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O que Kulibin inventou?
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Vídeo: O que Kulibin inventou?

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Anonim

Todos sabem que Kulibin é um grande inventor, mecânico e engenheiro russo. Seu sobrenome há muito se tornou um substantivo comum em russo. Mas, como mostrado por uma pesquisa recente, apenas 5% dos entrevistados podem citar pelo menos uma de suas invenções. Como assim? Decidimos fazer um pequeno programa educacional: então, o que Ivan Petrovich Kulibin inventou?

Ivan Petrovich, que nasceu no assentamento Podnovye perto de Nizhny Novgorod em 1735, era uma pessoa incrivelmente talentosa. Mecânica, engenharia, relojoaria, construção naval - tudo era discutido nas mãos habilidosas de um russo autodidata. Ele teve sucesso e se aproximou da imperatriz, mas ao mesmo tempo nenhum de seus projetos, que poderiam facilitar a vida das pessoas comuns e contribuir para o progresso, não foi devidamente financiado nem implementado pelo Estado. Considerando que os mecanismos de entretenimento - autômatos engraçados, relógios de palácio, armas automotoras - foram financiados com grande alegria.

Navio navegável

No final do século 18, o método mais comum de içar cargas em navios contra a correnteza era o trabalho burlak - duro, mas relativamente barato. Também havia alternativas: por exemplo, navios movidos a motor movidos por bois. A estrutura do navio-máquina era a seguinte: tinha duas âncoras, cujas cordas eram presas a um eixo especial. Uma das âncoras de um barco ou ao longo da costa foi lançada à frente de 800-1000 m e protegida. Os bois que trabalhavam no navio giraram o eixo e torceram a corda da âncora, puxando o navio para a âncora contra a corrente. Ao mesmo tempo, outro barco carregava a segunda âncora para a frente - era assim que a continuidade do movimento era garantida.

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Kulibin teve a ideia de como viver sem bois. Sua ideia era usar duas rodas de pás. A corrente, girando as rodas, transferiu energia para o poço - a corda da âncora foi enrolada e o navio se puxou para a âncora usando a energia da água. No processo de trabalho, Kulibin era constantemente distraído por pedidos de brinquedos para os filhos reais, mas conseguiu obter financiamento para a fabricação e instalação de seu sistema em um pequeno navio. Em 1782, carregado com quase 65 toneladas (!) De areia, mostrou-se confiável e muito mais rápido que um navio movido a bois ou burlats.

Em 1804, em Nizhny Novgorod, Kulibin construiu uma segunda via fluvial, duas vezes mais rápida que o bordado burlak. No entanto, o departamento de comunicações de água de Alexandre I rejeitou a ideia e proibiu o financiamento - os cursos de água não se espalharam. Muito mais tarde, os cabrestantes surgiram na Europa e nos Estados Unidos - navios que se puxaram para a âncora com a energia de uma máquina a vapor.

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Parafuso elevador

O sistema de elevador mais comum hoje é uma cabine com guincho. Os guinchos foram criados muito antes das patentes da Otis em meados do século 19 - estruturas semelhantes estavam em operação no antigo Egito, eles eram acionados por animais de tração ou escravos. Em meados da década de 1790, a idosa e gorda Catarina II encomendou Kulibin desenvolverá um elevador conveniente para se mover entre os andares do Palácio de Inverno. Ela certamente queria uma cadeira elevatória, e um problema técnico interessante surgiu antes de Kulibin. Era impossível acoplar um guincho a tal elevador, aberto por cima, e se você “pegasse” a cadeira com um guincho por baixo, isso causaria transtorno ao passageiro. Kulibin resolveu a questão com inteligência: a base da cadeira era fixada a um parafuso de eixo longo e se movia como uma porca. Catherine sentou-se em seu trono móvel, a criada girou a maçaneta, a rotação foi transmitida ao eixo e ela ergueu a cadeira até a galeria do segundo andar. O elevador de parafuso de Kulibin foi concluído em 1793, enquanto Elisha Otis construiu o segundo mecanismo desse tipo na história em Nova York apenas em 1859. Após a morte de Catarina, o elevador foi usado pelos cortesãos para entretenimento e, em seguida, foi fechado com tijolos. Hoje, os desenhos e restos do mecanismo de levantamento foram preservados.

Teoria e prática de construção de pontes

De 1770 até o início de 1800, Kulibin trabalhou na criação de uma ponte estacionária de vão único sobre o Neva. Ele fez um modelo funcional, no qual calculou as forças e tensões em várias partes da ponte - apesar do fato de que a teoria da construção da ponte ainda não existia naquela época! Empiricamente, Kulibin previu e formulou uma série de leis de resistência aos materiais, que foram confirmadas muito mais tarde. No início, o inventor desenvolveu a ponte às suas próprias custas, mas o conde Potemkin alocou dinheiro para o layout final. O modelo em escala 1:10 atingiu um comprimento de 30 m.

Todos os cálculos da ponte foram apresentados à Academia de Ciências e verificados pelo famoso matemático Leonard Euler. Descobriu-se que os cálculos estavam corretos e os testes do modelo mostraram que a ponte tinha uma grande margem de segurança; sua altura permitia que os veleiros passassem sem qualquer operação especial. Apesar da aprovação da Academia, o governo não alocou fundos para a construção da ponte. Kulibin recebeu uma medalha e um prêmio, em 1804 o terceiro modelo estava completamente apodrecido e a primeira ponte permanente sobre o Neva (Blagoveshchensky) foi construída apenas em 1850.

Na década de 1810, Kulibin se dedicou ao desenvolvimento de pontes de ferro. Diante de nós está o projeto de uma ponte de três arcos sobre o Neva com uma faixa de rodagem suspensa (1814). Mais tarde, o inventor criou um projeto para uma ponte mais complexa de quatro arcos.

Em 1936, um cálculo experimental da ponte Kulibinsky foi realizado usando métodos modernos, e descobriu-se que o autodidata russo não cometeu um único erro, embora em sua época a maioria das leis de resistência dos materiais fossem desconhecidas. O método de fazer um modelo e testá-lo para fins de cálculo da resistência da estrutura da ponte tornou-se posteriormente difundido; vários engenheiros o abordaram em momentos diferentes de forma independente. Kulibin também foi o primeiro a propor o uso de treliças na construção da ponte - 30 anos antes do arquiteto americano Itiel Town que patenteou o sistema.

Sobre a ponte sobre o Neva

Apesar do fato de que nenhuma invenção séria de Kulibin foi realmente apreciada, ele teve muito mais sorte do que muitos outros autodidatas russos, que não foram permitidos nem mesmo no limiar da Academia de Ciências, ou foram mandados para casa com 100 rublos de um prêmio e uma recomendação para não mais se intrometer em seus próprios negócios.

A famosa ponte de vão único sobre o Neva - como seria se tivesse sido construída. Kulibin realizou seu cálculo em modelos, inclusive em uma escala de 1:10.

Carrinho de auto-corrida e outras histórias

Muitas vezes Kulibin, além dos desenhos que realmente inventou, é creditado com muitos outros, que ele realmente aprimorou, mas não foi o primeiro. Por exemplo, Kulibin é frequentemente creditado com a invenção da scooter a pedal (o protótipo do velomóvel), enquanto tal sistema foi criado 40 anos antes por outro engenheiro autodidata russo, e Kulibin foi o segundo. Vejamos alguns dos equívocos comuns.

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O carrinho automático de Kulibin se distinguia por um sistema de acionamento complexo e exigia esforços significativos do motorista. Foi o segundo velomóvel da história.

Assim, em 1791, Kulibin construiu e apresentou à Academia de Ciências uma carruagem autopropulsionada, uma "cadeira de rodas autoportante", que foi essencialmente a antecessora do velomóvel. Ele foi projetado para um passageiro, e o carro era dirigido por um servo que ficava nos calcanhares e pressionava alternadamente os pedais. A carruagem autônoma serviu de atração para a nobreza por algum tempo, depois se perdeu na história; apenas seus desenhos sobreviveram. Kulibin não foi o inventor do velomóvel - 40 anos antes dele, outro inventor autodidata Leonty Shamshurenkov (conhecido em particular pelo desenvolvimento do sistema de elevação Tsar Bell, que nunca foi usado para o fim a que se destina), construiu um autodidata cadeira de rodas de design semelhante em São Petersburgo. O projeto de Shamshurenkov era de dois lugares; em desenhos posteriores, o inventor planejou construir um trenó automotor com um verstômetro (um protótipo de velocímetro), mas, infelizmente, não recebeu financiamento adequado. Como a scooter de Kulibin, a scooter de Shamshurenkov não sobreviveu até hoje.

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O famoso relógio de ovo, trabalhado por Kulibin em 1764-1767 e apresentado a Catarina II na Páscoa de 1769. Em grande parte graças a este presente, Kulibin dirigiu os workshops na Academia de Ciências de São Petersburgo. Eles agora são mantidos em l'Hermitage.

Prótese de perna

Na virada dos séculos 18 para 19, Kulibin apresentou à Academia Médico-Cirúrgica de São Petersburgo vários projetos de "pernas mecânicas" - próteses de membros inferiores muito perfeitas naquela época, capazes de simular uma perna perdida acima do corpo. joelho (!). O "testador" da primeira versão da prótese, feita em 1791, foi Sergei Vasilyevich Nepeitsyn - na época um tenente que perdeu a perna durante o ataque a Ochakov. Posteriormente, Nepeitsyn subiu ao posto de major-general e recebeu o apelido de Perna de Ferro dos soldados; ele levava uma vida plena e nem todos adivinhavam por que o general mancava ligeiramente. A prótese do sistema Kulibin, apesar das críticas favoráveis dos médicos de São Petersburgo chefiados pelo professor Ivan Fedorovich Bush, foi rejeitada pelo departamento militar, e a produção em série de próteses mecânicas que imitam o formato da perna começou mais tarde na França.

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Holofote

Em 1779, Kulibin, que gostava de dispositivos ópticos, apresentou sua invenção ao público de São Petersburgo - um holofote. Sistemas de espelhos reflexivos existiam antes dele (em particular, eles eram usados em faróis), mas o design de Kulibin era muito mais próximo de um holofote moderno: uma única vela, refletindo de refletores de espelho colocados em um hemisfério côncavo, deu um fluxo forte e direcional de leve. A "Lanterna Maravilhosa" foi recebida positivamente pela Academia de Ciências, elogiada na imprensa, aprovada pela imperatriz, mas permaneceu apenas um entretenimento e não foi usada para iluminar as ruas, como Kulibin inicialmente acreditou. O próprio comandante posteriormente fez vários holofotes para pedidos individuais de armadores e também fez uma lanterna compacta para uma carruagem com base no mesmo sistema - o que lhe trouxe uma certa renda. Os mestres ficaram decepcionados com a falta de proteção de direitos autorais - outros mestres começaram a fazer carruagens em grande escala "lanternas Kulibin", o que desvalorizou enormemente a invenção.

O holofote, criado em 1779, continuou sendo um artifício técnico. Na vida cotidiana, apenas versões menores eram usadas como lanternas nas carruagens.

O que mais Kulibin fez?

- Ele estabeleceu o trabalho de workshops na Academia de Ciências de São Petersburgo, onde se dedicou à fabricação de microscópios, barômetros, termômetros, telescópios, escalas, telescópios e muitos outros instrumentos de laboratório. - Reparou o planetário da Academia de Ciências de São Petersburgo. - Ele criou um sistema original para lançar navios na água. - Criou o primeiro telégrafo óptico da Rússia (1794), enviado para a câmera Kunst como curiosidade. - Desenvolveu o primeiro projeto na Rússia de uma ponte de ferro (atravessando o Volga). - Construiu uma semeadora proporcionando uma semeadura uniforme (não construída). - Arranjou fogos de artifício, criou brinquedos mecânicos e autômatos para o entretenimento da nobreza. - Reparou e montou independentemente muitos relógios de diferentes layouts - parede, chão, torre.

Máquina de movimento perpétuo

Muito se escreveu sobre as invenções do próprio Ivan Kulibin. Mas os biógrafos sempre tentaram ignorar seu trabalho em uma máquina de movimento perpétuo, que, ao que parecia, não pintava um mecânico brilhante.

A ideia de começar a inventar um motor milagroso surgiu em Kulibin no início dos anos 70 do século 18, quando ele trabalhava como mecânico na Academia de Ciências de São Petersburgo. Os experimentos em uma máquina de movimento perpétuo tiraram dele não apenas tempo e esforço, mas também consideráveis fundos pessoais, forçando-o a se endividar.

Naquela época, a lei da conservação de energia ainda não estava fundamentada com precisão. Kulibin não tinha uma formação sólida e era difícil para ele, mecânico autodidata, entender essa difícil questão. As pessoas ao seu redor também não podiam ajudar. Alguns não sabiam explicar claramente sua ilusão. Outros próprios não estavam convencidos de que a energia não vem do nada e não desaparece em parte alguma. Finalmente, outros próprios acreditaram que uma máquina de movimento perpétuo era possível e encorajaram Kulibin a continuar procurando.

Este último incluía, por exemplo, o famoso escritor e jornalista Pavel Svinin. Em seu livro sobre Kulibin, publicado em 1819, um ano após a morte de Ivan Petrovich, ele, referindo-se à máquina de movimento perpétuo Kulibin, escreveu: “É uma pena que ele não tenha conseguido terminar esta importante invenção. Talvez ele tivesse sido mais feliz do que seus antecessores, que pararam neste obstáculo; talvez ele tivesse provado que o movimento perpétuo não é uma quimera da mecânica …"

Surpreendentemente, até o grande Leonard Euler apoiou o trabalho de Kulibin na invenção de uma máquina de movimento perpétuo. “É curioso notar”, escreveu Svinin, “que Kulibin foi encorajado a esta descoberta pelo famoso matemático Euler, que, quando questionado sobre o que pensava sobre o movimento perpétuo, respondeu que considerava que existia na natureza e pensou que existiria ser encontrados de uma maneira feliz. como revelações anteriormente consideradas impossíveis. E Kulibin sempre recorreu à autoridade de Euler quando teve que defender a ideia de uma máquina de movimento perpétuo dos críticos.

A Academia Izvestia publicou um artigo intitulado "Conselho para aqueles que sonham em inventar o movimento perpétuo ou sem fim". Dizia: “É completamente impossível inventar o movimento contínuo … Esses estudos inúteis são extremamente prejudiciais porque acima de tudo (especialmente) porque eles arruinaram muitas famílias e muitos mecânicos hábeis que poderiam prestar grandes serviços à sociedade com seus conhecimentos, perderam, alcançando a solução deste problema, todos os seus bens, tempo e trabalho."

Ninguém sabe se Kulibin leu este artigo. Sabe-se apenas que, apesar da opinião da Academia de Ciências, ele continuou a trabalhar em uma máquina de movimento perpétuo com sua teimosia característica, com a confiança de que mesmo esse problema seria resolvido mais cedo ou mais tarde.

Kulibin desenvolveu vários modelos de seu carro. Ele tomou como base uma ideia antiga, conhecida desde a época de Leonardo da Vinci, a saber: uma roda com pesos movendo-se dentro dela. Este último deveria ocupar uma posição que perturbasse o equilíbrio o tempo todo, e causaria uma rotação aparentemente ininterrupta da roda.

No exterior, também trabalharam na criação de uma máquina de movimento perpétuo. Kulibin acompanhou de perto essas obras, de acordo com as mensagens que o alcançaram. E uma vez, em 1796, de acordo com a ordem de Catarina II, ele ainda teve a chance de considerar e avaliar um desses projetos estrangeiros. Era a máquina de movimento perpétuo do mecânico alemão Johann Friedrich Heinle.

Ivan Petrovich não só "com o maior cuidado e diligência" estudou o desenho e a descrição do perpetuum mobile estrangeiro, mas também fez o seu modelo. Consistia em dois tubos cruzados com foles cheios de líquido. Com a rotação de tal cruz, o líquido fluiria através dos tubos de um fole para outro. O equilíbrio, segundo o inventor, deveria ter sido perdido e todo o sistema deveria estar em movimento perpétuo.

O modelo de motor Heinle, é claro, acabou se revelando inoperante. Fazendo experimentos com ela, Kulibin, como escreveu, "não encontrou o que queria naquele sucesso". Mas isso não abalou em nada sua fé no próprio princípio do movimento perpétuo.

No outono de 1801, Ivan Petrovich voltou de São Petersburgo para sua terra natal, Nizhny Novgorod. Mesmo aqui, ele não abandonou sua busca malsucedida pelo movimento perpétuo. Muito tempo se passou, chegou o ano de 1817. E então, um dia, no jornal da capital "Russian Invalid", de 22 de setembro, Kulibin leu um artigo que lhe pareceu um trovão. A nota informava que um certo mecânico chamado Petere de Mainz "finalmente inventou o chamado perpetuum mobile, que foi em vão por muitos séculos".

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Além disso, foi descrito o próprio motor, que tinha a forma de uma roda com diâmetro de 8 pés e espessura de 2 pés: “Move-se por sua própria força e sem ajuda de molas, mercúrio, fogo, força elétrica ou galvânica. Sua velocidade excede a probabilidade. Se você conectá-lo a uma carruagem rodoviária ou cadeira de rodas, poderá viajar 100 milhas francesas em 12 horas, escalando as montanhas mais íngremes."

Essa notícia (obviamente falsa) deixou o velho inventor uma empolgação incrível. Pareceu-lhe que Peter havia se apropriado de suas idéias, roubado sua adorada criação, à qual ele, Kulibin, havia dedicado muitas décadas de trabalho árduo. Com pressa febril, ele começou a apelar a todos os que tinham poder e influência, incluindo o czar Alexandre I.

Então a cautela foi posta de lado, o sigilo foi esquecido. Agora Kulibin escreveu francamente que vinha trabalhando na criação de uma "máquina de movimento perpétuo" há muito tempo, que não estava longe de resolver esse problema, mas precisava de fundos para continuar os experimentos finais. Nas "notas de petição", ele relembrou seus méritos anteriores e expressou o desejo de retornar ao serviço na capital para construir uma ponte de ferro sobre o Neva e, o mais importante, para continuar a criação de uma máquina de movimento perpétuo.

O pedido de permissão de Kulibin para retornar a São Petersburgo foi delicadamente rejeitado. A construção da ponte de ferro foi considerada muito cara. Eles mantiveram silêncio sobre a máquina de movimento perpétuo.

Até os últimos dias de Ivan Petrovich, seu sonho querido de uma "máquina do movimento perpétuo", um sonho tirano, como um dos biógrafos de Kulibin o chamou, não o deixou. As doenças o oprimiam cada vez mais. Fui atormentado por falta de ar e "outras doentias". Ele raramente saía agora. Mas mesmo na cama, em travesseiros, ele pediu para colocar desenhos da "máquina do movimento perpétuo" ao lado dele. Mesmo à noite, na insônia, o inventor repetidamente voltava a essa máquina fatal, fazia algumas correções em desenhos antigos, desenhava novos.

Ivan Petrovich Kulibin morreu em 30 de julho (estilo antigo), 1818 com a idade de 83 anos, morreu silenciosamente, como se estivesse dormindo. Sua família continuou em extrema pobreza. Para enterrar o marido, a viúva teve que vender um relógio de parede, e seu velho amigo Alexei Pyaterikov acrescentou uma pequena quantia. Esse dinheiro foi usado para enterrar o grande inventor.

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