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.
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.
Статья опубликована 21.06.2014 17:05 Последняя правка произведена 21.06.2014 17:07 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 -«самобеглая коляска », построенная русским крепостным крестьянином Нижегородской губернии Леонтием Шамшуренковым.
Превью - увеличение по клику.
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.
«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…
Чертеж водоходной машины Ивана Кулибина.
Знаменитый механик Иван Петрович Кулибин родился в 1735 году в Нижнем Новгороде. Умер в 1818 году там же - вернувшись из Петербурга, где 30 лет проработал в мастерских Академии наук: шлифовал зеркала и линзы телескопов и микроскопов, устраивал фейерверки для вельмож, корпел над созданием оптического телеграфа на основе своего знаменитого (воспетого самим Державиным!) зеркального прожектора, проектировал мосты и мастерил хронометры.
Против ее течения
Несомненно, Кулибин обладал редкостным жизнелюбием – чего стоит хотя бы его третья женитьба в 70-летнем возрасте! Но судьба не баловала его: в Петербурге – интриги и опалы, в Нижнем – пожар и болезни... Однако Кулибин не унывал – в его душе навсегда поселилась идея трудов для общественного блага. Причем если в Петербурге, в годы творческой зрелости, эти труды были весьма разнообразны, то в Нижнем, уже на закате жизни, Кулибин остановился лишь на двух темах – водоходные машины и вечный двигатель.
Еще работая в Академии наук в Петербурге, Кулибин создает действующий образец судна с деревянными колесами, что вращались течением реки и наматывали на барабан канат, который оканчивался якорем. Якорь завозили перед тем на лодке вверх по реке и закрепляли на берегу. Река вращала колеса судна, это вращение через ряд шестерен передавалось на барабан, наматывающий канат с якорем, – и судно медленно, но верно шло вверх по реке против ее течения.
Собственно, для создания нового механического флота Кулибин и решил вернуться с брегов Невы на Волгу, отказавшись от столичных удобств, а также от остальных своих занятий, которые он к тому моменту счел второстепенными.
В 1798 году Кулибин направляет на имя генерал-прокурора князя Куракина «Описание выгодам, какие быть могут от машинных судов на Волге» и «План и расположение, каким образом удобнее и казне без отягощения было ввести в употребление машинные на Волге суда». Кулибин предполагал «…на первый случай построить два машинных судна… а затем по установленному образцу строить другие такие суда и вводить их в судоходство». Изобретатель просил из казны взаимообразно 30 тыс. руб. на восемь лет без процентов, из них 6 тыс. до его отъезда из Санкт-Петербурга, 9 тыс. – на постройку первых судов, 15 тыс. – на постройку остальных судов по мере надобности.
Стремясь обеспечить будущий флот адекватной бизнес-задачей, Кулибин предложил Куракину предоставить ему доставку соли с соленого озера Эльтон (что у Саратова) в Нижний Новгород. Куракин отклонил проект, заявив, что он «представляет более для казны убытку, нежели прибыли», и предложил изобретателю самому подыскать компаньонов. Но где их было взять в тогдашней России, в «стране без капиталов, без рабочих, без предпринимателей и без покупателей», как писал в 1898 году о первой половине XIX века Павел Николаевич Милюков в «Очерках по истории русской культуры».
Кулибин был готов бесплатно передавать чертежи и консультировать: «Все желающие пользоваться моим изобретением могут оное видеть, копировать чертежи – пишет Кулибин. – Я же в случае недоумения на каком-либо месте того или иного чертежа помогу, сколько сил моих к тому доставать может».
Но тщетно, желающих не было. Только казна в лице императора и нескольких высших сановников поучаствовала в прожектах нижегородского самоучки – в 1801 году Александр I удовлетворил прошение Кулибина о предоставлении 6 тыс. руб. для оплаты долгов и дополнительных 6 тыс. в счет пенсии и отпустил его на Волгу.
Кулибин приехал в Нижний и сразу же начал измерения скорости течения реки, используя сконструированный им в Петербурге прибор: «Самая первая проба на Волге была в первый день моего приезда 27 октября 1801 года против Боровского переезда… 9 ноября пробовано на Стрелке… а 12 ноября пробовано поблизости Бармина за 120 верст от Нижнего».
Лето 1802 года застает Ивана Петровича «за объездом тамошних рек Волги и Оки для испытания быстрых и тихих вод их». Сын изобретателя Семен Иванович писал: «…в сем упражнении провел он 1802, 1803, 1804 годы, трудился, не жалея ни сил, ни здоровья, претерпевая жестокие ветры, сырость и морозы, усердствуя ускорить исполнение пламенного желания своего; словом, он жил почти все это время на воде».
Первое испытание водоходной машины произошло 28 сентября 1804 года и было признано, в общем, вполне удачным. Но вот что докладывал графу Строганову присутствовавший на испытаниях нижегородский губернатор Руковский: «Не могу, однако, скрыть от Вашего сиятельства, что как для построения таковых машинных судов, так и для управления и починки их на ходу должны быть люди, сведущие хотя бы несколько в механике и в столярной работе, без пособия коих обыкновенные лоцманы и рабочие люди ни управлять машиной, ни починять оною в случае повреждения в пути будут не в состоянии».
В этом замечании и таится ответ на вопрос, почему Кулибин не пытался применить на своем судне куда более прогрессивный паровой двигатель.
К обретению даровой силы
Надо сказать, Кулибин был осведомлен о работах с паровым двигателем своего ровесника англичанина Джеймса Уатта и планировал использовать паровые машины на речных судах. Он писал себе «напоминание» в дневнике в 1801 году: «Со временем постараться расположить парами действующую машину с чугунным цилиндром так, чтобы могла действовать… веслами на таком судне, которое было бы с грузом около 15 тысяч пудов».
Однако конструированием паровых машин он так и не занялся, потому что понимал: если для обслуживания деревянной механической системы самоходного судна не находилось, по словам губернатора, людей, «сведущих хотя бы несколько в механике», то что же говорить о гораздо более сложно устроенной паровой машине… Кулибин успел убедиться, что общество не готово было платить за доступ к новой технологии даже ту не очень большую цену, которую он запрашивал за свои водоходные машины (речь, конечно, не о деньгах, об усилиях). Тогдашнее российское общество готово было принять новые технологии только даром – или за счет казны. И «вечный двигатель» стал казаться Кулибину единственным выходом.
40 лет (с перерывами) думал Кулибин о вечном двигателе и держал эти мысли в тайне. На склоне лет он записал, что намерен «занять себя в снискании таковые беспрестанно движущиеся машины деланием разных опытов скрытно, потому что некоторые ученые почитают сделать таковую невозможным и смеются с поношением над теми, кто во изыскании сего изобретения упражняются».
Кулибин не был одинок среди отечественных механиков в упорном стремлении к обретению даровой силы. В своей книге «Иван Петрович Кулибин» историки техники В. Пипуныров и Н. Раскин пишут о том, что в 1780 году будущий академик естественных наук (а пока адъюнкт) Василий Зуев упоминает тульского механика Бобрина, который был занят созданием «вечнодвижущейся машины» в течение пяти лет, расходуя на нее все личные средства. Санкт-Петербургская академия давно отказалась принимать к рассмотрению проекты вечного двигателя, и, описывая другое изобретение Бобрина – механическую сеялку, Зуев добавлял: «Сия машина показывает, что в мастере еще разума несколько осталось».
Зная об отношении академиков к вечным двигателям, Кулибин, по его же словам, все-таки решил посоветоваться с Леонардом Эйлером: «Я же, желая узнать о том достоверно, в 1776 году спрашивал находящегося тогда при Академии господина профессора Эйлера, как он о той машине думает, и в ответ получил, что он сего мнения о произведении таковыя машины в действо никак не опровергает, а сказал мне, что может де быть в свое время некому щастливому сделать такую машину и откроется. Сей же муж ученостью тогда почитался во всей Европе первым».
Надо думать, Эйлер и не пытался переубедить Кулибина, как не смог того переубедить граф Орлов, призывая механика сбрить бороду и войти в чины и прочие дворцовые отношения. Потомственный старообрядец Кулибин со своим поиском Perpetum Mobile тут подобен единоверцам, что разыскивают в ночь на Ивана Купалу по берегам озера Светлояр цветущий папоротник – «некому щастливому... и откроется».
Больше как на счастливый случай рассчитывать было не на что. В тогдашнем российском обществе еще не сформировался тот комплекс из фундаментального знания, прикладных навыков и свободной инициативы, который требовался для технических инноваций. Инновации в таком обществе становятся слишком рискованны и чересчур дороги. Так было с паровой машиной Ивана Ползунова, так было с водоходной машиной Кулибина: они работали до первых поломок – и останавливались навсегда.
Водоходная машина Кулибина простояла в одном из речных заливов, пришла в ветхость и была в итоге продана в 1808 году на слом на торгах коллежскому асессору Зеленецкому за 200 руб.
Российские факторы
Взрывной характер технических инноваций пришелся в России лишь на 1860-е годы. И основан он был на «просачивании» собственной науки в собственные технологии, а не только на импорте западной техники, будь то пароходы или ткацкие станки.
Василий Калашников, великолепный инженер и конструктор (спроектировал и перепроектировал несколько сот паровых котлов и пароходов на Волге), а также педагог и просветитель (организатор речного училища в Нижнем Новгороде, издатель специализированного журнала) – вот «непрямой наследник» Кулибина. А вслед за Калашниковым появится Шухов – и его совместные работы с Александром Бари и братьями Нобель, причем при участии самого Менделеева!
Это уже классическая финансово-научно-инженерная связка, совершенно синхронная своей эпохе. Мы тогда оказались в авангарде наук и технологий. Увы, ненадолго: фатальными стали другие российские факторы (лежащие в поле политики и истории), что привело к социальной катастрофе и соответственно к катастрофе технологической. Из этой ямы пришлось выбираться в 1920–1930-х путем тотального технологического импорта, когда за реквизированное церковное золото и за царские живописные коллекции закупались махом целые автозаводы.
Уже после Второй мировой войны в стране удалось реализовать несколько чрезвычайно сложных и ресурсоемких научно-технических программ, прежде всего атомный и космический проекты. На волне этих достижений появилось еще несколько ярких инженерных инноваций. В Нижнем Новгороде, на родине Кулибина, – корабли на подводных крыльях и экранопланы конструктора Ростислава Алексеева. Или, скажем, ряд менее известных проектов в области прикладной радиофизики: гиротронные комплексы для разогрева плазмы, радиоастрономические полигоны, уникальный стенд «Сура» для нагрева ионосферы.
И опять политика изоляции и конфронтации не позволила стать этим проектам устойчивыми, притом что почти все они – лишь отростки на коренастом стволе вооружения, традиционном приоритете в России, которая испытала вдруг в 1980-1990-е годы драматичную «перезагрузку». В итоге почти все эти отростки зачахли – экранопланы ржавеют на берегу, речные «ракеты» и «метеоры» состарились и осели в затонах, радиоастрономические полигоны заброшены и поросли молодым лесом, а породившие все это институции в значительной степени деградировали или просто исчезли.
Сейчас (или позже) придется начинать заново – и очевидно, что прорывов надо ожидать в областях, где сохранилась высокая наука, качественное образование и хоть какие-то производства. Возможно, перспективными для нас окажутся микробиология или биофотоника, лазеры и ускорители. Возможно, что и здесь мы опоздаем или не справимся. И тогда кажущиеся сегодня привлекательными замыслы останутся в категории бумажных «прожектов» – как это случилось с кулибинской волжской механической флотилией.
Ведь к моменту испытания Кулибиным в 1804 году «водоходной машины» американец Роберт Фултон уже построил свой первый пароход – кулибинские проекты устаревали, что называется, на стапелях. Однако ничуть не устарел девиз Ивана Петровича Кулибина, сформулированный им в письме к императору Александру I: «Влечет меня непрестанное желание и рвение употребить все мои силы на то, дабы в жизни моей сделать знатную услугу… для пользы общества».
Нижний Новгород