کولیبین چه چیزی اختراع کرد؟

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

همه می دانند که کولیبین یک مخترع، مکانیک و مهندس بزرگ روسی است. نام خانوادگی او مدتهاست که به یک اسم رایج در زبان روسی تبدیل شده است. اما، همانطور که توسط یک نظرسنجی اخیر نشان داده شده است، تنها پنج درصد از پاسخ دهندگان می توانند حداقل یکی از اختراعات او را نام ببرند. چطور؟ ما تصمیم گرفتیم یک برنامه آموزشی کوچک انجام دهیم: بنابراین، ایوان پتروویچ کولیبین چه چیزی را اختراع کرد؟

ایوان پتروویچ، که در سال 1735 در شهرک پودنویه در نزدیکی نیژنی نووگورود به دنیا آمد، فردی فوق العاده با استعداد بود. مکانیک، مهندسی، ساعت سازی، کشتی سازی - همه چیز در دستان ماهر یک خودآموخته روسی بحث می کرد. او موفق بود و به ملکه نزدیک بود، اما در عین حال هیچ یک از پروژه‌های او که می‌توانست زندگی مردم عادی را آسان‌تر کند و به پیشرفت کمک کند، نه بودجه مناسبی داشت و نه توسط دولت اجرا شد. در حالی که مکانیسم‌های سرگرمی - خودکارهای خنده‌دار، ساعت‌های قصر، اسلحه‌های خودکششی - با شادی زیادی تأمین می‌شدند.

کشتی قابل کشتیرانی

در پایان قرن هجدهم، متداول‌ترین روش بلند کردن بار در کشتی‌ها در برابر جریان، کار بورلاک بود - سخت، اما نسبتاً ارزان. جایگزین هایی نیز وجود داشت: به عنوان مثال، کشتی های موتوری که توسط گاو پیش می رفتند. ساختار کشتی ماشینی به این صورت بود که دارای دو لنگر بود که طناب های آن به شفت مخصوصی متصل بود. یکی از لنگرها در یک قایق یا در امتداد ساحل 800-1000 متر به جلو تحویل داده شد و ایمن شد. گاوهایی که روی کشتی کار می کردند، شفت را می چرخاندند و طناب لنگر را می پیچیدند و کشتی را در مقابل جریان به سمت لنگر می کشیدند. در همان زمان، قایق دیگری لنگر دوم را به جلو حمل می کرد - به این ترتیب تداوم حرکت تضمین شد.

کولیبین این ایده را مطرح کرد که چگونه بدون گاو کار کنیم. ایده او استفاده از دو چرخ پارویی بود. جریان، چرخاندن چرخ ها، انرژی را به شفت منتقل می کند - طناب لنگر زخمی شده بود و کشتی با استفاده از انرژی آب خود را به سمت لنگر می کشید. در روند کار ، کولیبین دائماً با سفارش اسباب بازی برای فرزندان سلطنتی منحرف می شد ، اما او موفق شد برای ساخت و نصب سیستم خود در یک کشتی کوچک بودجه دریافت کند. در سال 1782، با تقریباً 65 تن (!) ماسه، ثابت شد که قابل اعتماد و سریعتر از کشتی هایی است که از گاوها یا بورلات نیرو می گیرند.

در سال 1804، کولیبین در نیژنی نووگورود یک آبراه دوم ساخت که دو برابر سریعتر از گلدوزی بورلاک بود. با این وجود، بخش ارتباطات آب تحت الکساندر اول این ایده را رد کرد و بودجه را ممنوع کرد - آبراه ها گسترش نیافتند. خیلی بعد، ناخداها در اروپا و ایالات متحده ظاهر شدند - کشتی هایی که با استفاده از انرژی یک موتور بخار خود را به لنگر می کشیدند.

آسانسور پیچ

رایج ترین سیستم آسانسور امروزه کابین وینچ دار است. بالابرهای وینچ مدتها قبل از ثبت اختراعات اوتیس در اواسط قرن 19 ایجاد شدند - سازه های مشابهی در مصر باستان در حال کار بودند، آنها توسط حیوانات کشنده یا نیروی برده به حرکت در می آمدند. در اواسط دهه 1790، کاترین دوم که پیر و اضافه وزن داشت، راه اندازی شد. Kulibin برای ایجاد یک آسانسور مناسب برای حرکت بین طبقات کاخ زمستانی. او مطمئناً یک صندلی آسانسور می خواست و یک مشکل فنی جالب قبل از Kulibin به وجود آمد. غیرممکن بود که یک وینچ را به چنین آسانسوری وصل کنید، از بالا باز شود، و اگر صندلی را با وینچ از پایین "بردارید"، باعث ناراحتی مسافر می شود. کولیبین این سوال را هوشمندانه حل کرد: پایه صندلی به یک پیچ محور بلند وصل شده بود و مانند یک مهره در امتداد آن حرکت می کرد.کاترین روی تخت متحرک خود نشست، خدمتکار دسته را پیچاند، چرخش به محور منتقل شد و او صندلی را به گالری طبقه دوم برد. بالابر پیچی کولیبین در سال 1793 تکمیل شد، در حالی که الیشا اوتیس دومین مکانیسم از این قبیل را در تاریخ در نیویورک تنها در سال 1859 ساخت. پس از مرگ کاترین، آسانسور مورد استفاده درباریان برای سرگرمی قرار گرفت و سپس آن را آجرکاری کردند. امروزه نقشه ها و بقایای مکانیزم بالابر حفظ شده است.

تئوری و عمل پل سازی

از دهه 1770 تا اوایل دهه 1800، کولیبین روی ایجاد یک پل ثابت تک دهانه بر روی نوا کار کرد. او یک مدل کاری ساخت که بر اساس آن نیروها و تنش های موجود در قسمت های مختلف پل را محاسبه کرد - با وجود اینکه نظریه ساخت پل در آن زمان هنوز وجود نداشت! از نظر تجربی، کولیبین تعدادی از قوانین مقاومت در برابر مواد را پیش‌بینی و فرموله کرد که بسیار بعداً تأیید شد. در ابتدا، مخترع پل را با هزینه شخصی خود توسعه داد، اما کنت پوتمکین پولی را برای طرح نهایی اختصاص داد. مدل مقیاس 1:10 به طول 30 متر رسید.

تمام محاسبات پل به آکادمی علوم ارائه شد و توسط ریاضیدان معروف لئونارد اویلر تأیید شد. معلوم شد که محاسبات درست بوده است و آزمایشات مدل نشان می‌دهد که پل حاشیه ایمنی زیادی دارد. ارتفاع آن به کشتی های بادبانی اجازه می داد بدون هیچ عملیات خاصی عبور کنند. با وجود موافقت آکادمی، دولت بودجه ای برای ساخت این پل اختصاص نداده است. کولیبین مدال دریافت کرد و جایزه دریافت کرد، تا سال 1804 مدل سوم کاملاً پوسیده شد و اولین پل دائمی بر روی نوا (بلاگوشچنسکی) تنها در سال 1850 ساخته شد.

در دهه 1810، کولیبین مشغول توسعه پل های آهنی بود. پیش روی ما پروژه یک پل سه قوسی در سراسر نوا با یک جاده معلق است (1814). بعدها، مخترع پروژه ای را برای یک پل چهار قوسی پیچیده تر ایجاد کرد.

در سال 1936، محاسبه آزمایشی پل کولیبینسکی با استفاده از روش های مدرن انجام شد و معلوم شد که خودآموخته روسی حتی یک اشتباه مرتکب نشد، اگرچه در زمان او اکثر قوانین استحکام مواد ناشناخته بود. روش ساخت یک مدل و آزمایش آن به منظور محاسبه مقاومت ساختار پل متعاقباً رایج شد؛ مهندسان مختلفی در زمان‌های مختلف به طور مستقل به آن رسیدند. کولیبین همچنین اولین کسی بود که استفاده از خرپاهای مشبک را در ساخت پل پیشنهاد داد - 30 سال قبل از معمار آمریکایی Itiel Town که این سیستم را به ثبت رساند.

بر روی پل در سراسر نوا

علیرغم این واقعیت که هیچ یک از اختراع جدی کولیبین واقعاً مورد قدردانی قرار نگرفت ، او بسیار خوش شانس تر از بسیاری دیگر از خودآموختگان روسی بود که یا حتی در آستانه آکادمی علوم مجاز نبودند یا با 100 روبل به خانه فرستاده شدند. یک جایزه و یک توصیه دیگر برای دخالت در تجارت خود.

پل معروف تک دهانه روی نوا - اگر ساخته می شد چه شکلی می شد. کولیبین محاسبات خود را بر روی مدل ها از جمله در مقیاس 1:10 انجام داد.

کالسکه خودران و داستان های دیگر

اغلب کولیبین، علاوه بر طرح هایی که واقعاً اختراع کرده است، به بسیاری دیگر نسبت داده می شود که او واقعاً آنها را بهبود بخشید، اما اولین نبود. به عنوان مثال، Kulibin اغلب با اختراع اسکوتر پدالی (نمونه اولیه velomobile) شناخته می شود، در حالی که چنین سیستمی 40 سال قبل توسط یک مهندس خودآموخته روسی دیگر ایجاد شد و Kulibin دومین بود. بیایید به برخی از باورهای غلط رایج نگاه کنیم.

کالسکه خودران Kulibin با یک سیستم درایو پیچیده متمایز بود و نیاز به تلاش قابل توجهی از جانب راننده داشت. این دومین وسیله نقلیه در تاریخ بود.

بنابراین، در سال 1791، کولیبین یک کالسکه خودکششی، یک "ویلچر خودگردان" را ساخت و به آکادمی علوم ارائه کرد که اساساً سلف ولوموبیل بود. این ماشین برای یک مسافر طراحی شده بود و ماشین توسط خدمتکاری که روی پاشنه ها ایستاده بود و به طور متناوب روی پدال ها فشار می داد رانده می شد.کالسکه خودگردان برای مدتی به عنوان یک جاذبه برای اشراف عمل کرد و سپس در تاریخ گم شد. فقط نقاشی های او باقی مانده است. کولیبین مخترع velomobile نبود - 40 سال قبل از او، یک مخترع خودآموخته دیگر لئونتی شمشورنکوف (معروف به ویژه برای توسعه سیستم بالابر Tsar Bell، که هرگز برای هدف مورد نظر خود استفاده نشد)، یک خودآموز ساخت. ویلچر با طرح مشابه در سن پترزبورگ. طرح شمشورنکوف دو سرنشینه بود، در نقشه های بعدی، مخترع قصد داشت یک سورتمه خودکششی با ورستومتر (نمونه اولیه سرعت سنج) بسازد، اما، افسوس، بودجه کافی دریافت نکرد. مانند اسکوتر کولیبین، اسکوتر شمشورنکوف نیز تا به امروز باقی نمانده است.

ساعت تخم مرغی معروف که توسط کولیبین در سال های 1764-1767 کار شد و برای عید پاک 1769 به کاترین دوم اهدا شد. عمدتاً به لطف این هدیه، کولیبین سرپرستی کارگاه های آکادمی علوم سن پترزبورگ را بر عهده داشت. آنها اکنون در ارمیتاژ نگهداری می شوند.

پروتز پا

در اواخر قرن 18-19، کولیبین چندین پروژه "پاهای مکانیکی" را به آکادمی پزشکی-جراحی سنت پترزبورگ ارائه کرد - پروتزهای اندام تحتانی که در آن زمان بسیار عالی بودند و قادر به شبیه سازی پای گم شده در بالای سر بودند. زانو (!). "تست" اولین نسخه از پروتز، ساخته شده در سال 1791، سرگئی واسیلیویچ نپیسین بود - در آن زمان ستوانی که پای خود را در طوفان اوچاکوف از دست داد. پس از آن، Nepeitsyn به درجه سرلشکری رسید و از سربازان لقب پای آهنین را دریافت کرد. او زندگی کاملی داشت و همه حدس نمی زدند که چرا ژنرال کمی لنگید. پروتز سیستم Kulibin، علیرغم بررسی های مطلوب پزشکان سنت پترزبورگ به ریاست پروفسور ایوان فدوروویچ بوش، توسط بخش نظامی رد شد و تولید سریال پروتزهای مکانیکی که شکل پا را تقلید می کنند، بعداً در فرانسه آغاز شد.

نور افکن

در سال 1779، کولیبین، که به دستگاه های نوری علاقه داشت، اختراع خود را به عموم مردم سنت پترزبورگ ارائه کرد - یک نورافکن. سیستم‌های آینه‌های بازتابنده قبل از او وجود داشت (به ویژه، آنها در فانوس‌های دریایی استفاده می‌شدند)، اما طراحی کولیبین بسیار نزدیک‌تر به نورافکن مدرن بود: یک شمع منفرد، که از بازتابنده‌های آینه‌ای که در یک نیمکره مقعر منعکس می‌شد، جریانی قوی و جهت‌دار را ایجاد می‌کرد. سبک. "فانوس شگفت انگیز" توسط آکادمی علوم مورد استقبال مثبت قرار گرفت، در مطبوعات مورد ستایش قرار گرفت، توسط ملکه تایید شد، اما همانطور که کولیبین در ابتدا معتقد بود فقط یک سرگرمی باقی ماند و برای روشن کردن خیابان ها استفاده نشد. خود استاد متعاقباً تعدادی نورافکن برای سفارشات فردی صاحبان کشتی ساخت و همچنین بر اساس همان سیستم یک فانوس جمع و جور برای کالسکه ساخت - این برای او درآمد خاصی به همراه داشت. استادان به دلیل عدم حمایت از حق چاپ ناامید شدند - استادان دیگر شروع به ساخت کالسکه در مقیاس بزرگ "فانوس های کولیبین" کردند که تا حد زیادی ارزش اختراع را بی ارزش کرد.

نورافکن، که در سال 1779 ایجاد شد، یک ترفند فنی باقی مانده است. در زندگی روزمره، فقط نسخه های کوچکتر به عنوان فانوس در کالسکه استفاده می شد.

کولیبین چه کار دیگری کرد؟

- او کارگاه های آموزشی را در آکادمی علوم سن پترزبورگ تأسیس کرد و در آنجا به ساخت میکروسکوپ، فشارسنج، دماسنج، تلسکوپ، ترازو، تلسکوپ و بسیاری از ابزارهای آزمایشگاهی دیگر مشغول بود. - افلاک نما آکادمی علوم سن پترزبورگ را تعمیر کرد. - او یک سیستم اصلی برای پرتاب کشتی ها به داخل آب ابداع کرد. - اولین تلگراف نوری را در روسیه (1794) ایجاد کرد که به عنوان کنجکاوی به دوربین Kunst ارسال شد. - اولین پروژه پل آهنی (در سراسر ولگا) در روسیه را توسعه داد. - ساخت بذرکاری که بذرکاری یکنواخت را فراهم می کند (ساخته نشده). - آتش بازی ترتیب داد، اسباب بازی های مکانیکی و خودکار برای سرگرمی اشراف ایجاد کرد. - تعمیر و مونتاژ مستقل ساعت های بسیاری از طرح های مختلف - دیوار، کف، برج.

دستگاه حرکت دائمی

در مورد اختراعات خود ایوان کولیبین مطالب زیادی نوشته شده است.اما بیوگرافی نویسان همیشه سعی کرده اند کار او را روی یک ماشین حرکت دائمی نادیده بگیرند، که به نظر می رسید مکانیک درخشانی را نشان نمی دهد.

ایده شروع اختراع موتور معجزه آسا در کولیبین در اوایل دهه 70 قرن هجدهم، زمانی که او به عنوان مکانیک در آکادمی علوم سن پترزبورگ خدمت می کرد، سرچشمه گرفت. آزمایشات روی یک دستگاه حرکت دائمی نه تنها زمان و تلاش، بلکه سرمایه شخصی قابل توجهی را نیز از او گرفت و او را مجبور به بدهکاری کرد.

در آن روزها، قانون بقای انرژی هنوز به طور دقیق اثبات نشده بود. کولیبین تحصیلات محکمی نداشت و برای او که مکانیک خودآموخته بود درک این موضوع دشوار دشوار بود. اطرافیانش هم نتوانستند کمکی کنند. برخی نمی دانستند چگونه به وضوح توهم او را توضیح دهند. دیگران خودشان متقاعد نشده بودند که انرژی از هیچ به وجود نمی آید و در هیچ کجا ناپدید نمی شود. در نهایت، دیگران خودشان معتقد بودند که یک ماشین حرکت دائمی امکان پذیر است و کولیبین را تشویق کردند که به جستجو ادامه دهد.

مورد دوم، برای مثال، نویسنده و روزنامه نگار معروف پاول سوینین بود. او در کتاب خود درباره کولیبین که در سال 1819 منتشر شد، یک سال پس از مرگ ایوان پتروویچ، با اشاره به دستگاه حرکت دائمی کولیبین، نوشت: «حیف شد که او نتوانست این اختراع مهم را به پایان برساند. شاید او خوشحالتر از پیشینیانش بود که در این مانع توقف کردند. شاید او ثابت می کرد که حرکت دائمی واهی مکانیک نیست…"

با کمال تعجب، حتی لئونارد اویلر بزرگ از کار کولیبین در مورد اختراع یک ماشین حرکت دائمی حمایت کرد. سوینین نوشت: جالب است بدانیم که کولیبین توسط ریاضیدان معروف اویلر به این کشف تشویق شد، او وقتی از او پرسیدند که در مورد حرکت دائمی چه فکر می کند، پاسخ داد که او آن را در طبیعت می داند و فکر می کند که چنین خواهد شد. به گونه‌ای شادی‌بخش یافت می‌شود، مانند مکاشفه‌هایی که قبلاً غیرممکن تلقی می‌شدند.» و کولیبین همیشه زمانی که مجبور بود از ایده یک ماشین حرکت دائمی در مقابل منتقدان دفاع کند به اقتدار اویلر روی آورد.

آکادمی ایزوستیا مقاله ای با عنوان «شورایی به کسانی که رویای اختراع حرکت دائمی یا بی پایان را دارند» منتشر کرد. در این بیانیه آمده است: «اختراع حرکت مداوم کاملاً غیرممکن است… این مطالعات بیهوده به شدت مضر است زیرا بیش از همه (به ویژه) خانواده های زیادی و بسیاری از مکانیک های ماهر را که می توانستند با دانش خود خدمات بزرگی به جامعه ارائه دهند، از دست دادند. رسیدن به حل این مشکل، تمام دارایی، زمان و زحمات آنهاست.»

هیچ کس نمی داند که آیا کولیبین این مقاله را خوانده است یا خیر. تنها مشخص است که علیرغم نظر فرهنگستان علوم، او با سرسختی مشخص خود با اطمینان از اینکه حتی این مشکل نیز دیر یا زود حل خواهد شد، به کار بر روی یک دستگاه حرکت دائمی ادامه داد.

Kulibin تعدادی مدل از ماشین خود را توسعه داده است. او ایده ای قدیمی را که از زمان لئوناردو داوینچی شناخته شده بود، به عنوان مبنایی در نظر گرفت: چرخی با وزنه هایی که در داخل آن حرکت می کنند. این دومی قرار بود موقعیتی را اشغال کند که همیشه تعادل را به هم بزند و باعث چرخش ظاهراً بدون توقف چرخ شود.

در خارج از کشور نیز روی ایجاد یک ماشین حرکت دائمی کار کردند. کولیبین طبق پیام هایی که به او می رسید این آثار را از نزدیک دنبال می کرد. و یک بار، در سال 1796، طبق دستور کاترین دوم، او حتی فرصتی داشت تا یکی از این پروژه های خارجی را در نظر بگیرد و ارزیابی کند. این ماشین حرکت دائمی مکانیک آلمانی یوهان فردریش هاینله بود.

ایوان پتروویچ نه تنها "با نهایت دقت و کوشش" طراحی و توصیف موبایل خارجی پرپتویوم را مطالعه کرد، بلکه مدل آن را نیز ساخت. این شامل دو لوله متقاطع با دم پر از مایع بود. با چرخش چنین ضربدری، مایع از طریق لوله ها از یک دم به سمت دیگر جریان می یابد. به گفته مخترع، تعادل باید از بین می رفت و کل سیستم باید در حرکت دائمی می بود.

البته معلوم شد که مدل موتور هاینله غیرفعال است. همانطور که او نوشت، کولیبین با انجام آزمایشاتی با او، "آنچه را که می خواست در آن موفقیت پیدا نکرد." اما این حداقل ایمان او را به اصل حرکت دائمی متزلزل نکرد.

در پاییز 1801، ایوان پتروویچ از سن پترزبورگ به وطن خود، به نیژنی نووگورود بازگشت. حتی در اینجا او جستجوی ناموفق خود را برای حرکت دائمی رها نکرد. زمان زیادی گذشت، سال 1817 فرا رسید. و سپس یک روز در روزنامه پایتخت "Russian Invalid" برای 22 سپتامبر، Kulibin مقاله ای را خواند که برای او مانند رعد و برق بود. این یادداشت گزارش می‌دهد که مکانیک خاصی به نام پیتر از ماینتس "بالاخره به اصطلاح موبایل دائمی را اختراع کرد که برای قرن‌ها بیهوده بوده است."

در ادامه، خود موتور که به شکل چرخی به قطر 8 فوت و ضخامت 2 فوت بود، توضیح داده شد: «با نیروی خود و بدون کمک فنر، جیوه، آتش، نیروی الکتریکی یا گالوانیکی حرکت می کند.. سرعت آن بیشتر از احتمال است. اگر آن را به کالسکه جاده یا ویلچر بچسبانید، می توانید 100 مایل فرانسوی را در 12 ساعت طی کنید و از شیب دارترین کوه ها بالا بروید."

این خبر (البته دروغ) مخترع قدیمی را هیجانی باورنکردنی کرد. به نظرش می رسید که پیتر ایده هایش را تصاحب کرده است، زاده فکر محبوبش را دزدیده است، که او، کولیبین، چندین دهه کار سختی را برای آن انجام داده بود. با عجله شدید، او شروع به توسل به همه صاحبان قدرت و نفوذ کرد، از جمله تزار اسکندر اول.

سپس احتیاط کنار گذاشته شد، پنهان کاری فراموش شد. اکنون کولیبین رک و پوست کنده نوشت که مدتهاست روی ایجاد یک "ماشین حرکت دائمی" کار کرده است ، که از حل این مشکل دور نیست ، اما برای ادامه آزمایشات نهایی به بودجه نیاز دارد. وی در "یادداشت های دادخواست" شایستگی های قبلی خود را یادآوری کرد و ابراز تمایل کرد که به منظور ایجاد پل آهنی بر روی نوا و مهمتر از همه، ادامه ایجاد یک دستگاه حرکت دائمی به خدمت در پایتخت بازگردد.

درخواست کولیبین برای اجازه بازگشت به سن پترزبورگ با ظرافت رد شد. ساخت پل آهنی بسیار پرهزینه در نظر گرفته شد. آنها در مورد دستگاه حرکت دائمی سکوت کردند.

تا آخرین روزهای ایوان پتروویچ، رویای عزیز او برای "ماشین حرکت دائمی"، رویای ظالمانه، به قول یکی از زندگی نامه نویسان کولیبین، او را رها نکرد. بیماری ها بیشتر و بیشتر او را تحت تأثیر قرار می دادند. من از تنگی نفس و "دیگر ناسالم" عذابم می داد. الان به ندرت بیرون می رفت. اما حتی در رختخواب، در بالش، او خواست تا نقاشی های "ماشین حرکت دائمی" را در کنار او بگذارد. حتی در شب، در بی خوابی، مخترع بارها و بارها به این ماشین مرگبار بازگشت، برخی از اصلاحات را در نقاشی های قدیمی انجام داد، موارد جدید را ترسیم کرد.

ایوان پتروویچ کولیبین در 30 ژوئیه (سبک قدیمی)، 1818 در سن 83 سالگی درگذشت، بی سر و صدا، گویی در خواب درگذشت. خانواده او در فقر شدید باقی ماندند. برای دفن شوهرش، بیوه مجبور شد یک ساعت دیواری بفروشد و دوست قدیمی او الکسی پیاتریکوف مقدار کمی اضافه کرد. این پول برای دفن مخترع بزرگ استفاده شد.