23 (10) апреля 1735, недалеко от Нижнего Новгорода родился талантливый инженер, архитектор и изобретатель Иван Петрович Кулибин. Он намного опередил своих современников, создавая невероятные, новаторские вещи, многие из которых были недооценены

2014-04-23 08:32

«Дальнеизвещающая машина»

Оптический телеграф Кулибина представлял из себя устройство, передающее сообщение изменением положения реек. Каждому их положению соответствовала цифра или буква. Код придумал сам Кулибин. Для приёма сообщений из телеграфа приёмная станция должна была находится в прямой видимости от передающей. Оператор считывал сообщение и передавал его по цепочке дальше. Для того, чтобы сократить количество станций, их нужно было располагать как можно выше. Кулибин разработал для этого специальные башни.

В 1794 году Иван Кулибин на встрече с Екатериной II показал ей чертежи этого устройства. Императрице очень понравилась разработка талантливого изобретателя, но она велела все чертежи и наработки сдать в Кунсткамеру.

«Подъёмное кресло»

То, что Иван Кулибин называл «подъёмным креслом», сегодня называется лифтом. Механизм этого устройства действовал благодаря одному или двум крепким мужчинам, поднимавшие кабину подъемника огромными гайками, передвигающиеся по нескольким винтам, которые Кулибин установил в вертикальном положении. В своих личных записях Иван Петрович пояснил: «устройство должно подниматься и опускаться по перпендикулярной линии, но безо всякого притом опасного воображения; ибо вокруг тех столбов извивающиеся линии винтов утвердятся наикрепчайшим образом и составят некоторый род горы или фундаментальной лестницы, на чем вся тяжесть означенного корпуса, опираясь вверх и вниз с перевесом гирь для легкости, движется на колесах».

Это «подъёмное кресло» по велению Екатерины II было установлено в Зимнем дворце. Его использовали больше в качестве развлечения придворных, детей и гостей императрицы. По словам современников, «лифт» Кулибина был удобный и безопасный. После смерти Екатерины II шахту и механизмы «подъёмного кресла» застроили кирпичом, а потом о нём и вовсе — забыли.

Миниатюрные часы с театром

В одном из залов истории русской культуры государственного Эрмитажа в Санкт-Петербурге до сих пор можно увидеть знаменитые часы, выполненные Иваном Кулибиным в форме яйца. Три долгих года мастер терпеливо и усердно собирал этот сложнейший часовой механизм, в который входило 427 деталей. Кулибин встроил в свои часы механизм боя и специальный музыкальный аппарат, который мог воспроизвести несколько мелодий. Но самое главное — изобретатель поместил в свой шедевр целый театр фигурок, в котором разворачивалось представление.

Устройство было выполнено из золота и украшено богатой чеканкой. Кулибин преподнёс эти часы в качестве подарка для Екатерины II.

«Самокатка Кулибина»

В 1791 году Кулибин разработал самодвижущийся экипаж. «Самокатка Кулибина» двигалась от давления на педали двух человек, ещё двое пассажиров могли сидеть, удобно устроившись в креслах. По первоначальной задумке, повозка конструировалась с четырьмя колесами, но затем, дабы облегчить вес коляски и упростить механизм управления, Кулибин отказался от четвёртого колеса — конструкция стала трёхколёсной.

В «Самокатке Кулибина» использовались детали и узлы, присутствующие на современных автомобилях: коробку передач, сцепление, маховик, тормоза и подшипники качения. Один из людей, нажимающих на педали, мог отдыхать на ходу: благодаря маховику и сцеплению, экипаж некоторое время ехал по инерции. Самодвижущаяся коляска могла разгонятся до скорости 16 км/ч. Несмотря на такую высокую для своего времени скорость, коляска двигалась достаточно плавно.

По сохранившимся чертежам Ивана Кулибина была сконструирована действующая модель самодвижущегося педального экипажа, которая в данный момент находится в Политехническом музее.

«Водоход Кулибина»

Это судно Кулибин назвал «водоходом». Главная особенность этого корабля в том, что он двигался за счёт течения реки. На шхуне был установлен специальный механизм — большие деревянные водяные колёса, которые крутили барабан. На него наматывался канат с якорем, который постоянно забрасывался выше по течению.

Конструкция была не очень практичной — корабли шли достаточно медленно. Было задумано изготовить три версии «водохода», но только две из них были построены. Обе успешно прошли испытания. Однако, Екатерина II не увидела должного потенциала в практическом использовании этого изобретения и забраковала проект.

Как было бы замечательно, если бы экипаж стал самодвижущимся, безлошадным! Над этой проблемой люди ломали голову с давних пор. Какую силу, какой механизм применить к повозке?

Начиная с XV века появлялись десятки самодвижущихся (развлекательных или военных) экипажей и их проектов. Тут и конструкции великого итальянца Леонардо да Винчи, которые приводились в действие слугами, шагающими рядом с повозкой или находящимися на ней самой; и повозка германского художника Альбрехта Дюрера со всеми приводными колесами - если одно попадает в грязь и скользит, то другие продолжают катить повозку (прообраз полноприводного автомобиля повышенной проходимости); и русская «самобеглая коляска» Леонтия Шамшуренкова со счетчиком пробега, успешно испытанная в Петербурге…

Расскажу немного подробнее лишь о трехколесной «самокатке» придворного механика Екатерины II - Ивана Петровича Кулибина (1735-1818). Слуга, который приводил ее в движение, находился сзади - «на запятках». Ступая на педали, он толкал тяги, они передавали усилие на зубчатое колесо храпового механизма, насаженного на ось маховика.

Хотя Кулибин создавал всего-навсего очередную «диковину», предназначенную для прогулок по аллеям парка, он поставил перед собой те же задачи, которые стоят и в наше время перед конструкторами автомобилей: сделать работу коляски плавной, обеспечить ее движение не только по ровным, но и по пересеченным дорогам и на подъемах.

Здесь требуется отступление. Мы сейчас будем рассматривать технические достижения того периода, в котором многие открытия и изобретения заслуживают отдельного рассказа. Такие рассказы и повести существуют. В рамках же нашей книги затрону только самое главное, но все же необходимое для знакомства с автомобилем и его историей.

На ровной дороге для движения коляски с «конной» скоростью достаточна сила в 20 кг. На подъеме же в 5-6° или на булыжной мостовой при той же скорости потребуется втрое большая сила. Это увеличение можно получить, если слуга будет работать с большим напряжением или если скорость уменьшится. Кулибин выбрал последнее. От оси маховика усилие передается парой шестерен на продольный вал, вращение маховика и вала передается к одному из трех колец штифтов на барабане оси задних колес. Для этого шестерню на продольном валу можно передвигать. Колеса вращаются вдвое или втрое медленнее, соответственно получается и выигрыш в силе. Слуга нажимает на педали равномерно, не напрягаясь.

Храповой механизм дает самокатке «свободный ход», как у велосипеда. Когда самокатка идет под уклон или после разгона на ровной дороге, тяги скользят по зубцам храповика, слуга может отдыхать.

Внес свою лепту в автомобильную технику и велосипед - легкую конструкцию, цепную передачу, подшипники, пневматические шины. Его предшественники: самокатка Кулибина (XVIII в.) и беговая машина Драйза (начало XIX в.), модели которых экспонированы в Политехническом музее в Москве

Единственное переднее колесо не нужно катить на повороте, как колеса экипажа, достаточно лишь поворачивать его вокруг собственной вертикальной оси. Рулевой привод состоит из двух рычагов, тяг и обода, в котором установлено колесо. При нажатии на один из рычагов тяга поворачивает обод, а с ним и колесо вправо или влево. Рулевой привод автомобиля устроен почти так же. Однако все эти хитроумные устройства не могли превратить самокатку в практически действующий самодвижущийся экипаж. Для его передвижения по булыжной дороге хотя бы со скоростью 10 км/ч требуется мощность около половины лошадиной силы (примерно 0,4 кВт). Один или два человека способны развить такую мощность, но очень недолго.

Сохранились подробные чертежи самокатки. По ним построена ее модель, демонстрирующаяся в Государственном политехническом музее в Москве.

Мускульно-силовые самокаты на два места и более не получили распространения. Правильное решение легкого самоката, настолько легкого, чтобы человек передвигался на нем своими силами достаточно быстро, найдено немецким изобретателем Карлом Фридрихом Драйзом в 1816 году. Он заменил самокатом не экипаж, а верхового коня, построил машину, похожую на будущий велосипед.

Машину назвали «беговой», так как ездок отталкивался от земли ногами, бежал по земле. Для сохранения обуви на ноги надевали металлические «носки». Поистине эта машина служила «продолжением человека»! Она была легкой и надежной, катилась со скоростью до 15 км/ч и не испытывала, как экипаж, перекосов на неровной дороге. Ее детали были легкими при достаточной прочности. Во второй половине XIX века беговую машину снабдили педалями и резиновыми бандажами (шинами), заменили деревянные колеса стальными с проволочными спицами, а сплошные деревянные и железные рамы - трубчатыми, применили шарикоподшипники. Позже появились цепная передача, пневматические шины, механизм свободного хода. На выпускавшихся для детей и пожилых людей трехколесных велосипедах, а также на спортивных двухместных стали монтировать изобретенный в 1877 году Джемсом Старлеем и почти одновременно французом Анри Пекером дифференциал - шестеренчатый механизм передачи усилия двум колесам одной оси, вращающимся при повороте с разными скоростями.

Усовершенствования велосипеда, особенно применение в его конструкции шарикоподшипников, пневматических шин и дифференциала, имели в дальнейшем большое значение и для автомобиля. Шарикоподшипники во много раз облегчали вращение колес и других деталей, уменьшая трение между подвижными и неподвижными частями. Пневматическая шина, изобретенная англичанином Уильямом Томсоном в 1845 году (была забыта и вновь изобретена Джоном Денло- пом в 1888 году), смягчала удары колеса на неровностях дороги. С ее применением стало возможным делать все детали машины не такими прочными и тяжелыми - ведь вибрация машины заметно уменьшена, меньше она и расшатывалась. Да и езда стала не такой утомительной…

Что касается ветросиловых повозок - их строили вплоть до середины XIX века, - то они могли двигаться лишь по очень ровной местности и при попутном ветре. Как средство транспорта они себя не оправдали. Только современные спортивные парусные сани - буера - напоминают нам о коротком отрезке пути, по которому шло человечество, развивая свои сухопутные средства передвижения. Если самое ныне массовое из них - автомобиль - получило почти все, кроме двигателя, от экипажей, мускульных самокаток и велосипедов, то от ветросиловых повозок - ровным счетом ничего.

«Парень, который изобрел первое колесо, был идиотом, но парень, который изобрел остальные три, был гением» Сид Сизар

Одно из первых изображений повозки

Идеи многих машин и механизмов принадлежат гению Леонардо да Винчи (Leonardo da Vinci). Не обошлось без его участия и на этот раз. Среди чертежей Леонардо нашелся проект самоходной повозки. Она имела три колеса и приводилась в движение заводным пружинным механизмом. Два задних колеса были независимы друг от друга. Их вращение производилось системой шестеренок. Для управления было предусмотрено четвертое маленькое колесо, к которому крепился руль.

Предполагается, что свою самоходную повозку Леонардо разработал в конце XV века, а применять ее планировалось в театре и на карнавальных шествиях. Однако история распорядилась иначе. Потомков конструкции Леонардо можно увидеть где угодно, но только не на театральной сцене.

Реконструкция автомобиля Леонардо да Винчи

Следующим шагом к появлению автомобиля стало изобретение иезуитского миссионера Фердинанда Вербста (Ferdinand Verbiest). Около 1672 года он спроектировал первую машину на паровом ходу. Это была игрушка для китайского императора, не имеющая никакого практического применения. Автомобиль Вербста был 65 см в длину, не управлялся водителем и не мог перевозить пассажиров.

Изобретение миссионера имеет мало общего с паровыми телегами конца XVIII века, но идея приводимой в движение паром машины принадлежит именно ему. Достоверно неизвестно, воплотил ли Вербст свой проект в жизнь, однако описание и чертеж автомобиля есть в его книге Astronomia Europea.

Чертеж парового автомобиля Фердинанда Вербста

Конец XVIII и первая половина XIX веков стали временем паровых машин. Идею Вербста использовать пар для движения повозки переняли многие изобретатели. Первым создателем работоспособного парового автомобиля стал Николя-Жозеф Кюньо (Nicolas-Joseph Cugnot). В 1769 году он сконструировал тягач артиллерийских орудий. Машина приводилась в движение паровым двигателем мощностью 2 л.с. При максимальной нагрузке в 2,5 тонны автомобиль мог двигаться со скоростью 4 км/ч. Но у изобретения Кюньо был серьезный недостаток: каждые 15 минут воду в котле нужно было доводить до кипения, а запаса пара хватало на прохождение только 250 метров. Поэтому предложенная им конструкция не нашла практического применения.

Тягач артиллерийских орудий Кюньо, 1769 год

Однако изобретатели продолжали работать над совершенствованием паровых двигателей для автомобилей. В Великобритании их разработкой занимались Уильям Мэрдок (William Murdoch) и Ричард Тревитик (Richard Trevithick). В 1784 и 1801 годах соответственно они представили свои паровые кареты.

Многие английские конструкторы преуспели в строительстве самоходных многоместных экипажей. Но эра паровых повозок в Великобритании была недолгой. Железнодорожники испугались конкуренции и поспособствовали принятию парламентом закона, значительно усложнявшего жизнь производителей и владельцев первых автомобилей. Ситуация изменилась только в 1896 году, когда мир покорили возможности двигателей внутреннего сгорания.

Английский паровой автобус, 1829 год

Не остались в стороне и русские изобретатели. В 1791 году Иван Кулибин закончил работу над «самокатной повозкой». Она имела три колеса и приводилась в движение нажатием на специальные педали. Конструкция Кулибина имеет больше общего с веломобилями, нежели с автомобилями. Однако русский изобретатель использовал в своей «самокатной повозке» конструкторские решения, без которых невозможно представить современный автомобиль: маховик, тормоз, коробку передач и подшипники.

Автомобиль Кулибина не нашел применения, так как государственные деятели не увидели в нем потенциала для дальнейших разработок и массового производства. А паровые автомобили появились в России гораздо позже, чем в Европе и США. В 1830 году в Петербурге К. Янкевич с двумя механиками разработал проект парового самохода - «быстроката», но он так и не был построен. И только 30 лет спустя Амос Черепанов изобрел паровой самоход-тягач.

«Самокатная повозка» Ивана Кулибина, 1791 год

Паровые двигатели плохо прижились на автомобилях. Они были не надежны и опасны, имели большие размеры. Поэтому конструкторы искали другие источники энергии. Удивительно, но идея использовать электричество для движения автомобилей принадлежала тоже служителю Бога. В 1828 году бенедиктинец Аньош Иштван Йедлик (Ányos István Jedlik) изобрел первый электромотор и поставил его на миниатюрную модель автомобиля.

Идею подхватили другие конструкторы. Первые работоспособные электромобили были собраны в 30-40-х годах XIX века. Первопроходцами можно считать британца Роберта Андерсона (Robert Anderson), шотландца Роберта Дэвидсона (Robert Davidson) и американца Томаса Девенпорта (Thomas Davenport). Их изобретения не могли похвастаться надежностью и высокой скоростью передвижения. Но со временем конструкция электромобилей совершенствовалась, а их производство увеличивалось. В 1899 году был поставлен рекорд – автомобиль с электродвигателем развил скорость 100 км/ч.

Электромобиль Томаса Паркера (Thomas Parker), 1884 год

В начале XX века электромобили составили серьезную конкуренцию новичкам с двигателями внутреннего сгорания. В этот период в США их выпускали в несколько раз больше, чем автомобилей с бензиновыми двигателями. Особенно отличилась компания Detroit Electric, которая с 1907 по 1942 год производила электромобили, пользующиеся большой популярностью у американцев. В военный период разработка и производство автомобилей с электродвигателями практически прекратились. Конструкторы и предположить не могли, что быстро набирающие популярность автомобили с двигателями внутреннего сгорания через сто лет снова будут бороться за место под солнцем с электромобилями.

Электромобиль Detroit Electric, 1916 год

Во второй половине XIX века произошло самое важное событие для автомобилестроения: был изобретен двигатель внутреннего сгорания. Первую попытку его создания предпринял французский конструктор Филипп Лебон (Philippe Lebon). В 1801 году он изобрел двигатель внутреннего сгорания, работающий на светильном газе. К сожалению, работе над ним не было суждено продолжиться, так как через 3 года после создания опытного образца Лебон погиб.

Вслед за ним разработкой двигателей внутреннего сгорания занимались бельгийский механик Жан Этьен Ленуар (Jean Étienne Lenoir) и немецкий изобретатель Август Отто (August Otto). Особого успеха добился последний. Его двигатели хоть и не имели электрической свечи зажигания, как у Ленуара, но были производительнее и в пять раз экономичнее. Поэтому изобретение француза уступило первенство конструкции Отто. Эти первые серийные двигатели внутреннего сгорания в качестве топлива использовали газ. Конструкторы сразу оценили преимущества размеров и стали устанавливать их на автомобили. Первая машина с двигателем Ленуара была испытана в 1860 году.

Автомобиль Ленуара, 1860 год

Изобретатели не останавливались на достигнутом и продолжали поиски лучшего горючего для своих двигателей. Около 1870 года австрийский изобретатель Зигфрид Маркус (Siegfried Marcus) поместил жидкостный двигатель на телегу, которая получила название «первая машина Маркуса». Позже изобретатель создал свой второй прототип. «Вторая машина Маркуса» имела более сложную конструкцию. В 1872 году американский инженер-механик Джордж Брайтон (George Brayton) создал прототип двигателя, который работал на керосине. Позже он решил использовать в качестве топлива бензин. Но конструктор столкнулся с проблемами, решение которых опередило изобретение немецких инженеров.

«Вторая машина Маркуса»

Считается, что первый работоспособный бензиновый двигатель внутреннего сгорания был создан в 1885 году немецким инженером Готлибом Даймлером (Gottlieb Daimler). Он был испытан на первом в мире мотоцикле , а позже установлен на экипаж. Создателем первого серийного автомобиля с бензиновым двигателем признан Карл Бенц (Karl Benz). Но это уже совсем другая история…

Портрет И. П. Кулибина кисти П. П. Веденецкого (Государственный Эрмитаж)

Все знают, что Кулибин — это великий русский изобретатель, механик, инженер. Его фамилия давно стала в русском языке именем нарицательным. Но, как показал проведенный недавно опрос, всего пять процентов респондентов могут назвать хотя бы одно его изобретение. Что же изобрел Иван Петрович Кулибин?

Иван Петрович, родившийся в слободе Подновье близ Нижнего Новгорода в 1735 году, был невероятно талантливым человеком. Механика, инженерное дело, часовой промысел, кораблестроение — все спорилось в умелых руках русского самоучки. Он имел успех и был приближен к императрице, но при этом ни один из его проектов, способных облегчить жизнь простым людям и способствующих прогрессу, не был ни профинансирован должным образом, ни реализован государством. Тогда как развлекательные механизмы — забавные автоматоны, дворцовые часы, самоходки — финансировались с превеликой радостью.

Водоходное судно

В конце XVIII века самым распространенным способом подъема грузов на судах против течения был бурлацкий труд — тяжелый, но относительно недорогой. Существовали и альтернативы: например, машинные суда, приводимые в движение волами. Устройство машинного судна было следующим: оно имело два якоря, канаты которых крепились на специальном валу. Один из якорей на шлюпке или по берегу доставлялся вперед на 800−1000 м и закреплялся. Волы, работающие на судне, вращали вал и накручивали якорный канат, подтягивая судно к якорю против течения. В это же время другая шлюпка везла вперед второй якорь — так обеспечивалась непрерывность движения.

Кулибину пришла в голову мысль, как обойтись без волов. Его идея состояла в использовании двух колес с лопастями. Течение, вращая колеса, передавало энергию на вал — якорный канат накручивался, и судно подтягивало себя к якорю, используя энергию воды. В процессе работы Кулибина постоянно отвлекали заказами на игрушки для царских отпрысков, но он сумел выбить финансирование на изготовление и установку своей системы на небольшое судно. В 1782 году оно, нагруженное почти 65 т (!) песка, показало себя надежным и значительно более быстрым, нежели корабль на воловьей или бурлацкой тяге.

В 1804 году в Нижнем Новгороде Кулибин построил второй водоход, который был вдвое быстрее бурлацких расшив. Тем не менее департамент водных коммуникаций при Александре I отверг идею и запретил финансирование — водоходы так и не получили распространение. Гораздо позже в Европе и США появились кабестаны — суда, которые подтягивали себя к якорю, используя энергию парового двигателя.

Винтовой лифт

Наиболее распространенная лифтовая система на сегодняшний день представляет собой кабину на лебедках. Лебедочные лифты были созданы задолго до патентов Отиса середины XIX века — подобные конструкции действовали еще в Древнем Египте, приводились в движение они тягловыми животными или рабской силой.

В середине 1790-х годов стареющая Екатерина II поручила Кулибину разработать удобный лифт для передвижения между этажами Зимнего дворца. Она непременно хотела лифт-кресло, и перед Кулибиным встала интересная техническая задача. К подобному лифту, открытому сверху, нельзя было прицепить лебедку, а если «подхватывать» кресло лебедкой снизу, она бы доставила неудобство пассажиру. Кулибин решил вопрос остроумно: основание кресла крепилось к длинной оси-винту и двигалось по нему подобно гайке. Екатерина садилась на свой передвижной трон, слуга крутил рукоять, вращение передавалось на ось, и та поднимала кресло на галерею второго этажа. Винтовой лифт Кулибина был закончен в 1793 году, второй же в истории подобный механизм Элиша Отис построил в Нью-Йорке лишь в 1859-м. После смерти Екатерины лифт использовался придворными для развлечений, а затем был заложен кирпичом. На сегодняшний день сохранились чертежи и остатки подъемного механизма.

Теория и практика мостостроения

С 1770-х вплоть до начала 1800-х Кулибин работал над созданием однопролетного стационарного моста через Неву. Он изготовил действующий макет, на котором рассчитал усилия и напряжения в различных частях моста — при том, что теории мостостроения на тот момент еще не существовало! Опытным путем Кулибин предсказал и сформулировал ряд законов сопромата, получивших подтверждение значительно позже. Сперва изобретатель разрабатывал мост на собственные средства, но на финальный макет ему выделил денег граф Потемкин. Модель масштабом 1:10 достигала длины в 30 м.

Знаменитый однопролетный мост через Неву — как он мог бы выглядеть, если бы был построен. Его расчет Кулибин выполнял на моделях, в том числе в масштабе 1:10.

Все расчеты моста были представлены Академии наук и проверены знаменитым математиком Леонардом Эйлером. Выяснилось, что расчеты верны, а испытания модели показали, что мост имеет огромный запас прочности; его высота позволяла парусным судам проходить без каких-либо специальных операций. Несмотря на одобрение Академии, правительство так и не выделило средств на строительство моста. Кулибин был награжден медалью и получил премию, к 1804 году третья модель окончательно сгнила, а первый постоянный мост через Неву (Благовещенский) был построен лишь в 1850-м.

В 1810-х годах Кулибин занимался разработкой железных мостов. Перед нами проект трехарочного моста через Неву с подвесной проезжей частью (1814). Позже изобретатель создал проект более сложного четырехарочного моста.

Проект трехарочного моста через Неву с подвесной проезжей частью (1814).

В 1936 году был проведен экспериментальный расчет кулибинского моста современными методами, и выяснилось, что русский самоучка не сделал ни одной ошибки, хотя в его время большинство законов сопромата были неизвестны. Методика изготовления модели и испытаний ее с целью силового расчета конструкции моста впоследствии получила широкое распространение, к ней в разное время независимо приходили различные инженеры. Также Кулибин первым предложил использовать в конструкции моста решетчатые фермы — за 30 лет до запатентовавшего эту систему американского архитектора Итиэля Тауна.

Что еще сделал Кулибин?

— Наладил работу мастерских при Петербургской академии наук, где занимался изготовлением микроскопов, барометров, термометров, подзорных труб, весов, телескопов и множества других лабораторных приборов.

— Отремонтировал планетарий Петербургской академии наук.

— Придумал оригинальную систему спуска кораблей на воду.

— Создал первый в России оптический телеграф (1794 год), отправленный в Кунст-камеру в качестве диковинки.

— Разработал первый в России проект железного моста (через Волгу).

— Сконструировал рядовую сеялку, обеспечивающую равномерный посев (не была построена).

— Устраивал фейерверки, создавал механические игрушки и автоматоны для развлечения знати.

— Отремонтировал и самостоятельно собрал множество часов разных компоновок — настенных, напольных, башенных.

Несмотря на то что ни одно серьезное изобретение Кулибина так и не было оценено по‑настоящему, ему повезло значительно больше, чем многим другим русским самоучкам, которых либо не допускали даже на порог Академии наук, либо отправляли восвояси со 100 рублями премии и рекомендацией больше не лезть не в свое дело.

Самобеглая коляска и другие истории

Нередко Кулибину, помимо действительно изобретенных им конструкций, приписывают множество других, которые он действительно совершенствовал, но не был первым. Например, Кулибину очень часто приписывают изобретение педальной самокатки (прообраза веломобиля), в то время как такую систему создал на 40 лет раньше другой русский инженер-самоучка, а Кулибин был вторым. Рассмотрим некоторые из распространенных заблуждений.

Самобеглая коляска Кулибина отличалась сложной системой привода и требовала от водителя значительных усилий. Это был второй в истории веломобиль.

Итак, в 1791 году Кулибин построил и представил Академии наук самодвижущийся экипаж, «самобеглую коляску», по сути являвшуюся предшественницей веломобиля. Она была рассчитана на одного пассажира, а в движение машину приводил слуга, стоящий на запятках и поочередно давящий на педали. Самобеглая коляска некоторое время служила аттракционом для знати, а затем затерялась в истории; сохранились только ее чертежи. Кулибин не был изобретателем веломобиля — за 40 лет до него аналогичную по конструкции самобеглую коляску построил в Петербурге другой изобретатель-самоучка Леонтий Шамшуренков (известный в частности, разработкой системы подъема Царь-колокола, которая так и не была использована по назначению). Конструкция Шамшуренкова была двухместной, в более поздних чертежах изобретатель планировал построить самоходные сани с верстомером (прообразом спидометра), но, увы, не получил должного финансирования. Как и самокатка Кулибина, самокатка Шамшуренкова до наших дней не дошла.

Часы-яйцо

Знаменитые часы-яйцо, сработанные Кулибиным в 1764—1767 годах и подаренные Екатерине II на Пасху 1769 года. Во многом благодаря этому подарку Кулибин возглавил мастерские при Петербургской академии наук. Ныне хранятся в Эрмитаже.

Часы-яйцо, сработанные Кулибиным в 1764—1767 годах

Протез ноги

На рубеже XVIII—XIX вв.еков Кулибин представил Санкт-Петербургской Медико-хирургической академии несколько проектов «механических ног» — весьма совершенных по тем временам протезов нижних конечностей, способных сымитировать потерянную выше колена (!) ногу. «Испытателем» первого варианта протеза, сделанного в 1791 году, стал Сергей Васильевич Непейцын — на тот момент поручик, потерявший ногу при штурме Очакова. Впоследствии Непейцын дослужился до генерал-майора и получил у солдат прозвище Железная Нога; он вел полноценную жизнь, и не все догадывались, почему генерал чуть-чуть прихрамывает. Протез системы Кулибина, несмотря на благоприятные отзывы петербургских медиков во главе с профессором Иваном Федоровичем Бушем, был отвергнут военным ведомством, а серийное производство механических протезов, имитирующих форму ноги, позже началось во Франции.

Прожектор

В 1779 году увлекавшийся оптическими приборами Кулибин представил петербургской публике свое изобретение — прожектор. Системы отражающих зеркал существовали и до него (в частности, использовались на маяках), но конструкция Кулибина была значительно ближе к современному прожектору: одна-единственная свеча, отражаясь от размещенных в вогнутой полусфере зеркальных отражателей, давала сильный и направленный поток света.

Фонарь-прожектор, созданный в 1779 году, так и остался технической диковинкой. В быту — в качестве фонарей на экипажах — применялись лишь его уменьшенные версии.

«Чудесный фонарь» был положительно принят Академией наук, расхвален в прессе, одобрен императрицей, но остался лишь развлечением и не был применен для освещения улиц, как полагал Кулибин изначально. Сам мастер впоследствии изготовил ряд прожекторов по индивидуальным заказам кораблевладельцев, а также сделал на базе этой же системы компактный фонарь для кареты — это принесло ему определенный доход. Мастера подвело отсутствие защиты авторского права — каретные «кулибинские фонари» начали массово делать другие мастера, что сильно обесценило изобретение.

Тим Скоренко

О необходимости развития средств передвижения говорили многие писатели, ученые и философы.

Ф. Бэкон (1561-1626) – английский философ и ученый, писал: "Три вещи делают нацию великой и благоденствующей: плодоносная почва, деятельная промышленность и легкость передвижения людей и товаров". Английский историк и общественный деятель

Т. Маколей (1800-1859) считал, что только те изобретения, помогающие преодолевать расстояния, приносят пользу человечеству, за исключением азбуки и книгопечатания.

Началом истории развития автомобиля можно посчитать изобретение колеса, которое справедливо является одним из величайших технологических открытий человечества. Без колес невозможно представить дальнейшее развитие средств передвижения. Ведь оно тем и интересно, что в отличие от гусеничного и шагового механизмов, крыльев, реактивного двигателя, колесо не имеет аналогов в живой природе. Точно сказать, где и когда оно было изобретено невозможно. Доподлинно известно, что возраст первых колес около четырех тысяч лет.

Человечество постоянно стремилось уменьшить время, затраченное на перемещение. Почтальоны в Средние века использовали ходули. Активно шел процесс по приручению быстроногих животных, чаще всего использовалась лощадь. До недавнего времени существовали конные войска, которые были гораздо эффективнее пеших отрядов. В нынешнее время существуют конные полицейские отряды.

Раньше человек сам был источником силы необходимой для перемещения тяжестей. Потом люди стали прибегать к помощи домашних животных, которых впрягали в сани или в повозку. Такой способ перемещения применяется и поныне.

Самым старым средством передвижения являются сани. Даже сейчас есть места на земле, где это самое обычное транспортное средство. В России, с целью передвижения, как по зимнему, так и по летнему бездорожью применялись повозки похожие на сани – волокуши. Санями пользовались не только на севере, но даже в тех местах, в которых ни разу не выпадал снег. Интересно заметить, что в начале XX века в ходе развития автомобилестроения были изобретены автомобильные сани (аэросани).

Изображения первых повозок сродни первым появившимся колесам. Давность археологических находок составляет порядка четырех тысяч лет. Особенно хорошо сохранились две, обитые бронзовыми пластинами, повозки, найденные в древней гробнице.

Что представляли собой первые колесные повозки? Изначально – это были арбы, запряженные волами и имеющие всего одну ось. Позднее появились различные колесницы: одно-, двух- и многоместные, с открытым верхом и закрытым, двухколесные и четырехколесные, с простой отделкой и побогаче. Для повозок того времени характерна прочность конструкции, ведь хороших дорог почти не было (каменные дороги строились исключительно в Риме и на завоеванных им территориях), а до изобретения рессор, амортизаторов и пневматических шин было еще очень далеко. Некрепкие повозки быстро разваливались от тряски на дорогах.

Повозки получили широкое распространение в качестве орудий. Вот тяжелые, покрытые броней колесницы использовали в качестве ударного вооружения для наступлений. Проблема недостаточной мощности разрешалась просто – запрягалось большее количество лошадей. Как показала практика, оптимальный вариант – упряжка из четырех коней, или, как она по-другому называется – квадрига. В революционной России во время гражданской войны, (1918-1920 гг.) активно пользовались, тачанками – передвижные платформы для станкового пулемета, эти орудия деморализовали вражеские войска, "сеяли" страх и панику.

В древние времена повозки не отличались удобством и поэтому большинство людей предпочитали путешествовать верхом на лошади, а иногда даже и в ручных переносных кабинках – портшезах и паланкинах.

Удивительная история запечатлена в одной из старинных книг. Во время поездки на Констанцский собор (1414-1418 гг), произошло дорожное происшествие с Папой Римским.

На изображении отчетливо видно, что повозка имела типичную для того времени конструкцию, а также не была оснащена рессорами. Лишь в конце XV века появились первые прототипы каретных рессор – прочные кожаные ремни, на которые подвешивался кузов кареты. Такую карету получил в подарок король Франции Карл VII в 1457 году от короля Венгрии Владислава V-го. Княжеские и королевские кареты отличались особой роскошью отделки.

Первые наемные кареты появились в XVII веке. Около 200 наемных карет насчитывалось в 1652 году в Лондоне. Уже к 1718 году их количество возросло до 800. Во Франции такие кареты назывались фиакрами.

В XVII году появляются и многоместные транспорты общего пользования – дилижансы. За сутки они покрывали расстояние 40-50 км, а в XVIII веке – 100-150 км.

В 1662 году на улицах Парижа появляются "омнибусы" – воплощение идеи великого ученого Блеза Паскаля об организации целой транспортной городской сети. Омнибусы (лат. "повозка для всех") – большие повозки, перевозившие за небольшую плату всех желающих. У каждого пассажира было свое посадочное место, причем омнибусы останавливались в любом месте по просьбе пассажира.

Конструкция омнибуса претерпела большие изменения в XIX веке. Конный омнибус был поставлен на рельсы, благодаря чему удалось повысить его вместительность и скорость передвижения. В России данный вид транспорта получил название "конка", впервые они появлюсь в Санкт-Петербурге в 1856 году.

Типичная картина для того времени - омнибус, переполненный пассажирами, медленно едет по дороге, привлекая внимание ротозеев.

Развитие технической мысли, а также человеческая изобретательность была направлена на поиски новых источников силы, позволявших снизить зависимость человека от живой природы.

Появление механических средств передвижения стало переходным этапом на пути к автомобилю.

Средства передвижения, использующие мускульную силу животных и человека.

Карета

Статья опубликована 21.06.2014 16:28 Последняя правка произведена 21.06.2014 16:44

Карета - (от лат. carrus - повозка) - закрытая пассажирская повозка с рессорами. Первоначально кузов подвешивался на ремнях, потом для подрессоривания стали использовать пружины (с начала XVIII века), а с начала XIX века стали использовать рессоры. Чаще всего ими пользовались для личного пользования,хотя с позднего средневековья в Европе начали использоваться в том числе и в качестве общественного транспорта. Пример - дилижанс, омнибус и шарабан. Самым распространненым видом дилижанса можно считать почтовую карету .

История...

Хотя кареты и были изобретены раньше, чем велосипеды они больше походят на ранние версии автомобилей. Первые повозки на конной тяге были найдены в кельтских захоронениях. Их кузов подвешивался на ремнях. В доисторической Европе также использовались четырехколесные экипажи с классической конструкцией в виде колеса и рессорной подвеской.

Колесница. Наиболее ранним образцом кареты является колесница. Ее изобрели в Мессопотамии в 3 ем тысячелетии до н.э. прото-индоевропейцы. В колеснице умещалось до двух человек, в нее запрягали не более одной пары лошадей. Поскольку колесница являлась достаточно легким, быстрым и маневренным средством передвижения, то она хорошо зарекомендовала себя в боях. Воинов на колесницах легко можно было переправить из одного места сражения в другое.

Превью - увеличение по клику.

На картинках изображены: один из наиболее популярных французкских экипажей, римская колесница и прочие вариации карет и дилижансов.

Римская колесница. В I веке до н.э. римляне использовали подрессоренные колесницы для путешествий. Государство династии Чжоу были известны тем, что в "Эпоху сражающихся царств" использовало кареты для транспортных нужд, однако с упадком цивилизации, все секреты о изготовлении данного транспортного средства были полностью утеряны. Скорее всего, римляне использовали цепи или кожаные ремни в качестве некого подобия рессоры на что указывают раскопки древнеримской эпохи.

Средневековая карета представляла собой четырехколесный крытый экипаж над сиденьем кучера полукруглым навесным козырьком. Для карет того времени характерна традиционная технология закрепления передней оси. В летописях 14го века и 15го века подобного типа кареты становятся популярными, встречаются изображения и задокументированные упоминания о рессоре на цепях. Карета имела 4 колеса, в нее запрягали одну или две пары лошадей. Обычно, в качестве материалов для изготовления использовали железо и дерево, а кареты, которыми пользовались горожане, были обиты кожей.

Механические средства передвижения

В понимании современного человека слово "автомобиль" означает транспорт, который оснащен автономным двигателем (это может быть и двигатель внутреннего сгорания, электрический и даже паровой котел). Пару веков назад автомобилем называли все «самодвижущиеся повозки».

Люди пользовались механическими средствами передвижения еще задолго до изобретения автомобиля. В качестве движущей силы пытались использовать и мускулы человека, и даровые ресурсы. Вот, например, в древнем Китае были сухопутные повозки с парусами , которые приводились в движение силой ветра. В Европу такое новшество пришло только в 1600х годах, благодаря конструктору Симону Стевину.

Нюрнбергским Часовщиком И.Хаучем была построена , источником движения которой была большая часовая пружина. Одного завода такой пружины хватало на 45 минут езды. Эта повозка действительно передвигалась, однако находились скептики, которые утверждали, что внутри нее спрятаны два человека, приводящие ее в движение. Но, несмотря на это, она все-таки была куплена королем Швеции Карлом, который пользовался ею для поездок по королевскому парку.

Согласно книге, изданной в Париже в 1793 году, автором которой был Озанам, уже в течение нескольких лет по Парижским улицам ездила коляска, приводимая в движение лакеем, который нажимал на подножки, расположенные под кузовом.

В России (XVIII века) были изобретены две конструкции механических экипажей: самобеглая коляска Л.Л.Шамшуренкова (1752 г.) и самокатка И.П. Кулибина (1791 г.). Подробного описания самобеглой коляски не сохранилось, но известно, что ее испытания успешно состоялись 2 ноября 1752 году. По изобретению И.П. Кулибина сохранилась куда больше информации: она представляла собой трехколесную педальную коляску с маховиком и трехскоростной коробкой смены передач. Холостой ход педалей осуществлялся за счет установленного между педалями и маховиком храпового механизма. Ведущими колесами считались два задних, а управляемым – переднее. Вес коляски (вместе со слугой и пассажирами) составлял 500 кг, а развиваемая ей скорость – до 10 км/ч.

Позднее, русский изобретатель Е.И. Артамонов (крепостной слесарь Нижнетагильского завода) в 1801 году построил первый двухколесный металлический велосипед. Более подробно про изобретение велосипеда можно прочитать здесь.

Следующим этапом в развитии автомобилестроения стало появление паровых машин.

Самобеглая коляска Кулибина и Л. Шамшуренкова
(1752г, 1791г)

Человечество уже давно мечтало создать подобие самоходных колясок, которые способны передвигаться без тягловых животных. Это отчетливо видно в различных былинах, сказаниях и сказках. На улице май 1752 год. В Петербурге царило праздничное настроение, воздух пронизан тонкими ароматами весны, прячущееся солнце посылало последние лучи. Летний сад был заполнен людьми. По мостовым разъезжали нарядные коляски, и вдруг среди всех экипажей появляется один странный. Он шел без лошадей, тихо и без шума, обгоняя другие кареты. Народ был сильно удивлен. Только потом стало известно, что сие диковинное изобретение это -«», постро­енная русским крепостным крестьянином Нижегородской гу­бернии Леонтием Шамшуренковым.

Так же, уже через год, Шамшуренков написал о том, что может сделать самоходные сани и счетчик до тысячь верст с колокольчиком, звенящим через каждый пройденный километр. Таким образом еще за 150 лет до появления первого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, в крепостной Руси появился прототип современного спидометра и автомобиля.

И. П. Кулибин составил проект в 1784 г., а в 1791 г. построил свою «самокатку». В ней впервые для обеспечения равномерности хода были применены подшипники качения и маховик. Используя энергию вращающегося маховика, храповый механизм, в приводе от педалей, позволял коляске двигаться свободным ходом. Самый интересный элемент кулибинской "самоходки" был механизм для смены передач, являющийся неотъемлемой частью трансмиссии всех автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.

История велосипеда

Предыстория.

Думаете раз сайт об автомобилях, то велосипедам здесь не место. Совсем не так. До создания и разработки автомобиля, необходимо было изобрести что-то более простое и доступное. Этим изобретением как раз и стал велосипед.

До 1817 года сведений подтверждающих создания велосипеда, не было. Рисунок Леонардо да Винчи и его ученика Джакомо Капротти на котором изображен духколёсный велосипед с цепной передачей и рулем, по мнению многих, является подделкой. Самокат 1791 года, приписываемый графу Сивраку - подделка и фальсификация 1891 года, искусно выдуманная журналистом Луи Бодри. На самом деле никакого графа не было, прототипом ему послужил Джин Хенри Сиврак, который получил в 1817 году разрешение на импорт четырехколесных транспортных средств.

Несмотря на то, что велосипед кажется нам как нечто совершенно простое и гениальное, в действительности он был изобретен минимум в три приема.

Первые конструкционные решения.

История велосипеда начинается в 1817 году, когда Барон Карл фон Дрез, немецкий профессор, создал первый двухколесный самокат. Сие изобретение было названо "машина для ходьбы". У него уже был руль, но, тем не менее, педали еще отсутствовали; рама же была деревянной. Отсюда и пришло название дрезина. Позднее машина Дреза завоевала популярность в Великобритании, где ее прозвали "денди-хорз".

Только в 1839-40 кузнец Кирппатрик Макмиллан из деревушки на юге Шотландии, добавив педали и седло, усовершенствовал изобретения Дреза. Его изобретение уже в большей степени было похоже на велосипед.

В 1845 году Р.У. Томпсон, ученый из Франции, запатентовал надувную шину, но поскольку она была технологически несовершенной, то дальнейшего распространения не получила.

В 1862-63 годах Пьер Лалман, мастер по изготовлению колясок для детей, оснастил "денди-хорз" педалями - на переднем колесе. Затем он перебрался в Париж и создал первый похожий на современные прототипы велосипед. В 1864 году начался массовый выпуск "денди-хорзов" с педалями, причем рама уже была металлическая благодаря Пьеру Мишо и братьям Оливье. Доходят слухи, что и само название "велосипед" было придумано Мишо. В 1866, уже в Америке, Пьер Лалман запатентовал свое изобретение, следовательно, его и можно называть изобретателем велосипеда. Но все же это был еще не тот велосипед, который мы привыкли видеть в нынешнее время.

В 1867 году Каупер изобрел модель колеса со спицами, а 78 году Лоусон ввел цепную передачу.

Rover - "Скиталец", именно так назывался первый велосипед, похожий на те которые иcпользуются в наши дни. Он был создан в 1884 Джоном Кемпом Старли, а уже через год активно выпускался. В дальнейшем фирма Rover стала огромным автомобильным концерном, но к сожалению 15 апреля 2005 года, она обанкротилась и была ликвидирована.

"Золотой век" велосипедов.

В 1888 году, Джоном Бойдом Данлопом были изобретены надувные шины из каучука, они были куда более совершеннее, нежели запатентованные в 1845 году. 1890-е годы стали золотым веком велосипедов, теперь благодаря надувным покрышкам прозвище "костотрясы", которое было присуще всем велосипедам благополучно забылось. Теперь езда была мягкой и даже приятной.

В 1898 году были изобретены педальные и ручные тормоза, а также механизм свободного хода, позволяющий не крутить педали, когда велосипед катится сам.

Ближе к современности.

История велосипеда выходит на новый уровень. В 1878 году появляется первый складной велосипед. В 90х годах изобретена рама из алюминия, а в 1895 году лигерад - велосипед на котором можно ездить лежа. Причем только в 1914 году фирмой "Пежо" началось массовое производство лигерадов.

Начало 20 века характеризуется первыми механизмами переключения скоростей. Для переключения скорости необходимо было снять, а затем перевернуть заднее колесо. Планетарный механизм переключения изобретен в 1903 году. А переключатель скоростей, известный нам в том виде, который используется сейчас, появился лишь в 1950 году, благодаря известному итальянскому велогонщику Туллио Кампаньоло.

Велосипеды продолжали совершенствоваться на протяжении всего 20 века. В 1974 году - производство велосипедов из титана, через год уже из углепластика, а в 1983 году был изобретен первый велокомпьютер. В начале 90х годов получило свое распространение систама индексного переключения скоростей.

На этом, ни в коем случае, история велосипеда не заканчивается, просто я считаю нужным закончить рассказ, поскольку и так уже слишком далеко ушел от тематики сайта.