Текст книги "Самые знаменитые изобретатели России"

Автор книги: Сергей Истомин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 37 страниц)

В ограждённых забором зданиях Секретной палаты работали изобретённые А. К. Нартовым машины для сверления пушек, для обтачивания пушечных цапф и других ответственных технологических операций, проводились испытания. Таким образом, А. К. Нартов создал внутри Арсенала свой исследовательский и производственный центр.

Изобретения А. К. Нартова следовали одно за другим. Он был назначен советником высшего органа, ведавшего артиллерией и инженерной обороной страны.

Приведём список изобретений, составленный на основании представления А. К. Нартова, поданного в ноябре 1754 г. в Канцелярию Главной артиллерии и фортификации.

1. «Пушечные фурмы фурмовать без внутренней глиняной пушечной модели и без деревянного сердечника». Отливка по этому способу «к одной пушке трубы медной пустой, тонкой, вылитой с накладными фризами и со всеми украшениями по точной пропорции того веса» показала, что объём работ при применении медных форм сокращается вдвое и всё дело идёт очень успешно.

2. Машина для подъёма с козел и переноса для обжига пушечных форм.

3. Способ обжига пушечных форм, устраняющий их коробление.

4. Машина для опускания в литейную яму пушечных форм и для последующего подъёма их после отливки.

5. Отливка «глухой пушки, из которой вынут калибр цилиндром», то есть, видимо, отливка сплошного тела орудия с последующим полым сверлением.

6. Отливка «пушки с готовым калибром без внутренней фурмы».

7. Машина для отрезывания прибылей у пушек.

8. Машина для обтачивания цапф у пушек, мортир и гаубиц, о которой было сказано, что подобной ей «махины ещё при артиллерии не бывало».

9. Машина «особливым способом мортиры сверлить».

10. Способ заделки раковин в канале медных пушек и мортир.

11. Оригинальный запал для пушек и мортир.

12. Прибор механический для поверки артиллерийских орудий.

13. Машина для нарезки зубьев у слесарных пил.

14. Машина для изготовления для артиллерийских орудий «плоских винтов медных и железных».

15. Машина для подъёма пушек и мортир на весы и на станки.

16. Инструмент для сверления пушечных колёс и лафетов.

17. Способ закаливания пушечных свёрл и прочих инструментов.

18. Машина для того, чтобы «медные крохи, соединённые с глиною, толочь и смывать».

19. Скорострельная батарея из сорока четырёх «трёхфунтовых» мортирок, помещённых на особом горизонтальном круге, установленном на лафете. Мортирки объединялись в группы, из которых одни изготовлялись к выстрелу и открывали огонь, а другие в это время заряжались, занимая затем при помощи вращения круга место выстреливших. Угол возвышения круга получали при помощи подъёмного винта. Таким образом, в этой батарее впервые в истории артиллерии был применён винтовой подъёмный механизм.

Об этой батарее Нартов писал: «...а полезность во оной состоять будет таковая, понеже против неприятельского фрунта может бросать фанаты в росширность линей».

20. Способ «из пушек вне калибра разными бомбами и ядрами стрелять». Снаряды, превышающие калибр орудия, помещали либо в его раструб, либо в приспособление, установленное на конце орудийного ствола. При испытаниях стрельбы дали отличные результаты. Из пушек, в канал которых входил трёхфунтовый снаряд, стреляли шестифунтовыми гранатами; из двадцатифунтовой пушки стреляли двухпудовыми бомбами. Снаряды успешно поражали мишени при обычном расходе пороха. После испытания установили: «Такой новоизданной огненной инвенции не слыхано ни в России, ни в других государствах».

21. Зачинка раковин в чугунных пушках, гаубицах и мортирах.

22. Подъёмный винт с градусной шкалой для точной установки у артиллерийских орудий угла возвышения, ранее получавшегося только при помощи подкладывания клиньев.

23. Оригинальные конструкции для установки морской и крепостной артиллерии «для лучшего способа к стрелянию из пушек, мортир и гаубиц и к самому скорейшему навождению в цель без рычагов».

24. Способ заделывания в артиллерийских орудиях не только раковин, но и глубоких «каналов с многочисленными и мелкими протоками».

25. Способ заделки сквозных трещин в пушках в тех случаях, когда «от пробы огненной делаются вдоль по пушке трещины насквозь».

26. Оптический прицел – «инструмент математический с перспективною зрительною трубкою, с протчими к тому принадлежностями и ватерпасом для скорого навождения из батареи или с грунта земли по показанному месту в цель горизонтально и по олевации».

27. Способ «обтачивания бомб от 9 пуд до самых малых фунтов, которые имеют пустоту».

28. Способ обтачивания чугунных ядер, имеющих очень крупные раковины.

29. Способ отливки ядер разных калибров в железные кованые формы для того, чтобы «ядра выходили гладкие и чистые».

30. Способ отливки пушек не в литейных ямах, а непосредственно на «поверхности олевации».

В упомянутом доношении сказано об использовании изобретения А. К. Нартова «в зачинке раковин в медных пушках и в чугунных, также и в мортирах и в приведении в круглость состоящих при артиллерии с гребнями и шишками бомб и ядер и прочих новообретаемых инвенций».

Эти изобретения, применявшиеся в Петербурге, Москве, Киеве, Выборге, Риге и других городах, позволили без переливки дать вторую жизнь повреждённым пушкам. Восстановленные А. К. Нартовым артиллерийские орудия успешно выдерживали испытания: «И оная зачинка как при артиллерии, так и при Адмиралтействе и при знатном генералитете и других высокоповеренных персонах многими и чрезвычайными выстрелами и ядрами, картечами и сеченою дробью, а при Адмиралтействе и с книпелями пробована. И явились твёрдыми и надёжными, напротив чего в новых местах в металле от чрезвычайной стрельбы раковины делались, а зачинка устояла».

Следует отметить то, что большинство изобретений Нартова не были лишь более совершенными формами ранее известных конструкций, машин, технологических процессов, а являлись вообще первыми в мире техническими решениями.

В их числе и стрельба из пушек «вне калибра», и подъёмный винт с градусной шкалой для установки у артиллерийских орудий угла возвышения, и оптический прицел – родоначальник всей современной стрелковой и артиллерийской оптики. А. К. Нартов принимал участие в создании знаменитых «единорогов» – гаубиц, остававшихся на вооружении русских крепостей вплоть до начала XX в.

А. К. Нартов сыграл выдающуюся роль в развитии русской артиллерии, много способствовав тому, чтобы она стала в XVIII в. лучшей в мире.

Семилетняя война 1756—1763 гг., начавшаяся в год смерти Нартова, показала преимущество русской артиллерии над прусской. А ведь армия Фридриха II считалась лучшей в Европе.

Экономический эффект изобретений Нартова был столь огромен (только способ «заминки раковин» в орудийных стволах, по подсчётам 1751 г., позволил сэкономить 60 323 рубля), что 2 мая 1746 г. был издан указ о награждении А. К. Нартова 5 тысячами рублей. (По В. О. Ключевскому 1 рубль 1750 г. равнялся 9 рублям 1880 г.)

С 10 января 1745 по 1 января 1756 г. Нартов с помощниками возвратил в строй 914 пушек, гаубиц и мортир.

Кроме того, он изобретал и строительную технику, и новые конструкции шлюзовых ворот (1747 г.).

До самой смерти А. К. Нартов неустанно трудился для русской науки и воспитывал новых русских специалистов.

В Петровской токарне, превращённой А. К. Нартовым в академические мастерские, его дело в области техники и особенно приборостроения продолжил М. В. Ломоносов, а после его смерти – И. П. Кулибин.

Свою книгу о токарных станках – «Театрум Махинарум, то есть Ясное зрелище махин» Нартов предполагал «объявить в народ», то есть напечатать его и сделать доступным всем токарям, механикам, конструкторам.

В этом труде Нартов тщательно описывал множество станков, предназначенных для самых различных целей, давал их чертежи, составлял пояснения, разрабатывал кинематические схемы, описывал применявшиеся инструменты и выполненные изделия. Всему этому Нартов предпослал теоретическое введение, касающееся таких принципиальных вопросов, как необходимость сочетания теории и практики, необходимость предварительного построения моделей станков до их изготовления в натуре, учёт сил трения и т. п. А. К. Нартов раскрыл все тайны токарного дела того времени.

«Театрум Махинарум» был закончен Нартовым незадолго до смерти. Его сын собрал все листы рукописи, переплёл и приготовил её для поднесения Екатерине II. Рукопись была передана в придворную библиотеку и там пролежала в безвестности почти двести лет.

До конца жизни А. К. Нартову мешали работать, подолгу задерживали выплату жалованья, обходили при присвоении очередных чинов, отнимали время на никчемные поручения.

Осенью 1950 г. в Ленинграде, на территории давно упразднённого кладбища, существовавшего с 1738 г. при церкви Благовещенья, была найдена могила А. К. Нартова с надгробной плитой из красного гранита с надписью: «Здесь погребено тело статского советника Андрея Константиновича Нартова, служившего с честию и славою государям Петру Первому, Екатерине Первой, Петру Второму, Анне Иоанновне, Елизавете Петровне и оказавшему отечеству многие и важные услуги по различным государственным департаментам, родившегося в Москве в 1680 году марта 28 дня и скончавшегося в Петербурге 1756 года апреля 6 дня». Надгробная плита, обнаруженная под слоем земли толщиной около 10 см, и останки А. К. Нартова перенесли в некрополь (Лазаревское кладбище) Александре-Невской лавры и перезахоронили рядом с могилой М. В. Ломоносова.

Однако указанные на надгробной плите даты рождения и смерти не точны. Изучение сохранившихся в архивах документов (послужной список, заполненный лично самим А. К. Нартовым, церковная запись о его погребении, доношение его сына о кончине отца) даёт основания считать, что Андрей Константинович Нартов родился 28 марта (7 апреля) 1693 г. и скончался не 6, а 16 (27) апреля 1756 г.

По-видимому, надгробная плита изготовлялась спустя некоторое время после похорон и даты на ней давались не по документам, а по памяти, в связи с чем и возникла ошибка.

Едва только Андрей Константинович Нартов скончался (16) 27 апреля 1756 г., как в «Санкт-Петербургских ведомостях» появилось объявление о распродаже его имущества для покрытия долгов. После Нартова остались долги «партикулярным разным людям до 2000 руб. да казённого 1929 рублев». Никто даже не попытался как-то отметить его память. Но история не забыла и не может забыть великого изобретателя, замечательного новатора техники России.

Иван Петрович КУЛИБИН (1735—1818)

Один из самых выдающихся русских изобретателей и механиков Иван Петрович Кулибин родился 21 апреля 1735 г. в Нижнем Новгороде в семье мелкого торговца мукой.

«Выучка у дьячка» – его единственное образование. Отец надеялся сделать из своего сына купца, но юношу увлекали занятия механикой, в этой области его исключительные способности проявились очень рано. Он изготавливал модели механизмов, сооружений, судов. Всё свободное время проводил в мастерских ремесленников, на пристанях, в кузницах, на мельницах, изучая действие механизмов.

В саду при отцовском доме был гнилой пруд. Юный Кулибин придумал гидротехническое устройство, при помощи которого воду с соседней возвышенности он направил в бассейн, а оттуда в пруд; избыток воды вытекал из пруда, ставшего проточным и пригодным для разведения рыбы.

На восемнадцатом году жизни Кулибин впервые увидел домашние стенные часы. Как-то он зашёл к соседу – купцу Микулину и застыл от удивления. На стене висели деревянные часы с огромными дубовыми колёсами. Вдруг дверцы часов распахнулись, и оттуда выскочила деревянная кукушка, прокуковала несколько раз, сколько времени показывала стрелка на циферблате, и тут же скрылась. Кулибин был просто потрясён.

Он стал изучать сложные башенные часы с курантами и показом движения небесных светил, построенные и установленные русскими мастерами на колокольне Строгановской церкви в Нижнем Новгороде, внимательно рассматривал механизмы всех часов, где бы их ни пришлось ему увидеть.

Однажды ему довелось побывать в Москве, где он увидел много часовых мастерских и часовщиков. Здесь молодой Кулибин приобрёл новые навыки в часовом ремесле и купил ряд инструментов для работы. Позже Кулибин вспоминал:

«Потом имел случай быть в Москве за гражданским делом и по охоте своей ходил к одному часовому мастеру, раз до пяти был у него, времени по получасу и по часу, видел там стенные и карманные часы в починке и купил у него испорченную резальную колёсную махину, да токарный маленький лучковый станок. По приезде в дом в свободное время оную махину починил и начал учиться делать с кукушкою (т. е. с кукушкой) деревянные часы, прорезывая сбоку зубцы особливым образом, и по совершении оные продал. Потом делал деревянные кручи и отдавал литейщикам отливать по ним медные колёса; при том же сделал токарный с колесом станок и часть других инструментов, отдавая кузнецам отковывать из стали по образцам штучки, и в оном станке точил медные колёса я делал c кукушкою же часы медные».

После этого Кулибин научился ремонтировать карманные часы, а затем начал брать в починку часы самых разнообразных конструкций и таким образом зарабатывать средства на жизнь. Но он не просто ремонтировал старые часы или придумывал и конструировал новые. Кулибин стремился под свои занятия часовым делом подвести солидную теоретическую базу.

Он разыскивал и изучал сочинения по механике. Его внимание привлекали заметки об открытиях и изобретениях, печатавшиеся в «Примечаниях» к «Санкт-Петербургским ведомостям». Особенно помогла ему изданная в 1738 г. В. Адодуровым книга «Краткое руководство к познанию простых и сложных машин, сочинённое для употребления российского юношества». Также он тщательно изучил ряд сочинений Ломоносова.

Кулибин овладел в совершенстве часовым делом и начал изобретать и изготавливать всё более замечательные часы. Они и принесли ему славу. Однажды ему довелось ремонтировать дорогие и сложные часы «с репетициями» у самого губернатора.

Молодой нижегородский часовщик-изобретатель стал известен уже далеко за пределами своего города. Отовсюду стали привозить Кулибину сломанные часы для починки. Но его увлекали не только они. Его мысль работала над проектами создания многих других машин, механизмов и приборов.

Кулибин сделал два телескопа, микроскоп и электрическую машину. Чтобы оценить эти работы, следует помнить, что изготовление сплава для зеркал было тогда секретом английских мастеров. Секрет Кулибин разгадал самостоятельно.

Неизвестно, когда у Кулибина возникла мысль сделать часы, каких ещё не видели ни в России, ни за границей. Денег у изобретателя не было, но о попытке создания невиданных часов прослышал богатый волжский купец Костромин, большой приятель отца Кулибина, человек любознательный и просвещённый. Он и предложил Кулибину свою помощь: деньги на материалы и инструменты, а также взялся содержать всю семью изобретателя и его помощника Пятерикова вплоть до окончания работы.

В мае 1767 г. после почти трёх лет упорного труда Кулибин почти закончил изготовление своих удивительных часов. «Видом и величиною между гусиным и утиным яйцом», они были заключены в затейливую золотую оправу.

К тому времени прошёл слух, что Екатерина II захотела посетить Нижний Новгород. Купец Костромин очень заволновался. Он приказал Кулибину закончить часы обязательно к приезду Екатерины II. Купец решил, что если уж представляться императрице, то следует её приветствовать торжественной одой. Поэтому велел Кулибину сочинить и оду. Тот и оду сочинил и часы собрал. Но... часы не шли. Купец был вне себя от ярости, Екатерина II должна была приехать через день.

Кулибин заперся с учеником в мастерской, вновь полностью разобрал часы и собрал их к приезду императрицы. Они пошли.

Часы, преподнесённые в дар Екатерине II, были столь замечательны, что изобретателя вызвали в Петербург и назначили в конце 1769 г. руководителем механических мастерских Академии наук.

Часы Кулибина, состоявшие из 427 миниатюрных деталей тончайшей работы, имели часовой, боевой и курантовый механизмы. Каждый из этих механизмов имел свой особый суточный завод. Отсчитывая часы и минуты, часы били каждый час, полчаса и четверть часа. Кроме того, особый механизм приводил в действие фигуры крохотного театра-автомата, устроенного в часах. На исходе каждого часа створчатые дверки открывали «златой чертог», в котором автоматически разыгрывалось представление, сопровождаемое музыкой и звоном колоколов. При помощи особых стрелок можно было вызывать действие театра-автомата в любой момент. Часы воспроизводили различную музыку: духовные стихи и гимн, сочинённый в честь императрицы самим Кулибиным. Это один из самых удивительных автоматов, известных в истории.

Купцу Костромину за меценатство была выдана серебряная кружка с надписью: «За добродетель его, оказанную над механиком Иваном Петровым, сыном Кулибиным...» Да за то же – тысяча рублей награды, что вполне окупило расходы на содержание всей кулибинской семьи.

В Петербург Кулибин привёз электрическую машину, микроскоп и телескоп своей работы, изготовление которых потребовало решения сложных задач по составлению рецептуры сплава для металлических зеркал, получению этого сплава, шлифовке зеркал и линз. Свои творения он положил к ногам императрицы.

К этому времени он самостоятельно овладел основами технических знаний и чертёжным делом.

С переездом в столицу наступили лучшие годы в жизни Ивана Петровича. Он оказался в самом центре развития русской науки и мог постоянно общаться с академиками и другими выдающимися людьми.

В академических мастерских, которыми он стал руководить, работали замечательные мастера, воспитанные А. К. Нартовым и М. В. Ломоносовым.

Но судьба Кулибина была по-своему трагической: многое из того, что он изобрёл, так и осталось непретворённым в жизнь. Многие высокопоставленные лица всё время стремились превратить Кулибина в придворного механика, требуя от него создания механизмов, предназначенных для развлечения и удовлетворения их прихотей.

Работать было очень трудно из-за волокиты, возникавшей на каждом шагу при получении материалов и средств. Помощников Кулибина и его самого постоянно отвлекали для выполнения пустых затей, устройства фейерверков и т. п.

Длительная канцелярская волокита началась с первых же дней по его приезде в Петербург. Оформление в должности закончилось только 13 января 1770 г., когда Кулибин подписал «кондицию» – договор о его обязанностях на академической службе.

Он должен был: «иметь главное смотрение над инструментальною, слесарною, токарною и над тою палатою, где делаются оптические инструменты, термометры и барометры». Его обязали также: «чистить и починивать астрономические и другие при Академии находящиеся часы, телескопы, зрительные трубы и другие, особливо физические инструменты от Комиссии (то есть от руководящего органа Академии) к нему присылаемые». «Кондиция» содержала также особый пункт о непременном обучении Кулибиным работников академических мастерских: делать нескрытное показание академическим художникам во всём том, в чём он сам искусен.

Предусмотрена была также подготовка определяемых к Кулибину для обучения мальчиков (ему платили по сто рублей за каждого ученика), которые «сами без помощи и показания мастера в состоянии будут сделать какой-нибудь большой инструмент, так, например, телескоп или большую астрономическую трубу от 15 до 20 футов, посредственной доброты».

За руководство мастерскими и работу в них И. П. Кулибину положили 350 рублей в год, предоставив ему право заниматься во вторую половину дня его личными изобретениями.

Так Кулибин стал «Санкт-Петербургской академии механиком». Теперь его деятельность, богатая открытиями и изобретениями, была насыщена и мучительными переживаниями от того, что ему мешали сосредоточиться на своём творчестве и воплотить в жизнь лучшие из его изобретений и проектов.

И. П. Кулибин работал в Академии более тридцати лет и стал непосредственным продолжателем трудов А. К. Нартова и М. В. Ломоносова, много сделавших для развития академических мастерских и уделявших им особенное внимание.

К моменту вступления Кулибина в должность руководителя академических мастерских они были оснащены первоклассным по тому времени оборудованием, располагали весьма квалифицированными мастерами, обладавшими высокой технической культурой. Постоянное общение с выдающимися учёными окрыляло мысль изобретателя, и именно благодаря этому он смог с таким успехом решать большие технические проблемы.

Он изучал «Диоптрику» и другие оптические труды Л. Эйлера, знал труд Н. И. Фуса по телескопам, сочинение академика С. К. Котельникова, излагающее учение о равновесии и движении тел, а также о трении и т. д. Это наталкивало его на новые технические идеи.

С самого начала своей работы в академических мастерских Кулибин взялся за их оснащение ещё более совершенным оборудованием. Много приспособлений, инструментов и станков было создано им самим. Одновременно он привлекал новых работников и учеников.

«Сделано И. П. Кулибиным» – эту марку можно поставить на многих научных приборах, использовавшихся в России во второй половине XVIII в.: «инструменты гидродинамические», «инструменты, служащие к деланию механических опытов», инструменты оптические и акустические, готовальни, астролябии, телескопы, подзорные трубы, микроскопы, «электрические банки», солнечные и иные часы, ватерпасы, точные весы и многие другие.

«Инструментальная, токарная, слесарная, барометренная палаты», работавшие под руководством И. П. Кулибина, снабжали разнообразнейшими приборами учёных, академические научные экспедиции, многие учреждения: Кабинет его величества, Коммерц-коллегию и др. Многие приборы и инструменты поступали также в продажу.

Составленные им многочисленные инструкции учили тому, как обращаться с самыми сложными приборами, как добиться от них наиболее точных показаний. «Описание, как содержать в порядочной силе электрическую машину», написанное Кулибиным, – только один из примеров.

«Описание» было составлено для академиков, изучавших электрические явления, просто, ясно и строго научно. Кулибин указал здесь все основные правила обращения с прибором, способы устранения неисправностей, приёмы, обеспечивающие наиболее эффективное действие прибора.

Помимо инструкций, Кулибин составлял также научные описания приборов, как например, «Описание астрономической перспективы в 6 дюймов, которая в тридцать раз увеличивает и, следовательно, юпитеровых спутников ясно показывать будет».

Изготовление и ремонт телескопов, как и микроскопов самых различных конструкций, составляли важную часть работы Кулибина в академических мастерских. Члены Академии высоко ценили приборы, сделанные Кулибиным. Так, в одном из протоколов собрания Академии за 1773 г. отмечалось: «Осмотрены вновь сделанные механиком Кулибиным электрические машины и найдено, что сделаны они очень хорошо и очень сильны».

Из учеников и помощников Кулибина особо следует отметить Шерсневского, оптиков Беляевых, слесаря Егорова. Кулибин создал при Академии образцовое производство физических и иных научных инструментов. Он не только непрерывно совершенствовал ранее существовавшие, но и создал новые, невиданные прежде приборы.

При этом он использовал опыт передовых техников и учёных. Вместе со знаменитым академическим оптиком И. И. Беляевым и своим воспитанником И. Г. Шерсневским он предпринял попытку сконструировать первый опытный экземпляр ахроматического микроскопа. Необходимые расчёты для изготовления этого прибора выполнил прославленный математик Л. Эйлер. Конструируя, например, электрические машины, Кулибин всегда вносил в их устройство много нового и оригинального. Построенный им электрофор, использовавшийся академиком В. Л. Крафтом для исследований электричества, отличался очень большими размерами и являлся, по-видимому, самым большим из всех тогда существовавших.

Одной из особенностей творчества Кулибина является то, что он сочетал самое изобретательство и конструирование с разработкой всего технологического процесса. Он тщательно разрабатывал технологию изготовления всех деталей, вплоть до мельчайших.

Его приёмы вызывают удивление современных конструкторов и технологов. Для изготовления мелких чертежей, он, например, использовал игральные карты, так как их бумага оказалась пригодной для нанесения тончайших линий путем вдавливания бумажных волокон при помощи специального инструмента. Эти чертежи, сохранившиеся до наших дней, столь тонки и мелки, что их можно рассматривать лишь при помощи лупы и под специальным углом к источнику света. На них нанесены изображения миниатюрных деталей в натуральную величину. Это в прямом смысле слова не обычные чертежи, а эталоны для изготовления точнейших механизмов.

Кулибин разработал технологию изготовления точных часов. Он создавал часовые механизмы самых различных размеров и форм, для самых разнообразных целей, от огромных башенных часов до самых миниатюрных, размещаемых в перстне.

Опираясь на свои изобретения и исследования, он сконструировал астрономические карманные часы, отличающиеся особой точностью хода. В этих часах он применил изобретённое им компенсационное устройство нового типа. Стрелки этих часов показывали времена года, месяцы, дни, часы, минуты, секунды. Также был предусмотрен показ фаз Луны и часов восхода и захода Солнца в Петербурге и Москве. В одном из вариантов этих карманных часов Кулибин предполагал применить стрелку, отмечающую четверти секунды. Правда, изобретателю не удалось довести этот замысел до конца.

Разрабатывая теорию и практику техники точного измерения времени, Кулибин далеко опередил всех своих современников. Опыт, накопленный им при проектировании и постройке часов, он успешно использовал для решения задач во многих других отраслях: в строительной технике, на транспорте, в области связи, в сельском хозяйстве...

Он разработал замечательные проекты в области мостостроения, далеко опередившие всё, что было тогда известно в мировой практике.

Кулибин изобрёл подъёмное кресло для императрицы, приборы для открывания дворцовых окон, игрушки-автоматы для развлечения. Основные же его изобретения отправляли как «курьозы» в кунсткамеру.

Уже вскоре после своего приезда в Петербург Кулибин обратил внимание на большие неудобства, вызываемые отсутствием постоянных мостов через Неву. Имевшиеся тогда наплавные мосты на баржах затрудняли прохождение судов и не обеспечивали безопасного движения людей.

В конце 1770 г. он писал: «С начала моего в Санкт-Петербург приезда ещё прошлого, 1769 года, усмотрел я в вешнее время по последнему пути на реках, а особливо по Большой Неве, обществу многие бедственные приключения. Множество народа, в прохождении по оной имея нужды, проходят с великим страхом, а некоторые из них и жизни лишились: во время шествия сильного льда вешнего и осеннего перевоз на шлюпках бывает с великим опасением, и продолжается оное беспокойство чрез долгое время. Да когда уж и мост наведён бывает, случаются многие бедственные и разорительные приключения, как-то от проходу между часто стоящих под мостом судов, пловущим сверху судам и прочему. Соображая я все оные и другие неудобства, начал искать способ о сделании моста».

Идея о создании постоянного моста через Неву долго не давала покоя Кулибину.

Большая глубина реки, её быстрое течение и бурные весенние ледоходы привели его к решению отказаться от сооружения для моста промежуточных опор. Таким образом, перед ним вставала грандиозная и небывалая в истории мостостроения задача – разработать конструкцию однопролётного моста, перекрывающего почти 300-метровую ленту реки. За основу он взял арочный мост, концы которого опираются на берега реки. Но уже известные мосты (Делаварский в Америке, Рейнский у Шиффгаузена) имели пролёты 50—60 м, а Веттингенский в Швейцарии – 119. Кулибин же предлагал однопролётную деревянную арку длиной 300 м!

В 1771 г. он предложил первый вариант своего проекта, к концу следующего года – второй. И в обоих случаях он строил модели мостов и испытывал их под нагрузкой. Но первый вариант, хотя и успешно испытанный на модели в 1/40 натуральной величины, показался академикам «сумнительным».

При разработке второго варианта Кулибин, по сути дела, эмпирически создал «метод верёвочного многоугольника» или многоугольника Вариньона, при помощи которого решил проблему определения формы арки при данных скрепляющих усилиях. Но работы Вариньона вышли намного позже – в 30-е гг. XIX в.

Пока Кулибин обдумывал и чертил второй вариант моста, пришла идея – облегчить среднюю часть пролёта, что уменьшит величину распора. Он не знал, что эта находка – открытие и навсегда войдёт в обиход мостостроения.

Также Кулибин предложил способ пересчёта с модельных испытаний на натуру, и это было значительным шагом вперёд в технике мостостроения.

К 1774 г. Кулибин разработал третий вариант проекта.

Длина арки достигала 298 м. Она состояла из 12 908 деревянных элементов, скреплённых 49 650 железными болтами и 5500 железными четырёхугольными обоймами. На берегах концы арки моста должны были опираться на каменные фундаменты высотой почти 14 м, шириной свыше 53 м. Проезд на мост должен был производиться по особым длинным въездам с относительно небольшой крутизной. Ширина проезжей части моста по проекту превышала 8 м.

Кулибин не только создал конструкцию моста, но и тщательно обдумал план проведения целого ряда опытных испытаний, на основе которых он предполагал вести сами строительные работы. Предварительные испытания были необходимы, так как в практике мостостроения ничего подобного ещё не применялось.

В мае 1775 г. изобретатель приступил к постройке модели моста соответственно третьему варианту проекта в 1/10 натуральной величины. Завершил он эту работу в октябре 1776 г.

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.