Академик и. и. артоболевский русский изобретатель и конструктор кулибин. Символы наших побед. Кулибин Конструктивные особенности проекта моста Кулибина

При великом изобилии лесных богатств дерево на Руси, естественно, являлось основным строительным материалом, и древнерусское инженерное искусство характеризуют прежде всего разнообразные деревянные конструкции. На Руси получило особенное развитие деревянное мостостроение, причём строились не только плавающие или «живые мосты» из толстых брёвен, связанных в плоты, с настилом на них, но и балочные мосты.
Наплавной мост через Днепр в Киеве, построенный при Владимире Мономахе, упоминается в летописи под 1115 годом. Дмитрий Донской строил мосты через Волгу в Твери при осаде этого города, а в 1380 году - через Дон, на Куликовом поле.
В Новгороде исстари существовал постоянный мост через Волхов, на котором происходили кулачные бои между населением двух сторон реки. О разрушении этого моста ледоходом упоминается в Новгородской летописи под 1335 годом.
Постоянные деревянные мосты имели опоры в виде мощных ряжей с переходной частью в виде треугольника для более успешной борьбы со льдом. Они заполнялись камнем. Пролёты перекрывались брёвнами, как балками. Доски не применялись, так как были слишком дороги.
Деревянные мосты представляют самую раннюю их форму. Сначала их строили просто из балок, потом стали усиливать подкосами, а затем в половине XVIII века появились арочные мосты, из косяков и гнутых брусьев, соединённых в арки. Затем были изобретены новые конструкции, и, вероятно, деревянные мосты будут строить ещё очень долго, особенно в богатых лесом краях. Правда, дерево подвержено гниению и опасно в пожарном отношении, но в последнее время найдено и применяется много огнеупорных и противогнилостных средств.
В отличие от заграничных балочных и подкосных мостов, все русские деревянные мосты построены из круглого леса, что требует, особого искусства при устройстве врубок и сопряжений, но зато придаёт сооружению более красивый вид и значительно увеличивает, его прочность.
Каменные мосты строились также издавна. Остатки исключительно прочных сводчатых мостов сохранились на римских шоссейных дорогах.
«Восьмым чудом света» считался долгое время Каменный мост через Москва-реку, построенный в 1687 году. Это было замечательное сооружение.

Восьмое чудо света - Большой каменный мост на Москве-реке, построенный неизвестным-русским мастером в 1687 году

Мост состоял из семи речных и двух береговых пролётов, имея сто сорок метров длины и двадцать два метра ширины. На одном конце моста находилась высокая каменная башня с шестью npoходами, завершёнными сводами. В башне находилась канцелярия какого-то приказа, а под нею - торговля. На самом мосту, поражавшем всех своей шириной, располагались каменные палаты с лавками, пивными, таможней.
Впоследствии взамен этого моста по проекту инженера К. Н.Воскобойникова был сооружён железный мост, но за ним, однако, было сохранено название «Большого каменного» моста, память о котором, как о «восьмом чуде света», хранили все, кому случалось видеть это сооружение.
Шедевром деревянного мостостроения являются проект и модель знаменитого моста гениального механика Ивана Петровича Кулибина через Неву.
Сын нижегородского мещанина, он родился в 1735 году и в детстве был подручным в мучном лабазе своего отца. Но мальчик интересовался не тем, как наживать деньги, а совсем другим. Он любил всякие машины, приборы, механические устройства, которые хотел сам строить. Но единственный механизм, с которым мог юноша тогда познакомиться, были часы. Он так основательно изучил устройство всяких часов, от башенных, находившихся на церковной колокольне, до стенных деревянных с кукушкой, что вскоре сам стал делать всевозможные часы.
В конце концов он построил часы величиной с гусиное яйцо, которые доставили Кулибину великую славу. Часы не только показывали время, отбивали время, половины и четверти часа, но и ежечасно разыгрывали целое представление на крошечном театре-автомате, находившемся в часах. Это был самый удивительный автомат, когда либо создававшийся человеком, и стоил изобретателю нескольких лет кропотливейшего труда и изобретательности.
Когда о необыкновенном механике дошли слухи до Петербурга, Кулибина назначили на должность главного механика в Академию наук. Тут он должен был строить всякие научные приборы и обучать учеников своему искусству. В созданных Кулибиным при Академии мастерских изготовлялись подзорные трубы, телескопы, микроскопы, точные весы, барометры, электрические машины. Однако в столице Ивану Петровичу пришлось ещё более трудиться для царского двора. То ему заказывали подъёмную машину, то коляску-самокат для растолстевшей царицы, то заставляли делать фейерверки для празднеств, то приказывали найти способ освещения тёмных коридоров во дворце, то вызывали для починки каких-нибудь заграничных кукол-автоматов.
С гениальной находчивостью выполнял царские требования русский механик, вызывая всеобщее восхищение. Но сам он от праздной придворной жизни сторонился, знакомств с вельможами не заводил, крестьянской одежды своей не снимал и думал только о том, как бы своим трудом и талантом послужить простым людям, помочь им в тяжёлой жизни.
В Петербурге Кулибин обратил внимание на отсутствие постоянных мостов через Неву, что было, действительно, бедствием для населения. Ранней весной и поздней осенью мосты были сняты, зимой приходилось перебираться по льду. Однако большая глубина Невы и сильное течение её вод казались в те времена непреодолимым препятствием к постройке постоянного моста, и столица обходилась временными мостами и перевозами на паромах и шлюпках.

Портрет И. П. Кулибина

Человек острого, ясного и технически изощрённого ума, Кулибин, работая в Академии, начал обдумывать конструкцию такого моста, который не требовал бы установки свай и опор в глубокой и бурной реке. Сначала он думал построить арку моста в виде трубы из решётчатых ферм. Ферма - это сочленённая шарнирами система отдельных звеньев или стержней. Она обладает свойством геометрической неизменяемости и, таким образом, заменяет в сооружении сплошное твёрдое тело при значительном сокращении веса и объёма материала.
Испытанная модель, однако, не удовлетворила Кулибина. Тогда он начал обдумывать другой вариант, и в это время прочёл в «Санкт-Петербургских Ведомостях» сообщение о конкурсе, объявленном в Англии.
В 1772 году Лондонское королевское общество объявило международный конкурс на постройку лучшей модели такого моста, «который бы состоял из одной дуги или свода без свай и утверждён бы был концами своими только на берегах реки». Обращаясь к международному коллективу мостостроителей, англичане, очевидно, считали предлагаемую задачу технически весьма трудной, и это было действительно так. Хотя одноарочные мосты существовали уже долгое время, самый большой из них - через Рейн у Шиффгаузена - имел отверстие, или пролёт, в 60 метров; англичане же собирались перекинуть мост через Темзу, где одноарочный мост должен был бы иметь в четыре-пять раз большее отверстие.

Теперь для Кулибина дело шло уже не только об удовлетворении нужд столицы, но и о соревновании с инженерами всего мира. Иван Петрович отдался целиком решению трудной задачи и уже в 1773 году представил свой знаменитый проект деревянного Одноарочного моста через Неву. Считаясь с трудностями устройства опор на большой глубине при быстром течении реки, русский инженер решил задачу с гениальной смелостью и пленительным вдохновением. Он предложил перекрыть Неву арочным мостом в один пролёт, длиной в триста метров, с каменными опорами на берегах. Это было не только решение проблемы одноарочного моста через большую реку, это был и первый в мире мост из решетчатых ферм, которые впоследствии получили такое широкое применение в мостостроении. Насколько велика. была смелость мысли русского инженера, можно судить по тому, что и до сих пор самым большим из когда-либо построенных одноарочных деревянных мостов считается мост с отверстием в 119 метров через реку Лиммат в Швейцарии, построенный в 1788 году и сожжённый в 1799 году французами.
Профессор механики Московского университета Александр-Степанович Ершов, один из самых энергичных и авторитетных исследователей вопросов развития русской технической мысли, передаёт в одной из своих статей такую оценку «кулибинской арки», сделанную Дмитрием Ивановичем Журавским:
«На ней печать гения; она построена по системе, признаваемой новейшею наукой самою рациональною; мост поддерживает арка, изгиб её предупреждает раскосная система, которая, по неизвестности того, что делается в России, называется американскою».»
Д. И. Журавский, как мы увидим дальше, был одним из великих русских инженеров, завоевавших себе непререкаемый авторитет в вопросах теории и практики мостостроения не только на родине, но и во всём мире. Его мнение о мосте Кулибина для нас особенно ценно тем, что оно устанавливает приоритет нашей страны в создании раскосной системы, над исследованием которой более всего трудился сам Журавский и теорию которой он дал в своём: знаменитом труде.
Замечательная работа А. С. Ершова «О значении механического искусства и о состоянии его в России», опубликованная в 1859 году, осталась маловлиятельной, хотя в ней автор восстанавливал историческую правду не в отношении одного только Кулибина, а в отношении целого ряда русских механиков.
Проделав все предварительные расчёты и произведя немало опытов, Кулибин построил модель своего моста длиной около 30 метров. Модель подверглась испытаниям в присутствии виднейших петербургских академиков.
Модель выдержала нагрузку в три тысячи пудов, что составляло предел её выносливости по расчёту. Кулибин распорядился увеличить нагрузку ещё на пятьсот пудов, а когда не хватило во дворе грузов, предложил взойти на мост всем присутствующим. Модель выдержала и эту добавочную нагрузку. В протоколе испытаний было записано, что проект правилен и что вполне возможно построить по нему мост через Неву с пролётом в 140 сажен, то есть около 300 метров.
Проект Кулибина удовлетворял полностью и условиям конкурса, так как он был больше даже по отверстию, чем требовалось для перекрытия Темзы.
Понимая, что деревянный мост недолговечен, Кулибин выдвинул в 1799 году идею железного моста, а в 1818 году составил его проект и построил модель. Это был арочный мост в три пролёта, общей длиной в 130 сажен, с пропуском для кораблей у берегов. Превосходную модель этого моста, хранившуюся в музее Института путей сообщения, могли видеть все последующие русские мостостроители.
В чём заслуга Ивана Петровича Кулибина?
Он дал качественно новую конструкцию деревянного моста вместе с подробным описанием работ для осуществления этого сложнейшего сооружения. Как конструктор он ввёл в практику ряд новых экспериментов над отдельными частями сооружения, применив для этого изобретённые им самим приборы. Он не ограничился одними опытами, но изложил теорию работы конструкции по испытываемой модели. Наконец, он первый поднял вопрос о железе как материале для мостов, в то время, когда ещё весь мир довольствовался камнем и деревом.
Даниил Бернулли, русский академик, один из величайших умов того времени, получив сообщение об испытании модели кулибинского моста, запрашивал своего корреспондента:
«Пожалуйста, уведомьте меня, какова высота модели в своей середине сравнительно с её оконечностями и каким образом этот великий артист разместил три с половиной тысячи пудов тяжести на своей модели».
Мост Кулибина был событием в истории инженерного дела и чрезвычайно способствовал дальнейшему развитию мостостроения.
Мысль Кулибина о применении железа в мостостроении была вскоре осуществлена, хотя и не в России.
Простейшей формой железного моста является также балочный мост. Он представляет собой железную ферму, уложенную на особых устоях и передающую им давление по вертикальному направлению. Сначала фермы делали из чугунных балок, но вскоре перешли к железным.
Ряд трубчатых железных балок образует простейший мост, часто встречающийся на железных дорогах при небольших пролётах; при больших же такие балки становятся тяжёлыми и поэтому их сплошную вертикальную стенку заменяют сквозной, состоящей из двух рядов плоских раскосов: часть их работает на сжатие, часть - на растяжение. Такая балка представляет собой уже раскосную ферму.
Фермы укладывают целыми по всей длине моста или разрезают на каждом устое. Для удобства сборки перешли от балочных мостов к консольным моста м,- у них фермы, покрыв один пролёт, повисают над следующим. Два таких пролётных сооружения с висящими концами, или «консолями», соединяются так называемой подвесной фермой и покрывают третий пролёт.
Мостостроение в своём дальнейшем развитии перешло к более сложным фермам с кривым верхним или нижним поясом. Разнообразные требования, предъявляемые мостостроителям, заставили их создавать соответствующие этим требованиям конструкции. Требования эти так широки и разнородны, что можно говорить об искусстве мостостроения. Многие, особенно большие, мосты строятся каждый по-иному, в зависимости от их назначения условий места и т. п.
Постройка мостов заканчивается их испытанием путём соответствующей заданию нагрузки. В европейской практике бывали случаи разрушения мостов при их испытании. В русской практике подобные происшествия, во всяком случае при сооружении больших мостов, совершенно неизвестны.
Проблема железнодорожного моста с большими отверстиями, или пролётами, лёгкого и прочного, встала во всём своём объёме перед русскими инженерами уже при прокладке первой русской магистрали - Петербургско-Московской железной дороги. Полностью эта проблема была решена Станиславом Валерьяновичем Кербедзом и Дмитрием Ивановичем Журавским. Деятельность их тесно связана с постройкой первых русских железных дорог.

ВКонтакте

Одноклассники

Елена Коваленко

«Портрет изобретателя Ивана Кулибина» кисти художника Петра Веденецкого. Репродукция: Яков Берлинер / РИА Новости

Иван Кулибин родился в семье нижегородского купца-старообрядца в 1735 году. К торговле мукой у него душа не лежала, вместо этого он самостоятельно занимался изучением механики по книгам. В 17 лет он уже продавал свои первые изделия: медные и деревянные часы с кукушкой, круги для отливки медных колес, токарный станок и другие инструменты. Получив должность придворного механика, Кулибин изобрел множество самых различных устройств, большинство из которых оставили его современников равнодушными. Прожектор, оптический телеграф, машина для добычи соли, механические ноги (протезы) и бездымные фейерверки были интересны лишь нескольким представителям императорского двора и не находили широкого применения в только нарождавшейся в стране промышленности. «Русская планета» рассказывает о некоторых изобретениях Кулибина.

Часы-яйцо

Расположение Екатерины II Кулибин заслужил в 1767 году, когда купец Михаил Костромин представил изобретателя императрице. Кулибин продемонстрировал ей свои телескоп, микроскоп и электрическую машину, сочинил в честь Екатерины оду, а также рассказал о задуманных им необычных карманных часах. Устройство в форме гусиного яйца было готово через два года, помимо циферблата в нем были маленькие створки, за которыми каждый час проигрывалось представление «Воскресение Христа». Когда створки открывались, миниатюрный механический ангел отодвигал камень от Гроба Господня, стоящие с двух сторон от него стражники падали ниц, появлялись две мироносицы, и начинала играть музыка.

Устройство могло воспроизводить несколько мелодий. Утром и днем часы три раза играли молитву «Христос воскресе из мертвых, смертию смерть поправ и сущим во гробех живот даровав». С пяти вечера до восьми утра звучал стих «Воскрес Иисус от гроба, якоже прорече, даде нам живот вечный и велию милость». В полдень устройство проигрывало мелодию, которую Кулибин сочинил к приезду императрицы в Нижний Новгород в 1769 году.

Императрица была так довольна, что назначила Кулибина заведующим механической мастерской Петербургской Академии наук.

Одноарочный мост через Неву

Едва приехав в Петербург, Кулибин сразу нашел себе новую цель. Глубина и скорость течения Невы пугали инженеров, поэтому в столице все еще не было надежной переправы через реку - зимой и летом петербуржцы пользовались временным наплывным мостом, который разбирался осенью и весной. При переходе по шаткой конструкции случалось много несчастных случаев, переправа на шлюпках была долгой и тоже небезопасной.

Проект деревянного арочного моста через Неву. Репродукция: РИА «Новости»

Кулибин задумал построить деревянный мост пролетом в 298 метров - в 5–6 раз длиннее, чем остальные возводимые в то время мосты. Одноарочное сооружение должно было упираться концами в берега Невы. На решение этой задачи изобретатель потратил больше десяти лет, за которые создал несколько проектов моста. Модель первого из них была изготовлена из связанных веревками липовых брусков и выдержала груз, в 15 раз превышающий ее собственный вес, но Академия проект забраковала. Второй, улучшенный вариант моста предусматривал возведение пролета из шести самостоятельных решетчатых ферм. К 1774 году был разработан третий вариант проекта, в котором вес центральной части моста был значительно облегчен, а количество решеток увеличено. Он был признан оптимальным, и в мае следующего года началось строительство модели в масштабе 1:10, которое длилось до октября 1776 года. Комиссия Академии наук осмотрела модель и осталась очень довольна, работа Кулибина получила высокую оценку математика Леонарда Эйлера, а Екатерина II наградила Кулибина орденом святого Андрея Первозванного.

Модель 17 лет стояла во дворе Академии наук, после чего ее перенесли в сад Таврического дворца и поставили над каналом. Следующие 40 лет она служила приятным развлечением для публики, пока не разрушилась. «Мой мост или будет построен на Неве, или же он не будет построен вовсе», - отвечал Кулибин хотевшим выкупить проект англичанам.

Водоход

Другое изобретение Кулибина должно было облегчить тяжелый труд бурлаков. В 1782 году он построил водоходное судно, которое приводилось в движение речным течением. Идея конструкции заключалась в том, что водоход сам «подтягивал» себя вверх по течению, не требуя человеческих усилий. Расположенные на его бортах колеса крутились и передавали вращение нескольким осям, от которых движение передавалось барабану, наматывающему канат. Другой конец каната был привязан к якорю, брошенному выше по течению.

Испытание второго варианта машины состоялось в Нижнем Новгороде только 22 года спустя. Водоход двигался очень медленно, со скоростью всего в одну версту в час, при этом за его движением постоянно должен был следить механик. В 1807 году появилась третья усовершенствованная версия судна, скорость которого должна была быть чуть выше за счет одной пары колес вместо двух. Помимо других недостатков, строительство водохода требовало больших затрат, и, хотя его признали полезным, никто не собирался внедрять его в работу.

Повозка-самокатка

В 1784 году Кулибину пришла в голову идея создания повозки-самокатки, на осуществление которой у него ушло семь лет. Как и большинство изобретений механика, эта машина требовала непосредственного участия человека для своей работы и двигалась с помощью слуги, который нажимал на педали.

Сначала Кулибин пытался сконструировать четырехколесную «самокатку», однако для облегчения веса машины от одного колеса пришлось отказаться. В 1791 году изобретатель проехался по улицам Петербурга на своей трехколесной повозке, а затем подарил будущим императорам Павлу и Александру несколько уменьшенных игрушечных моделей. Задние колеса повозки были большего диаметра, чем единственное переднее. Спереди рамы находилось сидение для двоих человек, за которым помещался стоя слуга. Он вставлял ноги в специальные «туфли», и, по очереди давя на них, запускал сложную систему рычагов, приводившую самокатку в движение.

Модель экипажа повозки-самокатки. Репродукция: РИА «Новости»

Плавный ход машины обеспечивал маховик. На подъемах и так довольно медленная скорость самокатки падала в 2–3 раза, чтобы слуге не приходилось тратить больше усилий. Эта медлительность сделала невозможным широкое использование повозки.

Лифт

В 1793 году Екатерине II исполнилось 64 года, и ей было сложно подниматься по многочисленным лестницам Зимнего дворца. Специально для своей покровительницы Кулибин сконструировал кресло-подъемник, которое стало прообразом лифта. Его механизм состоял из двух толстых столбов, между которыми размещалась платформа с креслом. Когда императрица садилась в него, два стоявших за ним человека опускали и поднимали платформу «по перпендикулярной линии, но безо всякого опасного воображения» с помощью винтового механизма на паровом приводе.

Кресло активно помогало императрице перемещаться между этажами Зимнего дворца на протяжении трех лет. После смерти Екатерины II лифт перестали использовать по назначению, применяли его только для развлечений и розыгрышей. Скоро про механизм все забыли, а затем и вовсе заложили «шахту» кирпичом. Только в начале XXI века реставраторы Эрмитажа обнаружили фрагменты устройства за декоративной стеной.

Жизнь механика-самоучки после смерти императрицы была так же печальна, как и жизнь его творений. В 1801 году он составил «Реестр-перечень изобретений Кулибина», который был преподнесен императору Александру I c целью продления финансирования его изобретательской деятельности. В материальной помощи Кулибину было отказано, он вернулся в Нижний Новгород и посвятил большую часть своего времени конструированию вечного двигателя.

Отказался Кулибин и от дарованного ему дворянства, в обмен на которое он должен был бы оставить старообрядческую веру и сбрить бороду. Он умер в 1818 году в возрасте 83 лет, оставив после себя 11 детей от трех браков. Чтобы похоронить мужа, вдове Кулибина пришлось продать принадлежавшие ему настенные часы.

В т.ч. ещё о

Первый русский механик
21 апреля 1735 года родился изобретатель-самоучка Иван Кулибин / Цикл «Русские победы»

Иван Кулибин родился в семье нижегородского купца-старообрядца в 1735 году. К торговле мукой у него душа не лежала, вместо этого он самостоятельно занимался изучением механики по книгам. В 17 лет он уже продавал свои первые изделия: медные и деревянные часы с кукушкой, круги для отливки медных колес, токарный станок и другие инструменты. Ещё в

«Портрет изобретателя Ивана Кулибина» кисти художника Петра Веденецкого

Часы-яйцо

Расположение Екатерины II Кулибин заслужил в 1767 году, когда купец Михаил Костромин представил изобретателя императрице. Кулибин продемонстрировал ей свои телескоп, микроскоп и электрическую машину, сочинил в честь Екатерины оду, а также рассказал о задуманных им необычных карманных часах. Устройство в форме гусиного яйца было готово через два года, помимо циферблата в нем были маленькие створки, за которыми каждый час проигрывалось представление «Воскресение Христа». Когда створки открывались, миниатюрный механический ангел отодвигал камень от Гроба Господня, стоящие с двух сторон от него стражники падали ниц, появлялись две мироносицы, и начинала играть музыка.

Устройство могло воспроизводить несколько мелодий. Утром и днем часы три раза играли молитву «Христос воскресе из мертвых, смертию смерть поправ и сущим во гробех живот даровав». С пяти вечера до восьми утра звучал стих «Воскрес Иисус от гроба, якоже прорече, даде нам живот вечный и велию милость». В полдень устройство проигрывало мелодию, которую Кулибин сочинил к приезду императрицы в Нижний Новгород в 1769 году.

Императрица была так довольна, что назначила Кулибина заведующим механической мастерской Петербургской Академии наук.

Одноарочный мост через Неву

Едва приехав в Петербург, Кулибин сразу нашел себе новую цель. Глубина и скорость течения Невы пугали инженеров, поэтому в столице все еще не было надежной переправы через реку - зимой и летом петербуржцы пользовались временным наплывным мостом, который разбирался осенью и весной. При переходе по шаткой конструкции случалось много несчастных случаев, переправа на шлюпках была долгой и тоже небезопасной.

Проект деревянного арочного моста через Неву Ивана Кулибина, 1776

Модель 17 лет стояла во дворе Академии наук, после чего ее перенесли в сад Таврического дворца и поставили над каналом. Следующие 40 лет она служила приятным развлечением для публики, пока не разрушилась. «Мой мост или будет построен на Неве, или же он не будет построен вовсе», - отвечал Кулибин хотевшим выкупить проект англичанам.

Водоход

Другое изобретение Кулибина должно было облегчить тяжелый труд бурлаков. В 1782 году он построил водоходное судно, которое приводилось в движение речным течением. Идея конструкции заключалась в том, что водоход сам «подтягивал» себя вверх по течению, не требуя человеческих усилий. Расположенные на его бортах колеса крутились и передавали вращение нескольким осям, от которых движение передавалось барабану, наматывающему канат. Другой конец каната был привязан к якорю, брошенному выше по течению.

Испытание второго варианта машины состоялось в Нижнем Новгороде только 22 года спустя. Водоход двигался очень медленно, со скоростью всего в одну версту в час, при этом за его движением постоянно должен был следить механик. В 1807 году появилась третья усовершенствованная версия судна, скорость которого должна была чуть выше за счет одной пары колес вместо двух. Помимо других недостатков, строительство водохода требовало больших затрат, и, хотя его признали полезным, никто не собирался внедрять его в работу.

Повозка-самокатка

В 1784 году Кулибину пришла в голову идея создания повозки-самокатки, на осуществление которой у него ушло семь лет. Как и большинство изобретений механика, эта машина требовала непосредственного участия человека для своей работы и двигалась с помощью слуги, который нажимал на педали.

Сначала Кулибин пытался сконструировать четырехколесную «самокатку», однако для облегчения веса машины от одного колеса пришлось отказаться. В 1791 году изобретатель проехался по улицам Петербурга на своей трехколесной повозке, а затем подарил будущим императорам Павлу и Александру несколько уменьшенных игрушечных моделей. Задние колеса повозки были большего диаметра, чем единственное переднее. Спереди рамы находилось сидение для двоих человек, за которым помещался стоя слуга. Он вставлял ноги в специальные «туфли», и, по очереди давя на них, запускал сложную систему рычагов, приводившую самокатку в движение.

Модель экипажа повозки-самокатки

Лифт

В 1793 году Екатерине II исполнилось 64 года, и ей было сложно подниматься по многочисленным лестницам Зимнего дворца. Специально для своей покровительницы Кулибин сконструировал кресло-подъемник, которое стало прообразом лифта. Его механизм состоял из двух толстых столбов, между которыми размещалась платформа с креслом. Когда императрица садилась в него, два стоявших за ним человека опускали и поднимали платформу «по перпендикулярной линии, но безо всякого опасного воображения» с помощью винтового механизма на паровом приводе.

Кресло активно помогало императрице перемещаться между этажами Зимнего дворца на протяжении трех лет. После смерти Екатерины II лифт перестали использовать по назначению, применяли его только для развлечений и розыгрышей. Скоро про механизм все забыли, а затем и вовсе заложили «шахту» кирпичом. Только в начале XXI века реставраторы Эрмитажа обнаружили фрагменты устройства за декоративной стеной.
***

Жизнь механика-самоучки после смерти императрицы была так же печальна, как и жизнь его творений. В 1801 году он составил «Реестр-перечень изобретений Кулибина», который был преподнесен императору Александру I c целью продления финансирования его изобретательской деятельности. В материальной помощи Кулибину было отказано, он вернулся в Нижний Новгород и посвятил большую часть своего времени конструированию вечного двигателя.

Отказался Кулибин и от дарованного ему дворянства, в обмен на которое он должен был бы оставить старообрядческую веру и сбрить бороду. Он умер в 1818 году в возрасте 83 лет, оставив после себя 11 детей от трех браков. Чтобы похоронить мужа, вдове Кулибина пришлось продать принадлежавшие ему настенные часы.

Построенная Кулибиным модель имела 14 сажен длины и представляла собой одну десятую настоящего моста. Строили ее 17 месяцев. На сооружение этой модели правительство выдало 3 тысячи рублей. Фактическая же стоимость модели была 3 524 рубля 96 копеек. Разницу изобретателю пришлось уплатить из собственных денег.

Модель моста должна была пройти испытания. Большинство академиков не верили в возможность создания моста, спроектированного только с помощью экспериментальных методов и исключительно инженерной интуиции. Сочетая теорию с экспериментом, Кулибин с помощью веревок и гирек проводит свои опыты и вычисляет силы сопротивления отдельных частей моста. Только величайший математик того времени академик Эйлер верил в Кулибина. Он берет его чертежи и математические выкладки и тщательно их проверяет. Все расчеты оказались правильными. Свои соображения и вычисления Эйлер изложил в статье: «Легкое правило, каким образом из модели деревянного моста или подобной другой машины, которая тяжесть нести должна, познавать, можно ли то же сделать в большем, что в модели (виде)», опубликованной им в «Месяцеслове с наставлениями на 1776 год».

Большинство членов комиссии по испытанию моста были убеждены, что мост рухнет. Мост был нагружен 3 тысячами пудов груза, что составляло его предельную расчетную нагрузку. Модель не разрушилась. Тогда Кулибин велел увеличить груз, навалив на мост кирпичей. Модель выдержала и эту дополнительную нагрузку. Наконец, взошли на мост академики и члены комиссии.

Опыты были продолжены. Мост был испытан на длительную нагрузку. Модель моста выдержала все способы проверки. Составленный журнал испытаний был представлен Екатерине с заключением о возможности постройки через Неву моста с пролетом в 140 сажен. Екатерина приказала наградить конструктора двумя тысячами рублей, а модель передать на обозрение публики, которая, по ряду свидетельств, «во множестве стекалась удивляться оной».

Никакого решения о постройке моста принято не было. Модель моста в 1793 году была перевезена в сад Таврического дворца, где была переброшена через канаву. По свидетельству современников, модель моста просуществовала до 1804 года; дальнейших сведений о судьбе модели мы не имеем.

Такова трагическая судьба одного из крупнейших произведений инженерно-конструкторской мысли конца XVIII века.

Для того чтобы полностью оценить значение кулибинского моста в развитии техники мостостроения XVIII столетия, можно указать, что самый длинный деревянный мост, длиной в 119 метров, был построен братьями Груберман в аббатстве Веттинген в 1778 году. Только в 1813 году в России был построен первый постоянный деревянный мост через Малую Невку, но он имел семь пролетов. Лондонская академия объявила конкурс на арочный мост в 1772 году, Кулибин же начал конструировать свой мост гораздо раньше, и уже в 1771 году был готов первый вариант модели.

Из позднейшей переписки Кулибина видно, что изобретатель чрезвычайно тяжело переживал невнимание царского правительства к его проекту. Отправить же свой проект в Лондон Кулибин не хотел, хотя проект полностью удовлетворял всем условиям конкурса. Несмотря на наличие громадной семьи (он имел 12 детей), крайне нуждавшейся материально, он не мог себе представить, что его многолетний упорный труд будет реализован не на его родине, а за границей.

Знаменитый ученый Бернулли, бывший членом русской Академии, современник Кулибина, отвечая одному из своих учеников, который, находясь в Петербурге, ознакомился с моделью Кулибина, пишет: «То, что Вы сообщаете мне о Вашем механике-самоучке Кулибине по поводу деревянного моста через Неву, дает мне высокое мнение об этом искусном строителе и плотнике, воспитанном между простыми крестьянами и обязанном своим высшим знанием только некоторого рода инстинкту. Я ни мало не слушаюсь чистой теории в этих работах, потому что невозможно достаточно исчислить всех обстоятельств, которые непременно должны быть приняты в расчет: необходимо работать ощупью над бесчисленным множеством предметов, не допускающих никаких точных определений. Главный строитель обязан чаще всего обращаться к своей врожденной сообразительности. В этом-то я признаю все преимущество, которым может владеть такой человек, как Кулибин».

Далее Бернулли пишет, что он не может «победить скептицизм в отношении моста, т. е. чтобы модель могла выдержать при испытании такую тяжесть - 3 тысячи пудов». «Пожалуйста, уведомьте меня, какова высота модели в своей середине сравнительно с ее оконечностями и каким образом этот великий артист разместил 3 500 пудов тяжести на своей модели? Если она в состоянии выдержать еще 500 пудов, которые предложил он положить на нее, то это увеличение будет сильным доказательством самого счастливого успеха, какой только можно было обещать».

Значительно ранее заграничных ученых Кулибин начинает думать над проектом железного моста, так как он сознавал, что в технико-экономическом отношении большие деревянные мосты являются мало выгодными.

Таким образом, ценность проекта Кулибина заключается в том, что он создал новую конструкцию моста, разработал методы и приборы для экспериментального исследования мостового сооружения, дал теорию испытания моста на модели и первый применил свойства веревочного многоугольника для расчета статически определимых систем. Этого одного достаточно для того, чтобы быть признанным выдающимся ученым и инженером.

Знаменитый механик-самоучка Иван Петрович Кулибин является не только изобретателем оригинальных часов, водохода, экипажа с педальным приводом, других диковинных для своего времени конструкций, но и автором проекта уникального одноарочного деревянного моста через Неву.

Кулибин создал проект гигантского деревянного одноарочного моста через Неву длиной 298 метров. Высота моста позволила бы проходить под ним кораблям с мачтами и парусами. Береговые опоры были задуманы каменными, а саму арку предполагалось сконструировать из досок, поставленных на ребро и соединенных металлическими болтами. Мост включал две галереи: верхняя предназначалась для пешеходов, нижняя - для городского транспорта. Самый же большой в мире деревянный мост через реку Лиммат (Швейцария), сооруженный в 1778 году, имел пролет всего лишь 119 метров.

К разработанному проекту самоучки многие, в том числе и крупные ученые, отнеслись с нескрываемым скептицизмом. Тогда Кулибин создал модель моста в одну десятую часть натуральной величины (длиной 30 метров). Для ее испытания собранием Петербуржской академии была назначена экспертная комиссия.

27 декабря 1776 года состоялось официальное испытание модели моста. Вначале на модель положили груз весом 3300 пудов, считавшийся по расчетам предельным. Подавляющее большинство ученых было уверено, что модель не выдержит тяжести и рухнет. Но изобретатель, уверенный в прочности модели, добавил еще 570 пудов. А «для вящего доказательства» Кулибин сам поднялся на модель и пригласил последовать за ним всех членов экспертной комиссии и рабочих, подносивших грузы.

В течение 28 дней модель стояла под тяжестью 3870 пудов, что в пятнадцать раз превышало ее собственный вес, но никаких признаков деформации не наблюдалось. Это была блестящая победа изобретателя. Но в условиях крепостнической России проект И. П. Кулибина, несмотря на положительную оценку комиссии, остался нереализованным и был предан забвению.

Модель моста была выставлена для осмотра вначале в академическом дворе, а в 1793 году ее перевезли в Таврический сад. 27 июля 1816 года подгнившая модель обрушилась.