суда
- Проекты металлических мостов
- Новый конный привод для насосов
- Протезы
- Последние годы Ивана Кулибина
- Литература:
Творчество И.П. Кулибина в Нижнем Новгороде
Иван Петрович Кулибин родился 10 апреля 1735 г. в семье небогатого торговца мукой. В некоторых позднейших документах Кулибин именуется «нижегородским посадским».
Кулибин не получил школьного образования, так как отец предназначал его для занятия торговлей, а поэтому считал, что для сына будет достаточно научиться грамоте у дьячка. Однако продажа муки в отцовской лавке не удовлетворяла молодого Кулибина. Он больше всего интересовался всевозможными механизмами, которые начал мастерить с юных лет.
Он строил маленькие толчеи, мельницы и другие самодвижущиеся игрушки, а однажды его внимание привлек такой факт. В саду Кулибиных был пруд, где вода не имела протока и поэтому в нем гибла рыба. Молодой Кулибин придумал способ посредством особого гидравлического устройства доставлять воду в специальный бассейн, а оттуда в пруд. Лишняя вода отводилась из пруда. С тех пор рыба в пруде стала размножаться.
Часовых дел мастер
Из всех механизмов Кулибина больше всего интересовали часы, и это не случайно. XVIII век был временем увлечения автоматами в России и во всей Европе. Часы были первым автоматическим прибором, созданным для практических целей. В XVII—XVIII веках выдающиеся ученые и изобретатели как в России, так и за границей изготовляли разнообразные часы: настенные, настольные, карманные, башенные, часто соединенные со сложными автоматами декоративного характера. В XVIII веке работа над конструированием часов впервые натолкнула изобретателей на мысль о применении заводных автоматов в производстве. Конструкторы переносили принцип действия часового механизма и на другие устройства.
Кулибин в бытность свою в Нижнем Новгороде хотел понять устройство башенных часов Строгановского собора. С этой целью он не раз взбирался на колокольню собора и наблюдал за работой этих часов.
В доме нижегородского купца Микулина Кулибин увидел часы с кукушкой. Он попытался изготовить такие же часы из дерева. Для этого потребовались инструменты, которых в Нижнем Новгороде нельзя было достать. Когда Кулибин был послан по делам в Москву, ему посчастливилось достать там за невысокую цену нужные инструменты у московского часовщика Лобкова. Этот мастер отнесся к Кулибину очень внимательно. Он не только помог ему приобрести инструменты, но и поделился с ним своими знаниями и опытом в часовом деле.
По возвращении из Москвы Кулибин устроил мастерскую и начал изготовлять часы различных сложных систем. После смерти отца Кулибин, которому было тогда 28 лет, оставил торговлю и всецело посвятил себя любимому делу — механике.
От производства стенных часов Кулибин переходит к изучению карманных часов и в короткое время становится самым популярным часовых дел мастером в Нижнем Новгороде. Однако уже в то время он был не просто опытным ремесленником. Путем самообразования Кулибин постоянно стремился к пополнению своих знаний. В свободное от работы время он занимался физикой, математикой, черчением.
Кулибин изучал также статьи Г.-В. Крафта (автора «Краткого руководства в по знании простых и сложных машин»), опубликованные в «Прибавлениях к Санкт-Петербургским ведомостям», и другие руководства по точным и прикладным наукам, которые ему удавалось достать в Нижнем Новгороде. А таких пособий имелось уже немало. Интересно отметить, что статьи Крафта, с которыми знакомился Кулибин, были опубликованы в переводе М.В. Ломоносова.
Часы «яичной фигуры»
Искусство Кулибина как мастера-часовщика все совершенствовалось. С 1764 по 1769 года он работал над изготовлением «часов яичной фигуры» — сложнейшего миниатюрного автомата размером с гусиное яйцо, поразительного по тонкости и изяществу отделки. Часы эти не только играли кантаты, сочиненные Кулибиным, в них был устроен театр-автомат, где крохотные куколки-артисты разыгрывали мистерию. В настоящее время эти часы хранятся в Государственном Эрмитаже в Санкт-Петербурге.
Хотя часть операций по изготовлению часов и других механизмов и отдавалась Кулибиным на сторону, значительную часть операций Кулибину пришлось выполнять самому с помощью одного лишь ученика Пятерикова. Таким образом, ему приходилось быть столяром, слесарем, токарем по металлу и вместе с тем мастером точной механики.
Изготовляя свой сложный автомат, Кулибин не мог уделять достаточно времени работе на заказчиков, и материальные дела его пошатнулись. А нужно было прокормиться самому с семьей и помощником — часовых дел мастером Алексеем Пятериковым. Наступили дни тяжелой нужды.
Кулибин и Екатерина II
Неожиданно механик получил поддержку от своего знакомого купца Костромина. Этот купец помогал Кулибину денежными средствами, надеясь, что изобретения талантливого механика будут оценены правительством и часть славы Кулибина распространится и на него, Костромина, друга и покровителя механика. Особенно надеялся Костромин, что «часы яичной фигуры» удастся показать самой Екатерине II, приезд которой ожидался в Нижний Новгород весной 1767 года.
Почти одновременно с изготовлением этих часов Кулибин сделал микроскоп, телескоп, подзорную трубу и электрическую машину. При этом он должен был самостоятельно решать сложнейшие задачи оптической техники, разрабатывать рецептуры сплава для механических зеркал, шлифовать стекла и т. д.
В мае 1767 года Екатерина, совершавшая в погоне за популярностью одно из своих путешествий по стране, действительно прибыла в Нижний Новгород в сопровождении блестящей свиты. Среди последней был и директор Петербургской Академии наук В.Г. Орлов.
Костромин добился того, что Кулибин был допущен к Екатерине. Изобретатель демонстрировал царице свои часы-автомат и некоторые другие приборы.
В связи с этим был поднят вопрос о желательности перевода столь выдающегося приборостроителя в мастерские Академии наук. Орлов поддержал это предложение, и Екатерина обещала вызвать Кулибина в Петербург. Однако выполнения этого обещания пришлось ждать два года, в течение которых механик продолжал работать над «часами яичной фигуры» и строить другие приборы. В начале 1769 года Кулибин с Костроминым отправились в Петербург, где еще долго ожидали приема на академическую службу.
Кулибин — заведующий механическими мастерскими Академии наук
Лишь 23 декабря 1769 года дирекция Академии наук в Петербурге вынесла постановление: «Для лучшего успеха находящихся в Валковом доме от Академии наук зависящих художеств и мастерств принять в академическую службу на приложенных при сем кондициях [условиях] нижегородского посадского Ивана Кулибина, который искусства своего показал уже опыты, и привести его к присяге». Кулибин был назначен на должность заведующего механическими мастерскими Академии наук и переехал в столицу. Так началась долгая и плодотворная деятельность Ивана Петровича Кулибина в Петербурге.
Механик получил возможность консультироваться по всем интересовавшим его вопросам с выдающимися учеными того времени, в том числе и с непосредственными учениками Ломоносова и с Л. Эйлером. Особенно много давало Кулибину общение с последним. Он мог быть в курсе новейшей научной литературы, выходившей не только в России, но отчасти и за границей (в русских переводах — сам Кулибин иностранными языками не владел).
Кулибин также имел связи по работе с Д. Бернулли, с астрономом С.Я. Румовским, физиком Л.Ю. Крафтом, адъюнктом академии М.Е. Головиным и с другими.
Академические мастерские, которыми руководил Кулибин, и после М.В. Ломоносова оставались крупнейшим центром развития отечественного приборостроения. В них изготовлялись навигационные, астрономические и оптические приборы, электростатические машины и т. д. Мастерские имели ряд отделений — инструментальное, оптическое, барометрическое, токарное и столярное. «Непосредственное смотрение» над палатами осуществлял мастер П.Д. Кесарев. Кроме того, с Кулибиным работали такие приборостроители, как Иван Беляев, и другие.
Как руководитель мастерских Кулибин не только организовывал работу, но и сам изобретал различные новые механизмы, приборы и инструменты. Особенно значительны заслуги его в области производства оптических и иных приборов, в том числе оригинальных, изготовлявшихся в академических мастерских впервые.
В области развития отечественного приборостроения Кулибин являлся непосредственным продолжателем дела А.К. Нартова и М.В. Ломоносова. Кулибин развивал замечательные традиции своих предшественников: обновлял оборудование мастерских; пополнял их штат молодыми мастерами, которые учились у него самого, опытными «художниками», работавшими еще при Ломоносове.
В академических мастерских продолжалось плодотворное сотрудничество конструкторов с учеными-теоретиками, начало которому было положено при Нартове и Ломоносове.
Ахроматический микроскоп
Выдающиеся ученые принимали участие в работе мастерских. Так, например, в мастерских изготовлялся первый ахроматический микроскоп по расчетам Л. Эйлера (так называется микроскоп с объективом, позволяющим избежать искажения рассматриваемого предмета). Работа велась под руководством Кулибина его помощником И.Г. Шерсневским и мастером И. И. Беляевым. Но по-видимому, работа в силу каких-то причин не была доведена до конца.
Электрические приборы
Опираясь на исследования ученых по электричеству (после трудов М. В. Ломоносова и Г.-В. Рихмана изучение атмосферного и статического электричества сделалось постоянной темой занятий ряда петербургских академиков-физиков, в том числе Л. Эйлера. Ф.-У.-Т. Эпинуса, Л.Ю. Крафта и других), Кулибин разрабатывал чертежи различных электрических приборов.
Напомним, что еще в XVIII веке появились первые типы электростатических машин, т. е. приборы, служащие для превращения механической энергии в электрическую энергию заряженных проводников на основе электризации трением.
Электростатические машины
Трение осуществлялось путем вращения стеклянного шара. В 1744 году было предложено применять для натирания шара кожаные подушечки, покрытые амальгамой, прижимаемые пружинами к стеклу. В большинстве случаях на чертежах Кулибина изображены электростатические машины этого типа. В дальнейшем шар был заменен стеклянным же цилиндром (Кулибин строил и такие), а потом стеклянным диском. Электростатические машины могли служить лишь для экспериментов и демонстраций электрических эффектов. В 40-х годах XVIII века в Западной Европе был изобретен первый тип конденсатора электрических зарядов, получивший название «лейденской банки». Сохранились кулибинские чертежи таких «банок» вместе с электростатическими машинами (первую электростатическую машину Кулибин построил, еще в его бытность в Нижнем Новгороде), а также его подробная инструкция о том, «как содержать в порядочной силе электрические машины».
Наряду с электростатическими машинами значительных размеров Кулибин и его помощники изготовляли миниатюрные машины для демонстрационных целей при чтении лекций по физике.
Электрофоры
Кулибин строил для работ академических физиков и новые в то время приборы — электрофоры. Так назывались приборы, действующие на основе возбуждения электрических зарядов путем электростатической индукции. В России идею электрофора впервые осуществил академик Эпинус (в зарубежной литературе приоритет в изобретении электрофора обычно неосновательно приписывают А. Вольту). Электрофор состоял из смоляного диска и металлического диска, снабженного изолирующей ручкой. Смоляной диск натирали мехом, а затем помещали на него металлический диск, заземляя прикосновением руки наружную поверхность последнего. На металлическом диске появлялся электрический заряд путем индукции. Держа диск за ручку, можно было перенести этот заряд на какой-либо проводник.
Сохранилось кулибинское «Описание о действии электрофора», относящееся к 70-м годам XVIII века.
Летом 1776 г. электрофор небольших размеров был привезён из Вены в Петербург. Изучив его Кулибин по приказу императрицы Екатерины II тогда же изготовил свой экземпляр, который был описан в трудах Академии наук годом позже. Академик И. Георги указывал, что «овальный электрофор, сделанный… г. Кулибиным, есть, может быть, самый большой из всех доныне сделанных». Упоминал об этом приборе и Д. Бернулли. Он состоял из двух металлических пластин в виде овалов или прямоугольников с закруглёнными углами. Размеры нижней пластины 2.7 на 1.4 метра. На её заливку (для получения диэлектрика) пошло 74 кг смолы и 33 кг сургуча. Верхнюю же, подвешенную на шелковых верёвках, приходилось поднимать и опускать с помощью блоков.
Электрофор был установлен во дворце императрицы в Царском Селе, а в последствии перевезён в физических кабинет при Академии наук где находился вплоть до начала XIX века (дальнейшая судьба неизвестна). Сколь грозен был этот электрофор можно судить хотя бы по тому факту, что разрядом куда меньших электрофоров удавалось убивать мелких животных.
Замечательный мастер продолжал работу над электрофорами и в дальнейшем. Так, в списке намеченных работ, относящемся к 80-м годам, им указам «электрофор с сургучными 6-ю кругами, на одной оси». Превосходные кулибинские приборы помогали петербургским академикам в дальнейших исследованиях. Так, физик Л.Ю. Крафт в статье «Опыт теории электрофора» (1777 год) писал: «Моим многочисленным опытам… пришла на помощь другая машина, огромная по величине и действию, сооруженная… искуснейшим русским мастером г. Кулибиным, которая дала мне желанную возможность более подробного исследования природы и причин этой особой электрической силы и связанных с ней явлений».
* * *
Кулибин (как в свое время и Нартов) привлекался к различным техническим экспертизам, участвовал в экзаменационных комиссиях и т. д.
Академические мастерские под руководством Кулибина выпускали электрические машины, телескопы и подзорные трубы, микроскопы, термометры, барометры, пирометры, воздушные насосы, точные весы, часы различных систем.
В то время Академия наук организовала ряд научных экспедиций. Эти экспедиции, работавшие с 1768 по 1774 года, обследовали обширные пространства от Белоруссии, Молдавии и Бессарабии до Восточной Сибири (район Байкала) и от побережья Северного Ледовитого океана до Закавказья, пограничных районов Персии и южного побережья Каспийского моря. Эти экспедиции способствовали ознакомлению с Россией всего мира. Они собрали множество материалов по этнографии, археологии, ботанике, зоологии и географии.
Для экспедиций необходимо было изготовить большое количество научных приборов. Значительная часть этих приборов, прекрасно работавших в трудных условиях экспедиций, была изготовлена в академических мастерских под руководством Кулибина.
Очень много времени уделял механик и подготовке молодых мастеров-приборостроителей. А одновременно его сразу же по приезде в Петербург стали самым бесцеремонным образом отвлекать от напряженной конструкторской работы в академии для оформления различных празднеств при дворе и в домах екатерининских вельмож.
Придворный механик
Отказываться Кулибин, понятно, не мог. Ведь правительство рассматривало Кулибина прежде всего как строителя забавных автоматов и театральных машин, устроителя иллюминаций и световых эффектов. Но и в этом деле Кулибин проявлял свою исключительную одаренность, находчивость и остроумие. В рабочих записях Кулибина и в воспоминаниях современников сохранилась лишь небольшая часть данных об этих занятиях Кулибина. Но и эти немногие сведения показывают, как талантлив и изобретателен был Кулибин во всех тех делах, за которые брался.
Так, например, Кулибин нашел способ осветить темный коридор длиной более 100 м в полуподвальном этаже Царскосельского дворца. Кулибин поставил снаружи зеркало, от которого дневной свет падал на систему зеркал, поставленных внутри здания, и, многократно отражаясь, освещал коридор.
В рабочих тетрадях Кулибина сохранились описания различных изобретений для устройства фейерверков и световых эффектов. Там упоминаются разноцветные огни, ракеты в виде павлиньих хвостов, вращающихся колес, «колосовые», «змейчатые», «капельные» ракеты, движущиеся зеркальные отражения в виде фигур, светящиеся и мерцающие контуры зданий и т. д. Кулибинские иллюминации создавали впечатление яркой феерии и поражали живостью фантазии.
Кулибин выступал как настоящий поэт и художник, запечатлевающий сказочные образы не словом и не кистью, а сочетанием световых эффектов и разноцветных огней.
При устройстве этих праздников Кулибину приходилось бывать при дворе и в домах высшей петербургской знати.
Ему нетрудно было получить гражданский или академический чин, дающий право на ношение мундира и на формальный доступ ко двору. Но Кулибин отклонял неоднократные предложения какого-либо «классного чина». Он не хотел ни сменять кафтана посадского человека на мундир или костюм европейского покроя, ни сбривать бороду.
Ему было присуще своеобразное чувство собственного достоинства потомственного посадского человека, не желавшего приобретать внешность чиновника или дворянина. Поскольку он не хотел приспособляться к требованиям «света», пришлось искать выход из положения. Весной 1778 года Екатерина приказала изготовить специально для Кулибина большую золотую медаль на андреевской ленте (она хорошо видна на приводимом в этой статье портрете изобретателя). Медаль (а не орден) могла быть пожалована и представителям податных, «низших», сословий. Андреевская же лента как бы вводила Кулибина в «высший свет». Заодно Екатерина не упустила случая напомнить и о своей просвещенности. На лицевой стороне медали имелся портрет Екатерины, а на оборотной — символические изображения Науки и Художества, венчающих имя Кулибина лавровым венком. Надписи на медали гласили: «Достойному», а также «Академия наук — механику Кулибину».
В начале 1787 года Кулибин обратился к директору Академии наук Е.Р. Дашковой с просьбой освободить его от заведования мастерскими. Он хотел сосредоточить все силы на изобретательской деятельности (поскольку это позволяли постоянные поручения дворцового ведомства).
«Кулибинский фонарь»
Одним из первых важных изобретений, сделанных механиком еще в ту пору, когда он заведовал академическими мастерскими, был знаменитый «кулибинский фонарь» — один из первых прожекторов, получивших практическое применение. Поэт Г. Р. Державин посвятил кулибинскому фонарю стихи:
Ты видишь, на столбах ночною как порою
И светлой полосою
В каретах, в улицах и в шлюпках на реке
Блистаю вдалеке.
Я весь дворец собою освещаю,
Как полная небес луна…
Кулибинский фонарь с зеркальным отражением
Изобрести такой прожектор, успешно действующий с применением обычных в то время очень слабых источников света, Кулибину помогло прекрасное знание законов оптики. В «Санкт-Петербургских ведомостях» от 19 февраля 1779 года об этом изобретении говорилось: «Санкт-Петербургской академии механик Иван Петрович Кулибин изобрел искусство делать некоторой особой вогнутой линией составленное из многих частей зеркало, которое — когда перед ним поставится только одна свеча, производит удивительное действие, умножая свет в 500 раз против обыкновенного свечного свету и более, смотря по мере числа зеркальных частиц…».
Академия наук высоко оценила изобретение Кулибина. Сам механик применял эти фонари на маяках, кораблях, общественных зданиях и т. д.
Один из биографов Кулибина сообщает об интересном случае использования кулибинского фонаря мореплавателем Г.И. Шелиховым вовремя одного из плаваний к берегам Аляска:
Жители острова Кыктака относились к Шелихову враждебно. Желая избежать кровопролития, он решил хитростью заставить их «почитать его необыкновенным человеком». Зная, что островитяне поклоняются Солнцу, Шелихов заявил им, что может по своему желанию призвать Солнце.
После этого он велел жителям Кыктака собраться ночью на берегу и ждать, а сам тем временем, предварительно распорядившись, в какое время зажечь фонарь на мачте корабля, находившегося на большом расстоянии от берега, стал вызывать Солнце. Когда островитяне увидели сильный свет кулибинского фонаря, они «с криком и страшным волнением упали на землю», вознося молитвы Солнцу, так чудесно явившему свой лик ночью по призыву Шелихова. Последнего они признали великим колдуном и оказывали ему всяческие почести.
Кулибин в 80-х годах совершенствовал устройство своих фонарей и способы их изготовления. Им изготовлялись фонари с различными рефлекторами разного размера и силы света для освещения карет, подъездов жилых домов, фабрик, дворцов, улиц, площадей и т. д.
Однопролётный мост через Неву
Выдающийся вклад был сделан Кулибиным и в развитие мостостроения. Широкую известность и в России и за границей получил кулибинский проект (сделанный в трех вариантах) однопролётного арочного моста через Неву длиной около 300 м с деревянными решетчатыми фермами. Для того времени это была оригинальная и новая система мостовой конструкции.
Работать над проектом однопролетного моста механик начал еще с 1769 года, т. е. со своего приезда в столицу, когда он убедился, сколь велика нужда в устройстве постоянного сообщения через Неву. Существовавшие в то время наплавные мосты на барках разводились во время ледохода и при разливах Невы.
Уверенность Кулибина в том, что он в разработке проекта моста идет по правильному пути, еще более укрепилась после того, как в «Санкт-Петербургских ведомостях» за 1772 год было объявлено, что Лондонское королевское общество (Академия наук Англии) объявило конкурс на проект моста через Темзу, «который бы состоял из одной дуги или свода без свай, и утвержден был концами своими на берегах реки».
Г.А. Потемкин получил в Кабинете 1000 руб. на опыты, связанные с разработкой кулибинского проекта. На эти средства механик начал строить по своему третьему варианту проекта модель моста в одну десятую натуральной величины. Модель испытывалась в конце 1776 года специальной комиссией, в которую входили Леонард Эйлер и его сын Иоганн-Альбрехт, С.Я. Румовский, Н.И. Фусс, Л.Ю. Крафт, М.Е. Головин, С.К. Котельников и др.
Некоторые академики не верили в то, что модель Кулибина выдержит испытание, и отпускали на этот счет всякие шутки вроде того, что, мол, Кулибин сделает нам скоро лестницу на небо.
Для испытания прочности модели на нее сначала было положено три тысячи пудов груза, что считалось предельной нагрузкой по сделанному расчету, а затем еще добавлено свыше 500 пудов. С этой нагрузкой модель простояла 28 дней, не получив повреждений, после чего была выставлена для всеобщего обозрения во дворе Академии (в 1777 году в Петербурге отмечался пятидесятилетний юбилей Академии наук. В связи с празднованием этой даты была выставлена и кулибинская модель).
Испытания не только подтвердили правильность расчетов Кулибина, но и содействовали теоретическим изысканиям, проводимым Эйлером и другими академиками.
В письме от 7 июня 1777 года Даниил Бернулли писал секретарю Академии Н.И. Фуссу о глубоком уважении, которое он испытывает к Кулибину и его знаниям, и просил, чтобы Кулибин высказал свое мнение по некоторым вопросам (о сопротивлении дерева как строительного материала), которыми Бернулли давно занимался.
18 марта 1778 года Бернулли писал тому же Фуссу: «Эйлер произвел глубокие исследования о прочности балок, примененных различными способами, особенно же вертикальных столбов… Не могли ли бы Вы поручить г. Кулибину подтвердить теорию Эйлера подобными опытами, без чего его теория останется верной лишь гипотетически».
Однако постройка моста так и не осуществилась. Модель же была перенесена в сад Потемкина и служила декоративным целям. Если можно как-то объяснить отказ от постройки одноарочного моста (срок службы дерева был ограничен, и сам Кулибин, как мы дальше увидим, пришел к заключению, что предпочтительнее строить мосты из железа), то пренебрежительное отношение к модели не имеет оправдания. Ведь она представляла огромный научный интерес.
Впоследствии выдающийся мостостроитель инженер Д.И. Журавский писал о модели кулибинского моста: «На ней печать гения; она построена по системе, признаваемой новейшею наукой самой рациональною; мост поддерживает арка, изгиб ее предупреждает раскосная система, которая лишь по неизвестности того, что делается в России, называется американскою».
Самодвижущиеся суда
Кулибиным был сделан ряд изобретений в области средств сухопутного и водного транспорта. Это очень характерно для мануфактурного периода. В то время во всей Европе выдвигались многочисленные проекты судов, «ходящих против течения без парусов» и «самокаток».
С 80-х годов XVIII века Кулибин занимался вопросом о самодвижущихся судах, но не потому, что подражал кому-либо в своих изобретениях, а побуждаемый к своим исканиям условиями русской действительности. Нижегородский механик с ранних лет видел картины расточительного, жестокого использования бурлацкого труда на Волге.
Там, где состояние берегов делало невозможной обычную тягу бечевой, применялась завозная тяга или тяга «подачами». Этот древний способ передвижения был описан еще в XVI веке. С судна на особой лодке вперед завозился якорь с привязанным к нему канатом. Якорь бросался на дно и закреплялся, бурлаки же, стоя на палубе судна, выбирали либо воротом, либо, чаще, просто лямками завезенный канат, подтягивая судно к якорю. Когда они приближались к якорю, им давался конец каната от этого якоря, завезенного вперед за это время, а первый извлекался. Этим способом судно передвигалось вперед со скоростью 5-10 км в сутки. Обычно бурлаки делали также не более 10 км в сутки.
Уже давно была высказана мысль о том, что мускульную силу людей, подтягивающих завезенный вперед канат, можно заменить либо силой животных (лошадей, быков), либо силой течения самой воды. Ведь если сквозь судно (поперек него) провести горизонтальный вал, снабженный на концах лопастными колесами, и укрепить на этом валу свободный конец каната, соединенный с завезенным вперед якорем, то течение, вращая лопастные колеса, будет само навивать канат на вал, а значит, и подтягивать судно к завезенному якорю. Такие суда именовались водоходными.
В XVIII веке в России применялись так называемые «машинные» суда, где ворот, подтягивающий судно к завезенному вперед якорю, вращался быками или лошадьми. Кулибин занимался как усовершенствованием судов последнего типа, так и созданием водоходных судов. Так же, как И.И. Ползунов и К.Д. Фролов, механик стремился облегчить тяжелый труд работных людей, в данном случае бурлаков, а вместе с тем он заботился и о пользе государства.
Испытание водоходного судна, изобретенного Кулибиным, проводилось 8 ноября 1782 года на р. Неве авторитетной комиссией, состоявшей из специалистов по вопросам мореплавания. В назначенный для этого день на берегах Невы собралось много народу. Всем было любопытно посмотреть, как судно без парусов и весел пойдет против течения. Каково же было удивление присутствовавших, когда в назначенный час судно, нагруженное 4000 пудов балласта, легко начало двигаться против сильного ветра и высоких волн! Судном управлял сам Кулибин.
Результаты испытания были очень благоприятны. Но правительство скоро перестало интересоваться опытами Кулибина, а волжские и другие судовладельцы предпочитали пользоваться дешевой силой бурлаков, чем вкладывать средства в «машинные суда».
Самокатки и механические повозки
В 80-х и 90-х годах Кулибин занимался устройством «самокаток», приводимых в движение мускульной силой самих едущих. Подобные опыты производились во всей Европе на протяжении XV—XVIII веков.
Знаменитые деятели эпохи Возрождения — Леонардо да Винчи, Альбрехт Дюрер и некоторые их современники (например, Дж. Фонтана) рисовали проекты подобных повозок. На одних из них слуги в пышных костюмах, разместившиеся в самодвижных каретах вместе с пассажирами, вращают ручные приводы, на других — перебирают ногами приводные колеса, на третьих — переступают на педалях, расположенных сзади повозок. В конце XVII века самокатку такого рода построил во Франции Ришар. Самокатка Ришара приводилась в движение лакеем, стоявшим на запятках и нажимавшим на педали. В 1748 году самокатку с мускульным двигателем построил во Франции Ж. Вокансон, а в 1769 г. в Англии Дж. Вайверс.
Рано возникают и проекты механических повозок. Некоторые конструкторы (например, немецкий механик XVII века И. Хауч) предлагали в качестве двигателя часовой механизм (однако построенная в действительности Хаучем в 1649 году повозка приводилась в движение мускульной силой). Великий английский ученый Ньютон впервые выдвинул (в 1663 гоу) идею применения силы пара к самодвижущимся повозкам. По его замыслу струя пара, вырывающаяся назад из котла, укрепленного на четырехколесной повозке, должна была силой отдачи толкать повозку вперед.
Эта мысль, предвосхищающая позднейшие реактивные средства транспорта, была оставлена без последствий — она слишком опережала уровень техники XVIII века. Но затем, после изобретения паровых машин, делаются неоднократные попытки устроить повозку с паровым двигателем (Кюньо во Франции, Саймингтон и Мёрдок в Англии и т. д.).
Впрочем, паровые повозки, запроектированные, а отчасти и построенные конструкторами XVIII века, не получили практического применения. Поэтому в различных странах продолжались и работы по созданию мускульных повозок. Заказчиками являлись обычно богатые и знатные люди, рассчитывавшие на то, что их слуги будут приводить в действие такие самокатки.
И в России у Кулибина были предшественники в области создания самокаток. К их числу относился, например, крестьянин Яранского уезда Леонтий Шамшуренков, который изобрел «самобеглую коляску», приводимую в движение мускульной силой двух людей. Он сидел в это время в нижегородской тюрьме в качестве подозреваемого по чужому делу. Шамшуренков, вызванный в 1752 году в столицу, построил коляску, но был отправлен обратно в тюрьму. Изобретение его не получило применения.
Самокатка Кулибина представляла собой согласно проекту трехколесную коляску-велосипед. Она должна была приводиться в движение работником, стоявшим на запятках, посредством ножных педалей. Самокатка была снабжена сложными передаточными устройствами, позволявшими менять скорость движения, рулевым управлением, тормозным механизмом. Эти приспособления получили в дальнейшем развитие в механических экипажах. Самокатка могла везти одного-двух пассажиров.
Кроме двух вариантов трехколесной самокатки, Кулибин разрабатывал и проекты четырехколесной повозки сходного устройства. Однако повозки, запроектированные Кулибиным, также не получили применения, как и самобеглая коляска Шамшуренкова.
Вододействующие установки (двигатели)
Кулибин уделял большое внимание устройству различных двигателей. Подобно многим своим предшественникам, он занимался прежде всего усовершенствованием вододействуюших установок.
Так, в 80—90-х годах Кулибин проектировал плавучие вододействующие установки на барках («мельницы без плотин»). Постройка плотин стоила очень дорого, они часто разрушались, особенно во время половодья. Наконец, будучи сооружены на судоходных реках, они преграждали водный путь.
Кулибин предлагал строить вододействующие установки без плотин, на барках, причем работа колес должна была передаваться на берег и использоваться для той или иной производственной цели.
В 1797—1801 годах он составил записку об улучшении конструкции водяных колес на Александровской мануфактуре в Петербурте. Но наряду с усовершенствованием прежних типов двигателей Кулибин ставил также вопрос о применении в промышленности и на транспорте паровой машины.
В 80—90-х годах XVIII века, когда Кулибин усердно занимался вопросом о выборе наилучшего типа двигателя, универсальная машина англичанина Уатта лишь начинала применяться (почти исключительно в Англии) в области промышленности. Использование силы пара на транспорте не выходило еще из стадии проектов и малоудачных опытов.
Изучение паровых машин
Российская Академия наук интересовалась вопросом о паровых машинах. В 1783 году она выдвинула перед учеными задачу «изъяснить теорию машин, движимых силою огня или паров». Однако, говоря о применении машин, Академия рассматривала их по-прежнему, главным образом как паровые насосы. «… Сии машины,- говорилось в академических «Известиях»,- употребляются с особой выгодою к подниманию воды, к выливанию ее из каналов, к очищению мест, потопляемых разлитием рек, от застоявшихся в низких местах вод, также при рудокопных ямах и угольных копях [для откачки воды] и при других гидравлических и механических действиях». Что за «механические действия» имелись в виду — здесь не уточнялось. В 1791 году паровая машина, по-видимому, уаттовской системы, построенная на Олонецких заводах, была установлена на Воицком руднике около г. Кеми. Она применялась опять-таки лишь для откачки воды.
Можно высказать предположение, что известную роль в ознакомлении Кулибина с новейшими в то время конструкциями паровых машин сыграли его беседы с Л.Ф. Сабакиным. Уроженец Тверской губернии механик Лев Федорович Сабакин (1746—1813) был разносторонним изобретателем. Он много и успешно занимался приборостроением, изготовляя навигационные и иные точные приборы и инструменты, сооружая сложные часы своей конструкции. Познакомился он с Кулибиным, по-видимому, в связи с работой над часами.
В середине 80-х годов Сабакин побывал в Англии, лично познакомился с Уаттом и с заводчиком Болтоном, на заводе которого в Сохо строились усовершенствованные паровые машины.
Английские заводовладельцы весьма неохотно допускали посетителей на свои предприятия — Англия являлась в то время монополистом в области производства машин многих типов.
Несмотря на это, Сабакин понял преимущества паровой машины двойного действия и не только дал в своей в изданной им в 1787 году «Лекции об огненных машинах», явившийся приложением к переведенному Сабакиным труду Фергюсона по прикладной механике изображение такой машины, но и предложил собственный вариант парового двигателя.
Поскольку Кулибин давно занимался вопросом об изыскании наиболее совершенного универсального двигателя для заводских и транспортных целей, его живо заинтересовали изобретения Уатта.
Вот почему в его бумагах мы находим изображение уаттовской машины двойного действия с конденсатором, балансиром и планетарным механизмом, передающим движение шатуна на вал с маховым колесом.
В 1798 и в 1801 годах Кулибин выдвигал мысль о применении паровой машины на судах, иными словами, предлагал построить пароход. И в этом вопросе Кулибин имел ряд предшественников и современных ему единомышленников за рубежом.
Мысль о применимости паровой машины на водном транспорте выдвигал еще Д. Папен на рубеже XVII и XVIII веков. Первый проект судна с паровым двигателем составлен был англичанином Дж. Хэллзом в 1736 г.
Кулибин уделял вопросу создания парового судна много внимания. Он обдумывал практические вопросы организации производства паровых машин и предлагал ввести станки нового типа для расточки цилиндров таких двигателей (в 1801 году). Позднее (в 1814 году) Кулибин ставил вопрос о применении парового двигателя в машиностроении, а также при изготовлении деталей мостов.
Оптический (семафорный) телеграф
Серьезно занимался Кулибин (после 1793 года) и усовершенствованием средств связи. В то время возник новый вид средств связи — оптический (или семафорный) телеграф. Впервые такой телеграф был предложен в революционной Франции Клодом Шаппом в 1791 году и систематически использовался якобинским Конвентом.
Суть изобретения заключалась в следующем. Между двумя пунктами строились на известном расстоянии станции в виде домиков с вышками. На вышках устанавливались мачты с крыльями (подвижными планками). Условные положения этих крыльев (снабженных фонарями, зажигаемыми по ночам) должны были передавать определенные знаки по условному коду. Первая линия оптического телеграфа была устроена между Парижем и Лиллем в 1794 году. Подробное описание оптического телеграфа на русском языке появилось лишь в 1795 году.
Кулибин приступил к проектированию оптического телеграфа, не зная о деталях изобретения Шаппа. В 1794—1795 годах он разработал оригинальную схему оптического телеграфа и удобный, простой телеграфный код. В 1801 году модель оптического телеграфа Кулибина демонстрировалась Павлу I. Однако правительство оставило проект Кулибииа без поддержки, и он остался неосуществленным.
Понятно, что оптический (семафорный) телеграф сохранил свое значение лишь до появления более совершенного электрического телеграфа. А между тем в России (где электрический телеграф был изобретен в начале 30-х годов XIX века) первая линия оптического телеграфа была проведена в 1835 году, причем правительство Николая I уплатило французскому конструктору Шато (ученику Шаппа) 120 тысяч рублей за «секрет» его оптического телеграфа — при наличии в архивах Академии наук более простой схемы оптического телеграфа Кулибина.
Другие изобретения Кулибина
Механику принадлежало и много других изобретений и усовершенствований в самых различных областях техники.
Рукописи и чертежи Кулибина свидетельствуют о том, что ему, как и наиболее выдающимся западным изобретателям XVIII века, была свойственна энциклопедичность, удивительная для нас теперь, поистине ломоносовская широта круга вопросов, которыми он занимался. Это, разумеется, было возможно лишь в ту эпоху, когда техника была относительно элементарна, в то время как в наши дни уровень техники столь высок, что каждая ее отрасль требует особой, профессиональной специализации.
Зеркальные стёкла большого размера
В начале 90-х годов XVIII века механиком были сделаны важные усовершенствования для производства зеркальных стёкол большого размера. Эти нововведения были практически применены на Петербургском стекольном заводе.
Устройства для спуска кораблей
Кулибин занимался способами спуска кораблей на воду со стапелей. В мае 1800 года он предложил Адмиралтейству свои методы спуска и предотвращения аварий при этом, но они были оставлены без внимания, пока скандал со спуском корабля «Благодать» не заставил Адмиралтейство обратиться к механику за помощью.
Дело происходило так. В начале августа 1800 года в присутствии Павла I при большом стечении народа начался спуск корабля «Благодать», сначала тронувшегося с места, но затем внезапно остановившегося. Приняты были все меры, но сдвинуть корабль дальше не удалось.
Возмущенный Павел демонстративно уехал. Многим угрожала жестокая расправа со стороны царя. Тогда вспомнили о Кулибине. Механик быстро произвел все необходимые расчеты, и на следующий день корабль был спущен на воду под руководством Кулибина.
«Планетные» карманные часы
Очень успешно продолжалась в это время деятельность Кулибина по созданию различных часов. Им были, например, сделаны «планетные» карманные часы, снабженные несколькими циферблатами и семью стрелками, которые показывали положение созвездий («знаков зодиака») на небе в данный момент, время года, восход и заход Солнца и Луны, дни недели, часы, минуты и секунды.
Изготовлен им был и карманный хронометр (в 1796—1801 годах), показывавший время с особенной точностью.
Протезы
Известны работы Кулибина по устройству усовершенствованных протезов. Интерес Кулибина к этому роду изобретательства не случаен. Вторая половина XVIII века была временем кровопролитных войн, которые вела Россия за выход к берегам Черного моря, за воссоединение украинских и белорусских земель и т. д. Множество солдат и офицеров осталось калеками. Отличавшийся гуманностью и отзывчивостью, Кулибин много думал над тем, как бы облегчить участь русских воинов, потерявших конечности на войне.
Первый протез, сделанный Кулибиным в 1791 году для офицера Непейцина, потерявшего ногу в героической битве под Очаковом, был настолько совершенным, что Непейцин скоро научился свободно ходить без трости.
Столь же удачно справлялся Кулибин с различными сложными поручениями, которыми двор как при Екатерине, так и при Павле продолжал постоянно отвлекать его от важных работ по изобретательству.
Ремонт «часов с павлином»
Кулибину было поручено, например, исправить «часы с павлином», купленные в 1780 году в Англии (сейчас они находятся в Государственном Эрмитаже). Часы-автомат представляли собой очень сложный механизм. Внешне они выглядели так:
На срезанной верхушке дуба стоял павлин. На одной ветке дуба висела клетка с совой, а на другой стоял петух. Под дубом находился большой гриб. Часть шляпки гриба была срезана и в ней помещен часовой циферблат. В определенные часы куранты играли, петух пел, сова хлопала глазами, павлин распускал хвост, а на грибе прыгала стрекоза. Этот автомат испортился и долгое время не действовал. Кулибин исправил часы, изготовив сам многие недостающие части, одни из которых были потеряны, а другие пришли в негодность.
Кулибину пришлось иметь дело еще с одним не менее замысловатым автоматом, принадлежавшим Нарышкину. Этот автомат говорил и играл в шашки с посетителями. Его нужно было перенести на другое место, и для этой цели он был разобран, но собрать его не могли. Только Кулибин сумел справиться с этой задачей.
Однажды, уже при Павле I, Кулибина срочно вызвали по поводу того, что во время бури якобы погнулся шпиль Петропавловской крепости. Когда об этом донесли Павлу, тот очень расстроился и велел немедленно выпрямить шпиль. Кулибин, несмотря на свои преклонные годы, несколько раз поднимался на шпиль. Механик рисковал жизнью, потому что подниматься приходилось по проволочным лестницам и по внутренней конструкции вышки собора без всяких приспособлений. Шпиль был тщательно осмотрен Кулибиным и выверен отвесом. Ни малейшего изгиба не было обнаружено.
Тогда комендант крепости привел Кулибина к одной двери и просил посмотреть на шпиль в отношении к косяку двери. Кулибин посмотрел и доказал коменданту, что не шпиль погнулся, а криво стоит косяк двери. Комендант смертельно перепугался. Он мог за поднятую им ложную тревогу тяжко поплатиться. Он буквально умолял механика доложить Павлу, что шпиль действительно погнулся, а теперь исправлен. Кулибин так и сделал, избавив перестаравшегося служаку от неприятностей.
Возвращение Кулибина в Нижний Новгород
После убийства Павла I в марте 1801 года и вступления на престол Александра I Кулибин обратился к новому правительству с просьбой помочь продолжению прерванной работы по постройке «машинного» (водоходного) судна. Характерно самое название проекта, приложенного к ходатайству механика: «Предложения, каким образом удобнее и без отягощения казны ввести во употребление на реке Волге … машинные суда для пользы государства».
Для продолжения опытов Кулибин просил, во-первых, выдать ему субсидию в 6 тысяч рублей на уплату долгов, «кои остались у него единственно по производству опытов для пользы казны и общества во изобретениях», и на новые расходы, а во-вторых, разрешить ему переехать в Нижний Новгород.
Кулибин вынужден был просить об увольнении из Академии наук, где проработал 32 года, потому что обстановка в столице складывалась для него невыносимо или, по его собственному выражению, «обстоятельства становились все теснее».
В последние годы царствования Екатерины и при Павле Академия переживала кризис. Академией управляли грубые, малообразованные чиновники вроде П.П. Бакунина. Научная работа снизилась. Борьба Екатерины и Павла с французской революционной «заразой» насильственно прервала международные связи Академии, что самым отрицательным образом сказалось на деятельности ученых. Кулибина отвлекали всевозможными поручениями, не имевшими никакого отношения к науке и технике. Для Екатерины выдающийся изобретатель был всего лишь придворным иллюминатором, а для Павла — ремесленником-простолюдином, которого не жаль послать карабкаться на вышку собора — если старик и сорвется оттуда, потеря невелика. О Павле рассказывали, будто он еще ребенком (и, конечно, со слов старших, т. е. екатерининских придворных) нагло заявил по поводу смерти Ломоносова: «Что о дураке жалеть — казну только разорял и ничего не сделал».
Вступление на престол Александра I, торжественно заявившего, что «все будет, как при бабушке», вызвало энтузиазм в дворянских кругах и обнадежило часть академиков, обратившихся к Александру с ходатайством о немедленной реформе Академии и опасении ее от развала.
Но Кулибину возвращение «бабушкиных» времен ничего хорошего не сулило. Шестидесятилетний механик не мог совмещать изобретательскую деятельность с непрерывными придворными поручениями. Изобретения его реализовались с таким же трудом, как и при Екатерине и при Павле.
Материальное положение Кулибина и его семьи было очень тяжелым. Вот почему Кулибин и решил вернуться на родину, чтобы там в более спокойной обстановке целиком посвятить себя изобретательской деятельности.
Осенью 1801 года Кулибин с семьей переехал в Нижний Новгород. В механике, несмотря на его преклонный возраст, было столько кипучей энергии, что в первый же день по приезде он отправился измерять скорость течения Волги, для чего использовал прибор, изобретенный им еще в Петербурге.
Машинные и водоходные суда
Так, с конца 1801 года и на протяжении последующих 1802—1804 годов он целиком был поглощен работами по постройке машинного судна на Волге. Работал Кулибин над такими судами и позднее. В любую погоду: в холод, дождь, в летнюю жару,- он отправлялся на реку на место постройки и испытания своего судна. Даже смерть жены (вскоре после переезда) — несчастье, которое он переживал мучительно, так, что все ему казалось немило, не могло отвлечь его от любимого дела,
После постройки и испытания «машинного судна» Кулибин продолжал его усовершенствовать. Но заинтересовать местных купцов своим изобретением и добиться того, чтобы они ввели эти суда в употребление, Кулибину так и не удалось.
Следует отметить, что и в последний, нижегородский, период своей жизни Кулибин продолжал интересоваться пароходами. Он выписывал сообщения из «Санкт-Петербургских ведомостей» об испытании парохода на Темзе в 1801 году; уточнял конструктивные детали парохода. Подобно Жуффура во Франции и Фичу в Америке, Кулибин предполагал применить на первом судне движитель не в виде лопастных колес, а в виде гребенки из весел.
Как уже отмечалось выше, основная причина, мешавшая механизации русского водного транспорта и, следовательно, стоявшая на пути к внедрению в практику «машинного судна» Кулибина, крылась в социально-экономических условиях жизни России того времени.
Наличие дешевого бурлацкого труда препятствовало не только введению коноводных и водоходных судов, но и первых пароходов.
В конце концов водоходное судно Кулибина, построенное по первому из его новых проектов (позднее Кулибин разработал еще два более усовершенствованных проекта), было продано на слом с торгов в ноябре 1808 года за 200 рублей.
Известный писатель В.Т. Короленко, публикуя материалы биографии Кулибина, писал: «Кулибину пришлось пережить эпизод, который до сих пор остается, невыясненным в главнейших его чертах. Здесь [в Нижнем Новгороде] в 1808 году было продано на слом самодвижущееся его судно, сданное в 1807 году на хранение Нижегородской думе».
Короленко добавлял, что «эта карьера могла бы дать материал для трагедии, и тогда кульминационным ее пунктом должна служить эта продажа на дрова одного из серьезнейших его творений. И это случилось за 12 лет до его смерти в том же городе, где он жил в это время, значит, на его глазах… И изобретатель не имел 200 рублей, которые заплачены на торгах… и которые могли бы спасти его создание».
Можно было бы предположить, что водоходные суда Кулибина не имели успеха из-за медлительности хода «подачами», когда судно каждый раз подтягивалось к завозимому вперед якорю.
Однако несколько лет спустя другим конструкторам более повезло, и их суда, правда не водоходные, а коноводные,— у которых канат от завезенного вперед якоря наматывался на ворот (установленный на судне) силой лошади,— получили некоторое распространение на Волге.
Конечно, «коноводки» оставались весьма несовершенным и медлительным перевозочным средством. Впрочем, для общего состояния русского транспорта того времени характерно, что наряду с первыми пароходами долго применялись и так называемые кабестанные суда, работавшие «подачами» так же, как водоходные и коноводные суда, с той лишь разницей, что теперь ворот на судне, подтягивающий его к завезенному вперед якорю, вращался не течением воды, не животными, а паровой машиной.
Разочарования в деле с водоходными судами не сломили волю изобретателя.
Проекты металлических мостов
Особенно важное значение имеет разработка им нескольких проектов металлических мостов. Вопросом о металлических мостах Кулибин интересовался еще в петербургский период своей жизни. К 1811—1812 годах он уже разработал ряд поразительных по смелости проектов мостов через Неву с железными решетчатыми фермами. Из предложенных Кулибиным вариантов основным являлся трехпролетный арочный мост с железными решетчатыми фермами. Мост должен был иметь по концам (у берегов) два дополнительных разводных пролета.
Кулибина следует считать пионером разработки в России проектов и расчетов не только деревянных, но и металлических арочных мостов с решетчатыми фермами. Проницательность механика проявилась прежде всего в том, что он намечал железо, а не чугун как строительный материал для своих мостов.
В России железных мостов совсем не было, в Западной Европе они насчитывались единицами.
При устройстве металлических мостов в наиболее развитых странах Запада в начале XIX века (материалом служил еще чугун. Так, например Сауторский мост через Темзу инженера Рении, мосты Манчестер-Ливерпульской дороги). Железо становится преобладающим материалом для таких мостов лишь со второго десятилетия XIX века, т. е. уже после смерти Кулибина. Таковы висячий Менейский мост в Северном Уэльсе инженера Тельфорда 1818—1826 годов; новый балочный мост Роберта Стефенсона 1846—1850 годов; Ниагарский висячий мост отца и сына Рёблинг 1851 — 1855 годов. В первой половине XIX века часто строились мосты с деревянными фермами, особенно в Америке (система Гау). Лишь с 40-х годов XIX века получают распространение мосты с железными сквозными фермами разных систем.
Кулибин понимал, что при наличии еще слабо развитой русской металлообрабатывающей промышленности изготовить все элементы железных арочных решетчатых ферм будет трудно. Поэтому он предложил построить специальные металлообрабатывающие станки, приводимые в движение паровой машиной.
«А еще лучше и сильнее действие быть может вместо коней [как двигательной силы] от воды или от паровой машины, почему о конной машине мнение [намерение] совсем отменить, а думать о паровой»,— записал он в рабочей тетради за 1814 год.
Основной проект железного моста через Неву был закончен Кулибиным в 1813 году. Механик обратился к Александру I, неоднократно заявлявшему в своих манифестах и рескриптах (посланиях) о стремлении «споспешествовать», т. е. содействовать, развитию науки и техники, с просьбой поддержать его проект. Ответа не последовало.
Кулибин направил проект к всесильному временщику Аракчееву. Тот отказался помочь и вернул проект изобретателю.
Механик переслал свой многострадальный проект министру народного просвещения А.К. Разумовскому. В канцеляриях этого последнего проект был затерян. Долго Кулибин и лица, стремившиеся ему содействовать, разыскивали проект, опередивший мостостроительную практику и России и Западной Европы. Наконец затерянные материалы были обнаружены, но попали в руки преемника Разумовского (с 1816 года), известного ханжи и реакционера А.Н. Голицына, при котором возглавляемое им ведомство получило название «министерства духовных дел и народного просвещения».
Ведомство Голицына отвергло проект Кулибина, выдвинув несостоятельный довод, будто опоры моста нельзя будет установить из-за сильного течения. Для механика это был удар не менее сильный, чем крушение его попыток механизировать речной транспорт.
Кулибин продолжал работать также и над многими другими изобретениями.
Новый конный привод для насосов
Так, он много занимался усовершенствованием механизмов, используемых при добыче соли. После внимательного изучения соляных промыслов Строгановых он сконструировал новый конный привод для насосной установки, поднимающей соляной раствор.
Участие России в войнах против наполеоновской Франции и уверенность русского общества, что предстоят еще более кровопролитные битвы с врагом, мечтающим о всемирном господстве, побудили Кулибина в 1808 году возобновить занятия по усовершенствованию протезов.
Протезы
Модели протезов вместе с подробными чертежами и описаниями были направлены механиком в Петербургскую медико-хирургическую академию. Но, несмотря на благоприятный отзыв профессора хирургии И.Ф. Буша, и это изобретение было оставлено без внимания. Между тем некоторое время спустя со сходным изобретением выступил один изобретатель во Франции. Он был отмечен Наполеоном I и после войны 1812 года начал массовое производство протезов для раненых французских офицеров.
Кулибин же не получил даже возмещения расходов по изготовлению моделей.
Последние годы Ивана Кулибина
Несмотря на свою большую пенсию в 3000 рублей годовых, Кулибин оказался в долгах. До двадцати различных лиц являлось его кредиторами. Деньги расходовались на новые опыты, устройство моделей и т. д.
Материальное положение Кулибина стало особенно тяжелым после того, как осенью 1813 года его постигло несчастье — сгорели два его деревянных домика, составлявших все имущество Кулибина. После пожара первое время Кулибин жил у своего старинного ученика и друга А. Пятерикова, а затем у своей дочери в селе Карповке.
Механик остался без крова, и долги его все возрастали, так как изобретательской деятельности он не бросал. К 1815 году за ним числилось долгу до 7 тысяч рублей. Кулибину не на что было построить себе жилище. Ему пришлось обратиться в органы «общественного призрения», откуда он получил заимообразно 600 рублей. На эти деньги он купил себе ветхий домик.
С 1817 года здоровье 82-летнего механика стало быстро ухудшаться и 30 июня 1818 года он умер. В доме царила такая бедность, что выдающегося русского изобретателя не на что было даже похоронить. Пришлось продать единственные стенные часы, да Пятериков достал немного денег. Над могилой механика на Петропавловском кладбище в Нижнем Новгороде был поставлен деревянный памятник.
Мы видели, что творчество Кулибина было направлено на решение передовых технических проблем его времени: на отыскание усовершенствованного двигателя для промышленности, на попытки механизации водного и сухопутного транспорта, на создание мощных осветительных приборов, на постройку огромных мостов.
По энциклопедической широте своих интересов Кулибин был характерным представителем ломоносовской плеяды. Правда, некоторые изыскания Кулибина несли на себе «родимые пятна» ремесленно-мануфактурного периода. Это относится прежде всего к его бесплодным поискам «вечного двигателя».
Показательно, однако, для чего нужен был Кулибину «вечный двигатель». В этом механик был уже человеком нарождающейся машинной эпохи. Он искал новый универсальный двигатель, способный заменить прежние двигатели, характерные для мануфактурного периода, и притом лучший, чем известные Кулибину паровые машины. Он был уверен, как сам писал впоследствии, что «может такая машина [«вечный двигатель»] в большом построении служить по дорогам к перевозке тяжестей возами, поднимаясь и на горы с переменною скоростью в движении, и при легких, подобно дрожкам, повозках, а особливо полезна будет для судоходства на больших судоходных реках, как на Волге и ей подобных; на неподвижных же местах действовать могут вместо речных водопадов, ветров, коней, кипящих водяных паров — к действию разных мельниц и других машин».
Еще более характерно, что Кулибин верил в возможность отыскать такой двигатель потому, что был убежден в безграничности достижений человеческого разума.
В одном из писем (около 1815 года), касаясь вопроса о «вечном двигателе», Кулибин подчеркивал, что перед техникой открываются неизведанные просторы: ведь стали же действительностью изобретения, «в свете почитаемые до открытия их за невозможные, как-то: огнестрельный порох, монголфиеровы шары с воздушными путешественниками, удивительного действия электрические силы…».
И для нас важно не то, что в отдельных вопросах Кулибин отдавал дань предрассудкам прошлого. В целом деятельность замечательного механика была обращена к будущему, причем Кулибин выступал не только как конструктор, улавливающий новые тенденции технического развития, но и как подлинный поэт грядущего технического прогресса.
Перед мысленным взором Кулибина открывались просторы родной страны, через реки которой будут перекинуты огромные железные мосты; по дорогам которой будут мчаться, бросая в вечерний час снопы света из своих фонарей, «самокатные» кареты, «взбираясь при том на самые крутые горы и опускаясь с оных без малейшей опасности». Он предвидел грядущие воздушные путешествия и применение электричества на службе человеку. И в этом умении видеть отдаленное будущее механик Кулибин также был последователем Ломоносова.
Литература:
- Техника молодежи, № 2, 1991.