Страница 16 из 133
Как было сказано выше, Кулибин ранее разработал метод пересчёта грузоподъёмности с модели на натуру. Этим же вопросом тогда занимался и Л. Эйлер. Он теоретически пришёл к тому результату, который был эмпирически получен Кулибиным. Таким образом, на основании результатов испытания модели можно было судить о надёжности самого моста.
Модель имела значительные размеры: её пролет достигал почти 30 м. По тому времени это был довольно большой мост. Кстати сказать, после проведённых испытаний эта модель использовалась как мост через один из каналов Таврического сада. Он просуществовал около 40 лет, до 1816 г.
Испытания модели арочного однопролётного деревянного моста И. П. Кулибина производила в конце 1776 — начале 1777 гг. специальная комиссия Академии наук. В её состав входили академики Л. Эйлер, С. К. Котельников, С. Я. Румовский, В. Л. Крафт и другие учёные. Сначала её поставили под расчётную нагрузку в 3300 пудов, затем — под нагрузку, превышающую нормальную на 570 пудов. Модель вела себя совершенно безукоризненно. С этой сверхнормативной нагрузкой модель простояла почти месяц. Никаких деформаций при этом обнаружено не было. Комиссия признала, что расчёты Кулибина верны и мост строить можно.
О результатах испытания модели моста Кулибина писала петербургская и зарубежная пресса. Кулибин был признан выдающимся инженером и исследователем.
Свидетельством того может, например, служить следующее. В марте 1778 г. один из основоположников механики и гидравлики академик Даниил Бернулли писал в Академию наук: «Эйлер произвёл глубокие исследования упругости балок... особенно вертикальных столбов... не могли бы вы поручить г. Кулибину подтвердить теорию Эйлера подобными опытами, без чего теория его остаётся верной лишь гипотетически».
Знаменитый русский строитель мостов Д. И. Журавский так оценивает модель кулибинского моста: «На ней печать гения; она построена на системе, признаваемой новейшею наукою самою рациональною; мост поддерживает арка, изгиб её предупреждает раскосная система, которая, по неизвестности того, что делается в России, называется американскою».
В области деревянного мостостроения конструкция Кулибина до настоящего времени остаётся непревзойдённым достижением.
Изобретатель был награждён специально для него вычеканенной медалью, на одной стороне которой стояло: «Достойному», а на другой — «Академия Наук — механику Кулибину». Однако решение о постройке моста принято не было. Вероятно, одним из главных аргументов против этого были опасения, что такое сооружение быстро потеряет стойкость при гниении деревянных элементов.
Ожидая, когда окончательно определится судьба его проекта, Кулибин разрабатывал другие модели мостов через Неву, в частности наплавной мост и др.
Размышляя о недостатках дерева как строительного материала, Кулибин в конце концов решил проектировать мост из металла. Он создал несколько проектов металлических мостов, рассчитывая, что они могут быть использованы не только на Неве, но и на Москве-реке и других реках России.
Согласно первому проекту, металлический мост должен был быть трёхпролётным; его проезжая часть располагалась под фермами; пропуск кораблей предусматривался по особому обводному каналу. По второму проекту мост должен был иметь пять пролётов, с разводным пролётом посередине; проезжая часть располагалась поверх ферм. По третьему проекту металлический мост тоже был пятипролётным, но он предусматривал устройство двух разводных пролётов у берегов.
Кулибин предполагал строить мосты из чугуна, применяя железо только для наиболее ответственных частей. Изобретатель при этом учитывал реальную обстановку: изготовление железа ещё не достигло значительного масштаба в России, и железо было дорого.
Разрабатывая проект металлического моста, Кулибин руководствовался теми же принципами, что и в своём проекте одноарочного деревянного моста: применение арочной системы, решётчатых ферм, облегчение средней части пролёта. Предварительно же нужно было создать модель в 1/10 натуральной величины и испытать её.
Над этими проектами Кулибин трудился много лет. Завершающая стадия работы над ними приходилась уже на 1805—1815 гг. Хотя эти проектируемые мосты были выдающимся достижением научно-технической мысли, отличались изящностью форм и внешней лёгкостью, они не привлекли внимания царя.
Помешало осуществлению замечательных проектов Кулибина и тяжёлое экономическое положение страны, сложившееся в результате войны 1812 г. Постройка мостов Кулибина, проекты которых поражают своей смелостью даже современных инженеров, оказалась не по плечу для техники его времени.
В достояние музея превратили и изобретённый им новый способ связи. Понимая исключительное значение быстрой связи для такой страны, как Россия, Кулибин начал в 1794 г. разработку проекта оптического телеграфа. Он решил задачу и изобрёл, кроме того, оригинальный код для передач.
Но только через сорок лет после изобретения Кулибина в России были устроены первые линии оптического телеграфа. К тому времени проект Кулибина был забыт, а французу Шато, установившему телеграф, не имевший принципиальных преимуществ перед телеграфом Кулибина, правительство заплатило сто двадцать тысяч рублей за привезённый из Франции «секрет» и шесть тысяч рублей ежегодной пожизненной пенсии.
Печальна судьба и ещё одного замысла замечательного новатора, разработавшего способ движения судов вверх по течению за счёт самого течения реки.
«Водоход» — так было названо самоходное судно Кулибина, удачно испытанное в 1782 г. За его создание изобретатель даже получил денежную премию. На протяжении многих лет Кулибин работал над решением проблемы замены бурлацкого труда машинами и создал несколько типов самоходных судов.
Принцип действия «водохода» Кулибина был следующим. Вверх по течению от судна на лодке завозился якорь. Второй конец якорного каната закреплялся на специальных барабанах, установленных на судне и могущих вращаться вокруг своих осей. Эти барабаны посредством зубчато-цепочных или других передач приводились во вращение от вала бортовых вододействующих колёс, движущихся под влиянием течения реки. При этом якорный канат навивался на барабаны, и судно подтягивалось к лодке. Потом лодка уходила вперёд, вновь забрасывался якорь, и весь процесс повторялся снова. Судно двигалось вверх по течению как бы отдельными шагами или «подачами». Таким образом, водоходные суда Кулибина двигались силой речного потока.
Предложения о создании таких машинных судов были и до Кулибина, но ему удалось воплотить эту идею в новые конструктивные формы. В конце 1804 г. усовершенствованную Кулибиным водоходную машину установили на одном из волжских грузовых судов грузоподъёмностью до 8500 пудов. Одним из усовершенствований изобретателя было устройство, которое позволяло опускать и поднимать вал вододействующих колес; благодаря этому можно было проходить отмели и достичь постоянства площади погруженной части колёс при различных осадках.
Испытания судна с балластом в 8500 пудов, проходившие в течение нескольких дней, были вполне положительны. Но изобретатель продолжал вводить всё новые усовершенствования. Он придал новую, неизвестную ранее форму вододействующим колёсам, уменьшил число вододействующих колёс, упростил передачу. Он работал над проектом третьего водоходного машинного судна, вынашивал идею создания вдоль берега реки стационарных заякорённых канатов для того, чтобы избавиться от завоза якорей с помощью лодки.
Хотя самоходное судно Кулибина было официально признано «обещающим великие выгоды государству», дальше официального признания дело не пошло, всё кончилось тем, что созданное Кулибиным судно было продано с торгов на слом.
А ведь суда были разработаны и оригинально и выгодно, что доказал прежде всего сам изобретатель в написанных им трудах: «Описание выгодам, какие быть могут от машинных судов на реке Волге, изобретённых Кулибиным», «Описание, какая польза казне и обществу может быть от машинных судов на р. Волге по примерному исчислению и особливо в рассуждении возвышающихся против прежних годов цен в найме работных людей».