Виорель Ломов - 100 великих научных достижений России
И.П. Кулибин. Неизвестный художник
С главным механикусом Отечества судьба сыграла злую шутку, которую она вообще любит играть с российскими самородками. Большинство изобретений Кулибина, поданных им на рассмотрение двора и Академии наук в виде чертежей, моделей или натюрель, были с восторгом приняты, но почти все оказались в архивах, Кунсткамере, а некоторые и вовсе пропали без следа. Приборы и механизмы, которые могли принести России пользу, выгоду и славу, правительство предпочло «не замечать», и спустя несколько десятилетий закупать на Западе часто уступавшие кулибинским аналоги европейцев.
Первый же механик империи к концу жизни стал нищим; на устройство его похорон продали со стены часы. А ведь заслуга Кулибина перед Отечеством даже помимо всех его изобретений была огромнейшая. 30 лет Иван Петрович заведовал «инструментальной, токарной, слесарной, барометренной палатами», обеспечивавшими Академию наук, российские университеты и научные общества разнообразнейшими станками, астрономическими, физическими и навигационными приборами и инструментами. Историки науки отмечали, что «Кулибин фактически был министром приборостроения, инструментальной отрасли, метрологии» и стал одним из основателей приборостроительной промышленности в нашей стране. Ко всем научным приборам и изделиям – электрическим машинам, телескопам, микроскопам, весам, барометрам и т. д. Кулибин составлял подробные инструкции и научные описания, коими пользовались и лаборанты, и академики.
Не станем перечислять все «преждевременные» научно-технические шедевры Кулибина. Упомянем лишь, что механик создал серию часов, которые считаются непревзойденными, с оптикой он творил чудеса непостижимые и не достижимые больше никем по тогдашнему уровню развития техники.
Из самых известных изобретений Ивана Петровича назовем лишь несколько. Материальному воплощению каждого из них предшествовали годы инженерно-конструкторских и экономических расчетов, изготовления чертежей, моделей, испытаний. Изобретатель к каждому своему детищу подходил с тщанием и любовью. Одних только чертежей, исполненных конструктором, сохранилось ныне свыше 2000!
Итак, по абзацу-другому на 5 изобретений Кулибина – ножные протезы, арочный мост, оптический телеграф, «самобеглую коляску», «водоходное судно».
«Описание, каким образом для офицеров, рядовых солдат и другого звания людей, лишившихся на войне и по другим причинам природных ног, делать вместо безобразных деревянок и подпазушных костылей искусством механики произведенные и скрытно привязанные ноги в виде натуральных» – таково название «механической ноги» для семнадцатилетнего офицера С.В. Непейцина, потерявшего ногу под Очаковом. Военные хирурги признали изобретение Кулибина самым совершенным из всех тогда существовавших.
Благодаря протезу будущий герой войны 1812 г. «обувался в шелковые чулки, башмаки и сапоги, ибо у приделанной ноги плюсня должна быть для обуви разгибная, с пружиною на шарнире, чтобы, обуваясь при надевании чулка, могла разгибаться подобно натуральной», и в конце концов начал ходить. Эта «нога» стала основой современного протезирования.
Будучи крупнейшим мостостроителем своего времени, Кулибин при расчете деревянного одноарочного моста через Неву с пролетом 298 м впервые в мире применил теорию т. н. многоугольника, которая потом вошла во все курсы теоретической механики. четырнадцатисаженную, в 1/10 натуральной величины «модель такого моста, который бы состоял из одной дуги или свода без свай и утвержден бы был концами своими только на берегах реки», Кулибин в 1776 г. успешно испытал в присутствии специальной академической комиссии. Проект неразводного моста получил высокую оценку, поскольку позволял заходить в порт громадным судам. Это был первый случай моделирования мостовых конструкций. Мост, по признанию специалистов, остался непревзойденным образцом деревянного мостостроения.
Выдающийся мостостроитель Д.И. Журавский об этой модели сказал, что «на ней печать гения; она построена на системе, признаваемой новейшею наукою самою рациональною; мост поддерживает арка, изгиб ее предупреждает раскосная система, которая, по неизвестности того, что делается в России, называется американскою». Увы, мост не был построен, а модель сгнила в Потемкинском саду.
В 1779 г. Кулибин сконструировал первый семафорный телеграф – прототип современного прожектора. Фонарь-прожектор представлял собой вогнутый круг из зеркальных кусочков, в котором отражаемый свет усиливался от слабого источника в несколько сот раз. Такими фонарями при Екатерине II освещались дворцовые парки и главная улица северной столицы – Невский проспект. Кулибин разработал также секретный код для передач. Портовому городу это изобретение было как нельзя более кстати, но с кончиной Екатерины II оно было «забыто». Лет через тридцать во Франции купили менее совершенный телеграф за 120 тыс. рублей.
Трехколесная самокатка с ножным приводом, продемонстрированная Кулибиным в 1791 г., развивавшая скорость до 15 км/ч, привела публику в восторг. Маховое колесо, тормозное устройство, коробка скоростей, рулевой привод, подшипники скольжения – через сто лет легли в основу ходовой части автомобиля К. Бенца. Что стало с «самобеглой коляской» – неизвестно. Говорят, ее уничтожил сам автор.
Гениальным по замыслу стало «водоходное судно» изобретателя. Устроив на носу посудины поперечный вал, на который были насажены два колеса с лопастями, и соединив его зубчатой передачей с другим параллельным ему валом с муфтами-катушками, к которому крепились канаты с двумя якорями, Кулибин создал первую «самоходку» в мире. Самоходку, бегущую без весел и паруса против течения за счет встречного потока воды! Дело в том, что по ходу судна бросался якорь, течение закручивало водные колеса, а на муфты вала наматывался канат, прикрепленный к якорю. Когда канат выбирался, второй якорь на лодке завозился вперед. Трудно переоценить это изобретение в век бурлачества, когда тысячи бурлаков беспросветно тянули свою лямку.
Впервые самоходка была испытана в 1782 г. С грузом песка в 4000 пудов, комиссией из адмиралов и генералов, под управлением изобретателя судно обогнало двухвесельный ялик. Екатерина была в очередной раз поражена, комиссия одобрила детище механикуса. За 20 с лишним лет Кулибин создал еще несколько более совершенных моделей, успешно испытал их, но никто не пожелал связываться с этим новшеством. Зачем? Бурлаков хватало.
При Александре I в 1807 г. проект Кулибина был окончательно отклонен, а самоходку продали на дрова за 200 рублей. Идея, правда, была использована. Через полвека в России создали т. н. туерную систему, когда паровое судно (туер) двигалось вверх по течению, выбирая цепь, уложенную на дне реки.
В основу строительства знаменитого пекинского стадиона «Птичье гнездо», сооруженного для Олимпийских игр 2008 г., положены идеи, высказанные в свое время Кулибиным.СУХОПУТНЫЙ «ПАРОХОД» ЧЕРЕПАНОВЫХ
Промышленные инженеры, механики, изобретатели; главные механики всех нижнетагильских заводов (Урал); выходцы из крепостных Демидовых, Ефим Алексеевич (1774–1842) и его сын Мирон Ефимович (1803–1849) Черепановы, прославились строительством машиностроительных заводов, конструированием и созданием разнообразных станков, усовершенствованием механизмов, использовавшихся в металлургии, добыче золота, железа и меди, в модернизации лесопилок и мукомольных мельниц. Выдающимся научно-техническим достижением изобретателей стали паровые машины и первые российские паровозы – «пароходы» Черепановых.
Находясь под впечатлением от железных дорог Европы и паровоза Стефенсона, император Николай I стал инициатором строительства первой железной дороги в России. В 1837 г. состоялось торжественное открытие движения на участке Санкт-Петербург – Царское Село Царскосельской железной дороги.
Поезд состоял из паровоза «Проворный», закупленного в Англии, и восьми английских же повозок-вагонов. За границей были приобретены и рельсы, стрелочные переводы, крепления. Руководителем строительства и машинистом поезда был австрийский инженер Ф.А. Герстнер.
Собравшихся участников церемонии, включая царя, переполняли гордость и восхищение при виде огнедышащего «парохода», изготовленного и управляемого руками иностранцев. Обуревала ли кого печаль по поводу того, что все это могло быть нашим, российским, но почему-то не было, – почем знать. Если верить Лесковскому «Левше» – вряд ли.
У нас же, где ни копни, всюду свой левша, который ни в чем не уступит «аглицкому». Будь он ранга Ломоносова, будь он ранга Ползунова – все едино. Так и в железной дороге мы могли бы похвастать своими заслугами хотя бы перед императором, вот только хвастать было некому – царь был в столице, а изобретатели – на Урале.
