что представляла собой самокатка и п кулибина

17.12.202326.07.2023 admin 0 Comments

Что представляла собой самокатка и п кулибина

Из истории отечественных экипажей

Кулибину удавалось выполнить любую задумку, кроме одной.
Он всю свою жизнь мечтал построить вечный двигатель — “ перпетуум мобиле”.
Но, видно, нет ничего вечного в материальном мире.

Самокатка Кулибина

Интересно иногда как-то получается … Как будто наступает время открытий или даже одного открытия. И приблизительно в одно и то же время в разных местах разные люди упорно начинают строить автомобиль, изобретать телеграф, телескоп или что-то еще такое подобное, но каждый идет к открытию своим путем. Затем история просеивает все эти открытия сквозь свое сито по неведомым и не всегда логичным для человеческого осмысления законам и на поверхности остается иногда нечто значимое и весомое, а иногда прихотливое и временное. Взвешенные на весах истории, открытия получают свой приговор, оспорить который не в состоянии ни один простой смертный, сколькими бы талантами он не обладал.

Механик-самоучка Иван Кулибин (1735—1818) родился в 1735 году в Нижнем Новгороде в семье мелкого торговца мукой. Его отец был старообрядцем, и сына воспитывал в строгих правилах, приучая к труду. Ивану надлежало освоить грамоту у дьячка по псалтырю и часослову и приступить к работе в качестве помощника отца. Но начав учиться, Иван уже не мог остановиться и, не имея другой возможности, стал самостоятельно изучать науки по книгам, в том числе и по сочинениям Михаила Ломоносова.

Он « заболел » всякого рода механизмами, особенно его поразила работа часов. Будучи по случаю в Москве Иван Кулибин покупает у часовщика Лобкова старые инструменты, с помощью которых открывает в Нижнем Новгороде часовую мастерскую. Ему исполняется 23 года, когда умирает отец. Дела в мастерской у Кулибина шли ни шатко, ни валко. И хотя клиенты были людьми состоятельными, но часы имел не каждый, поэтому работы было немного.

Спасибо, помог деньгами друг отца купец Костромин. Да еще помог случай. В 1767 году придумал Иван необыкновенные часы. Размером с утиное яйцо и с заводом раз в сутки, они отбивали четверть, половину часа и полный час. По истечении часа открывались дверцы, показывался позолоченный чертог. Вот как описывает часы академик И.И. Артоболевский: «В глубине чертога находился “гроб господень”, и к его двери привален камень По сторонам двери стояли два воина с копьями. Отворялись двери чертога, и появлялся ангел. Камень, приваленный к двери, отваливался, дверь, ведущая в гроб, открывалась, и воины падали ниц. Через полминуты появлялись жены-мироносицы, и часы под звон трижды исполняли церковный стих. После этого дверцы чертога захлопывались». Да вот еще. В полдень часы исполняли музыку, сочиненную Кулибиным в честь приезда императрицы Екатерины II в Нижний Новгород. Часы императрица получила в подарок, была очень довольна, вызвала изобретателя в Петербург и назначила заведующим механической мастерской Петербургской Академии наук. А подаренные часы, да изобретенные Кулибиным (независимо от англичан) телескоп да микроскоп Екатерина II отправила в Кунсткамеру.С 1769 года начинается петербургский период в жизни изобретателя.

Знаменитый фонарь (прожектор), ставший сенсацией, Иван Кулибин изобретает в 1779 году. При слабом источнике (свече) он давал (при помощи » составного » зеркала) мощный свет. Автор предложил и описал сферы возможного применения фонаря, в том числе — на каретах. Известно, что Кулибин продавал изобретенные им фонари в 1780 году, прикладывая к ним подробные описания « в обособливой книжечке ». По данным Архива Академии наук, описание « зеркальный фонарей » было напечатано по просьбе изобретателя в 1783 году в Академической типографии тиражом 1000 экземпляров.

Кулибин никогда не делал секрета из своих изобретений, напротив, открыто описывал их в мельчайших подробностях . Права изобретателя тогда еще никак не защищались, и фонарь благодаря предприимчивым людям, освоившим его производство стал широко применяться для освещения маяков, судов, карет, мастерских.

В это же время Кулибину удается разработать конструкцию « механических ног » — протезов ( после войны 1812 года французский предприниматель использует это изобретение) и построит лифт.

Чуть позже, в 1793 году Кулибин начинает работать над устройством оптического телеграфа для передачи условных сигналов на расстояние. Однако созданный телеграф никого в России не заинтересовал и был сдан в архив. Зато в 1835 году для установки телеграфа в Россию будет приглашен инженер Шато — сотрудник Клода Шаппа (с именем французов-братьев Шапп связывают изобретение телеграфа). Правительство заплатит ему за « секрет » оптического телеграфа 120 тыс. рублей и 6 тыс. годовой пожизненной пенсии.

После смерти Екатерины и вступления на престол Павла Кулибин был уволен. Он возвращается в Нижний Новгород, где продолжает разрабатывать все новые идеи. Он изобретает и строит « водоходное судно », чтобы заменить тяжелый труд бурлаков. Однако его чертежи и расчеты тонут в бесконечных похождениях по канцеляриям, а само судно по распоряжению министра внутренних дел Куракина передается за 200 рублей на дрова. Сам Кулибин уже не имел таких денег, чтобы выкупить свое детище.

Кулибину удавалось выполнить любую задумку, кроме одной. Он всю свою жизнь мечтал построить вечный двигатель — “ перпетуум мобиле”. Но, видно, нет ничего вечного в материальном мире. В 1818 году Иван Петрович Кулибин умер абсолютно нищим. Чтобы его похоронить на Петровском кладбище в Нижнем Новгороде, жена продала стенные часы.

Источник

IX САМОКАТКА

1791 году Кулибин изобрел самокатку. Она не дошла до нас — не захотел этого сам автор. И это, как увидим, имеет свое объяснение.

Самокатка не велосипед, это экипаж, но для индивидуального пользования. В движение она приводится мускульной силой человека. Идея создания такого экипажа зародилась очень давно. Историки техники первообразом самокатки считают бесхитростную каталку римских детей. Это горизонтальная узенькая дощечка на двух маленьких колесиках. К ней приделана вертикальная палка, которая служит и опорой руке и рулем. На таких тележках ездили римские дети, одной ногой на доске и отталкиваясь от земли другой. К счастью для детей, тележки эти две тысячи лет не претерпели никаких изменений, и сейчас на них с грохотом носятся ребятишки по тротуарам. Тут-то принцип использования мускульной силы для самодвижения применен был впервые. Потом уже додумались до самокаток; после них и до велосипеда. Изобретение всякого рода экипажей, приводимых в движение мускульной силой самих людей, чрезвычайно характерно для периода, предшествующего внедрению на транспорте механического двигателя. Большинство таких самодвижущихся повозок оказалось практически непригодным из-за несоответствия между весом экипажа и относительной слабостью мускульной силы людей, но два средства передвижения, использующих эту силу, — велосипед и дрезина — вошли в практику.

«Кулибинский фонарь» с зеркальным отражателем.

Трехколесная самокатка Кулибина. Реконструкция Ростовцева.

Г. Р. Державин. С портрета работы Тончи.

Самокатки или тележки, движущей силой которых были мускулы человека, придумывались еще в эпоху Возрождения. И даже, пожалуй, раньше. Рожер Бэкон[58] в 1257 году высказывал мнение о возможности устройства такой тележки. В XVI веке известны были механические повозки, служившие военным целям. Это, если хотите, предки современных бронемашин и танков. До нашего времени сохранились даже имена знаменитых мастеров по изготовлению таких повозок. В Англии еще в XVII веке запатентованы «автоматические экипажи», хотя конструкция их нам неизвестна. Исаак Ньютон в молодости изобрел какую-то самокатку, но она могла двигаться только дома и притом на очень гладком полу. В те времена некоторые «изобретатели» производили целые сенсации своими выдумками. Так, один немец продал шведскому принцу удивительную повозку, которая двигалась сама без применения какой бы то ни было силы, якобы за счет скрытого внутри повозки механизма. Но «механизмом» оказались запрятанные в коляску люди.

Почти во всех больших европейских странах с XV–XVI веков были свои изобретатели самокаток. В России Кулибин изобрел ее тоже не первым. Но о своем предшественнике он ничего не знал. Мало знаем о нем и мы.

Этим предшественником Кулибина был крестьянин Нижегородской губернии Шамшуренков, который еще в 1752 году построил самодвижущуюся повозку, названную им «самобеглой коляской». История покрыла мраком неизвестности судьбу этого удивительного изобретателя из народа, и никто не знает, куда девался и сам изобретатель и его «самобеглая коляска».

Приступая к своему изобретению, Кулибин думал, что осуществляет оригинальную и свежую идею.

Надо помнить, что Кулибин был и конструктором-изобретателем, и строителем и, следовательно, заносил на бумагу только то, что не надеялся удержать в памяти. Поэтому чтение его чертежей, относящихся к самокатке, очень затруднено. При этом текст, написанный карандашом, или стерся, или стал неразборчивым. На чертежах делались и посторонние записи.

Установлено, что Кулибин проектировал одновременно и четырехколесную и трехколесную самокатку. Современники упоминают только о трехколесной. Принцип устройства механизма сводился, видимо, к тому, что задние колеса вращались при помощи храповика, помещенного на оси. Такое устройство было вообще характерно для конструкций того времени. В «Некрологии», составленной сыном Кулибина, сказано: «Слуга становился на запятки в приделанные туфли, подымал и опускал ноги попеременно, без всякого почти усилия и одноколка катилась довольно быстро». Описывает движение самокатки и Свиньин. Чертежи не дают специалистам возможности вполне разгадать устройство этих «туфель» (педалей) и выяснить их роль. В общем предполагается, что две тяги, которые были соединены с педалями, вращали вертикальную ось с большим маховым колесом на ней. При нажиме ног на «туфлю» собачки зацеплялись за зубья, поворачивали среднюю шестерню и давали ход маховому колесу. Инерция обеспечивала равномерность хода. Торможение достигалось растяжением пружин, стремящихся сжиматься. При большой скорости торможение было невозможно, грозило поломкой зубцов барабана. Для остановки требовался более медленный ход. Свиньин имеет в виду торможение, когда говорит о том, что «механизм самокатки сей был так остроумно устроен, что в гору она катилась скоро, а под гору тихо». Устройство тормозов представляет для специалистов большой интерес по новизне идей и своеобразию ее выполнения. И тут сказался типичный для той поры в основу торможения положенный принцип натяжения часовых пружин.

Как мы уже отмечали, для механиков XVIII века весьма характерно устройство приборов, основанных на действии часовых пружин. И Кулибиным в основе торможения был положен этот типичный для той поры принцип. Рулевое управление плохо представлено чертежами, и о нем приходится только догадываться. Уменьшение трения достигалось применением системы, аналогичной современным цилиндрическим подшипникам. Таково же устройство подшипников было у кулибинского подъемника, изобретенного для перенесения царицы в верхние этажи дворца.

На оборотной стороне одного чертежа, относящегося к самокатке, имеется надпись Кулибина, указывающая на способ крепления колес к оси: «У колес ступицы толстые и тонкие, концы отрезать гладко, надеть на палку и сыскать, повертев, настоящий центр, потом очертить во всех местах. У ступиц верно по чертам прорезать для круглого и квадратного конца оси дыры, сделать на круглом конце оси круглые, а на квадратном квадратные из толстой меди трубки, а к широкому концу трубки напаять для прикладки к ступице круга».

Длина самокатки предполагалась около 3 метров, скорость передвижения — около 30 километров в час. Для самокатки такая скорость была бы поистине огромна, так что наши ученые даже высказывают серьезные сомнения в правильности кулибинской формулы. Советский специалист А. И. Ростовцев совместно с художником сделали аксонометрическую реконструкцию[59] самокатки. Судя по рисунку, это очень красивое и затейливое изобретение. Некоторые детали его очень любопытны и оригинальны. В самом деле, ни в одном из дошедших до нас от XVIII века описании самокаток нет и намеков на такие детали, как маховое колесо, облегчавшее работу стоящего на запятках человека и устранявшее неравномерность хода, как коробка скоростей, позволяющая по желанию менять скорость хода и служащая в то же время частью тормоза; как дисковые подшипники. Интересно отметить, что по типу наиболее близкой кулибинской повозке была «самобеглая коляска» Шамшуренкова.

В Европе, где в свое время было изобретено множество всяких самокаток, только одна, принадлежащая Ришару (1693 г.), сходна была с кулибинской. Самокатка Ришара тоже приводилась в движение лакеем, стоящим на запятках повозки и нажимавшим на педали. Педали соединялись при помощи рычагов с двумя храповыми колесами. Колеса были насажены на заднюю ось, ведущую экипаж. Таким образом, педали, рычаги, храповые колеса были у этих изобретателей, не знавших друг друга, однородными.

Следует отметить, что по сравнению с европейскими колясками подобного типа кулибинская отличалась усовершенствованием, о котором говорено было выше.

Самокатка — характерная особенность XVIII века, века абсолютизма во всей Европе. Они изобретались во множестве и для всех случаев, но на потребу лишь избранным. Садовые коляски — для езды по аллеям, коляски для гуляющих, коляски для выезда важных особ. Это экипажи чисто паразитарного типа, экипажи для катания бездельников. Они рассчитаны на баловня судьбы, который сидит и созерцает природу, тогда как слуга проливает пот на запятках. Недаром прямодушный Шамшуренков назвал свое изобретение необходимым «для праздных людей».

Кулибин в этом своем выполнении социального заказа волей-неволей становится в ряд со всеми прочими изобретателями, старавшимися угодить вкусам правящего класса. Он не мог выйти из шкуры «придворного механика» и преодолеть предрассудки своего века. Но и то примечательно, что он уничтожил свое изобретение. Остались только десять чертежей, относящихся к 1784–1786 годам. Чувствовал ли он в этом своем изобретении укор себе, видел ли в нем факт своего унижения или объект несерьезных забав и предмет, съедающий его время, — трудно сказать. Показательно, что даже чертежи он не сохранил полностью для своих потомков. А про потомков он думал, и очень серьезно.

Заслуживает внимания очень любопытный в социальном аспекте факт, что тотчас же после Французской революции появился демократический вид самокаток, так называемые «бегунки». Они приводились в движение не слугою на запятках, а самим ездоком, отталкивающимся ногами от земли. Бегунки эти считаются предшественниками современного велосипеда.

4.1791 Самобеглая коляска Кулибина

Для русской культуры Иван Петрович Кулибин — фигура легендарная и символичная одновременно. Не зря сама его фамилия стала нарицательной, и нередко можно услышать, как один человек называет другого Кулибиным за выдающиеся способности в области механики, имея весьма смутное представление о носителе прославленной фамилии.

Иван Петрович Кулибин родился в 1735 году в Нижнем Новгороде. Отец его, мелкий торговец мукой, планировал воспитать себе преемника, который смог бы управлять лавкой, когда он состарится. Однако уже в ранней юности Иван Кулибин проявляет недюжинный интерес к учению, в том числе к самообразованию. В 23 года он открывает часовую мастерскую, где создает прославившие его часы в форме утиного яйца, которые позже подарит пожаловавшей в Нижний Новгород императрице Екатерине II. Часы открывают талантливому механику дорогу в Петербург, он становится заведующим механической мастерской при Академии наук. Но вот какой парадокс! Кулибин сделал огромное количество изобретений, каждое из которых, будучи воплощенным в реальность, принесло бы людям немалую пользу. Среди его задумок, тщательно и детально разработанных, были такие как проект арочного моста, отличной конструкции протезы, оптический телеграф, «водоходное судно», которое могло двигаться против течения, и многое другое. Однако правительство почему-то все время отказывалось от реализации кулибинских проектов, предпочитая держать чертежи в архивах, а впоследствии приобретать за большие деньги иностранные аналоги. В 1818 году изобретатель умирает, и тут выясняется, что у его семьи нет денег даже на похороны.

Идея построить механизм, который не будет приводиться в движение внешней силой, будь то тягловое животное или дующий в паруса ветер, давно занимала умы человечества. И в России Кулибин, на самом деле, не был первопроходцем. За четыре десятка лет до него так называемую «самобеглую коляску» построил крестьянин Нижегородской губернии Леонтий Шамшуренков. Сейчас трудно сказать, что она собой представляла, поскольку о коляске Шамшуренкова сохранились лишь упоминания — никаких чертежей, рисунков, технических описаний найдено не было. Кулибинскому изобретению повезло больше — все-таки Иван Петрович был государственным служащим, состоявшим на службе в Петербургской академии наук. Поэтому его бумаги попали в архив и благополучно дожили до наших дней.

Итак, в 1791 году изобретатель продемонстрировал публике свое новое детище — трехколесную самокатку, — несколько раз проехавшись на ней по улицам Петербурга. Работу над этим механизмом Кулибин начал еще в 1784 году, но на создание действительно функционирующей модели потребовалось целых семь лет проб и ошибок. Кроме полноразмерной самокатки, изобретатель к тому же построил для будущих императоров Павла и Александра несколько игрушечных моделей, которыми те забавлялись, будучи детьми.

Изначально механик планировал создать экипаж с четырьмя колесами, отталкиваясь от более привычной схемы телеги, но быстро понял, что конструкцию необходимо облегчить, поэтому колес осталось три. Задние колеса были побольше, переднее, ведущее, поменьше. Собственно, вся самокатка состояла из рамы с тремя колесами, переднего сиденья, рассчитанного на двух пассажиров, и расположенного сзади места, где стоял человек, обеспечивавший движение экипажа. Этот человек вставлял ноги в специальные «туфли», которые при помощи сложной системы рычагов и тяг действовали на храповой механизм, закрепленный на вертикальной оси маховика. Маховик, в свою очередь, выравнивал толчки от храпового механизма и обеспечивал непрерывное движение колес.

На первый взгляд, изобретение Кулибина имеет намного больше общего с велосипедом, чем с автомобилем, почему его нередко относят к разряду веломобилей. Действительно, если рассматривать самокатку исключительно с точки зрения того, что ее приводил в движение человек, нажимавший на особые педали, то это мнение будет совершенно справедливым. Но именно в экипаже Кулибина были довольно тщательно разработаны и использованы те узлы, без которых невозможно себе представить современный автомобиль: переключение передач, рулевой привод (кстати, практически ничем не отличающийся от тех, что используются в автомобилях), подшипники скольжения, тормозное устройство.

Важно осознать тот простой факт, что в XVIII веке обмен информацией между учеными и инженерами разных стран был практически нулевым. Нередко случалось так, что одно и тоже изобреталось по несколько раз, и вопрос приоритета в открытии разрешить было невозможно. Да что там XVIII век! Достаточно вспомнить известный спор о том, кто же все-таки первым изобрел радио — Попов или Маркони. А ведь это происходило уже в начале ХХ века. Так вот, нужно понять, что Кулибину приходилось действовать в обстановке, как сейчас говорится, информационного вакуума. Он в принципе ничего не знал о том, были ли у него предшественники, каких результатов добились, много ли допустили ошибок и насколько продвинулись вперед в своих работах. Поэтому нижегородский изобретатель имел полное право считать себя первооткрывателем.

Но вернемся к технической стороне дела. Интересной особенностью самокатки было то, что, хотя слуга нажимал на педали равномерно, ведущее колесо могло вращаться с различной скоростью. Изменение скорости обеспечивалось барабаном с тремя венцами — большим, средним и малым. Движение на барабан передавалось через зубчатую передачу, в которой шестерня могла цепляться за какой-либо из венцов. По сути эта система является аналогом коробки передач. Благодаря небольшой массе (по мнению современных ученых, самокатка весила от силы двести-двести пятьдесят килограмм) и использованию во всех трущихся частях подшипников скольжения, экипаж, даже несмотря на вес слуги и одного-двух пассажиров, мог развить скорость до 10-15 км/ч.

Очевидно, что, разогнавшись, слуга мог позволить себе немного отдохнуть, потому что дальше самокатка какое-то время катилась по инерции. Также без участия человека она хорошо шла под уклон. Но любопытно, что, по свидетельствам современников, она и в гору шла довольно быстро, так что придающий ей движение слуга отнюдь не выматывался до полусмерти, преодолевая подъем. Что в устройстве Кулибина давало такую возможность? Дело в том, что талантливый механик использовал на своей трехколесной самодвижущейся коляске маховик. Фактически, слуга раскачивал маховик, который уже передавал энергию на колеса посредством шестеренчатой передачи. Именно использование маховика обеспечивало движение самокатки в гору, а также притормаживало ее, когда она мчалась под уклон.

Рулевое управление представляло собой два рычага, тяги и поворотный круг, крепившийся к переднему колесу. Нужно отметить, что слуга, двигавший самокатку, вынужден был стоять еще и потому, что сидя он не мог бы со своего места нормально обозревать дорогу. Современные варианты постройки самодвижущейся повозки Кулибина обычно не предполагают наличия пассажиров, поэтому водитель может крутить двигать педали сидя. Однако для первоначального кулибинского замысла было важно именно то, что его экипаж был способен перевозить «праздных людей». Поэтому слуге приходилось стоять, иначе его пассажиры закрывали бы ему обзор. Опять же, механик, конечно, не рискнул бы доверить пассажирам рулевое управление.

Что случилось с построенной нижегородским изобретателем самокаткой, нигде не отмечено. Канула в безвестность. Но, как говорилось выше, сохранились чертежи и рисунки, сделанные рукой самого изобретателя. В 1970-1980-хх годах на различных фестивалях, посвященных как истории автомобилестроения, так и веломобильному спорту, не раз представлялись экипажи, построенные на основе кулибинских идей. А действующая модель самокатки механика, восстановленная по его чертежам, выставлена в Политехническом музее.

Источник