И. П. КУЛИБИН —МЕХАНИК ПЕТЕРБУРГСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

kulibin

Как видно из сказанного, различные стороны деятельности Кулибина были тесно связаны с тематикой научных исследований, а также другими сторонами деятельности Академии наук. Многие люди науки, с которыми долгие годы работал Кулибин, в многом помогали ему в его формировании и росте. Они часто общались с ним, давали ему советы, оказывали поддержку и помощь. В свою очередь и Кулибин много помогал ученым в их экспериментальной работе: изготовляя рассчитанные ими приборы, снабжая их новейшей аппаратурой, обучая их обращению с различными установками, созданными в Академии наук.

Но в Академии наук были и другие люди. Это был круг людей, близких к подлинным хозяевам Академии наук — ее директорам. За время работы Кулибина в Академии их сменилось несколько. После В. Г. Орлова (1766—1774) и С. Г. Домашнева (1775—1782) Академией длительный срок управляла Е. Р. Дашкова (1783—1796).

Все эти директора были приближенными ко двору людьми, представителями тех реакционных дворянских кругов, влияние которых на всю политику правительства Екатерины II особенно усилилось в 80х и 90х годах XVIII в. Директора в Академии поддерживали и приближали к себе тех ученых, которые не желали и боялись, как и они сами, распространения научных знаний в народе, развития науки в России. Это особенно относилось к Дашковой. Она не взлюбила Кулибина и чрезвычайно затрудняла его работу в Академии. Нисколько не облегчали его положения внешние знаки внимания, которыми дарила Кулибина Екатерина II.

Помимо этих трудностей, Кулибину пришлось столкнуться и с другими; хотя многие из русских академиков и занимались вопросами технической практики в Академии, однако не было специальных лиц, целиком посвятивших себя развитию технических знаний.

В таких условиях особую роль играли существовавшие при Академии наук мастерские, занятые изготовлением различных научных приборов. Руководители этих мастерских наряду со своими прямыми обязанностями должны были выполнять и ряд других. Вместе с академиками различных специальностей им приходилось принимать участие в рассмотрении изобретений и технических проектов, поступавших в Академию наук, давать консультации по самым различным техническим вопросам, обучать и экзаменовать специалистов, присылаемых в Академию наук из различных ведомств, изобретать различные новые механизмы и приборы. Руководитель академических мастерских должен был обладать не только обширными, почти энциклопедическими знаниями в области различных ремесл, но и быть человеком с широким техническим кругозором.

На этот ответственный пост и был назначен И. П. Кулибин. К тому времени, когда он пришел сюда, академические мастерские насчитывали несколько десятков лет существования. В них работали мастера высокой квалификации. Предшественниками Кулибина на этом посту были крупные техники. Почти двадцать лет (с 1735 по 1756 г.) в качестве руководителя этих учреждений работал один из лучших русских специалистов механического и инструментального дела, конструктор и изобретатель Андрей Константинович Нартов (1680—1756).[93]

Первым руководителем мастерских был выписанный из Саксонии ИоганнГеорг Лейтман — крупный специалист в области точной механики и оптики.[94] Но еще до приезда

Лейтмана в Россию в Академии работали опытные мастера: оптик И. Е. Беляев и мастер математических инструментов И. И. Калмыков, у которых были ученики — И. И. Беляев и П. О. Голынин.[95] Лейтман с помощью привезенного изза рубежа оборудования наладил производство различных инструментов, необходимых для научных исследований: зажигательных стекол, зрительных труб, микроскопов, зеркальных телескопов, точных пробирных весов. Постепенно число русских мастеров, работавших в академических мастерских, увеличивалось и из их среды выдвинулась большая группа талантливых и знающих приборостроителей. Мастерство и знания Ф. Н. Тирютина, Н. Г. Чижова, А. И. Колотошина, Е. К. Карпова, П. Д. Кесарева и других позволили им глубоко вникать в замыслы отечественных ученых — их заказчиков — и не только создавать замечательные по точности приборы обычных типов, но и оригинальные, сконструированные академическими учеными.

Нужно отметить, что вместе с отечественными мастерами, выходцами из народа, в мастерских Академии наук работали и высококвалифицированные специалисты по приборостроению, приглашенные изза рубежа. О том, как обстояло здесь дело уже в первые годы после начала работ Мастерских, можно судить по отзыву профессора экспериментальной и теоретической физики ГеоргаБер нарда Бюльфингера, который, приехав к себе на родину в Тюбинген, в своей публичной речи «О достопримечательностях города Петербурга» сказал: «Искуснейшие вещи делаются в С.Петербурге. На вопрос об этом в обществах я уже неоднократно отвечал… что трудно отыскать искусство, в котором я не мог бы назвать двух или трех отличнейших мастеров в Петербурге».[96]

Успеху мастерских Академии наук содействовало и то обстоятельство, что они располагали не только высококвалифицированным персоналом, но и первоклассным для того времени оборудованием. Стараниями всех работавших здесь мастеров инструментальные палаты были уже в первые годы своего существования снабжены токарными, сверлильными и небольшими строгальными станками.

Здесь применялись делительные машины, а также другие инструменты, необходимые для выполнения различных, главным образом слесарных работ.1‘

С приходом в мастерские в 1735 г. А. К. Нартова их оборудование было пополнено и отремонтировано. Мастерским были переданы сконструированные и построенные им станки из царской токарни в Преображенском. Наряду с переоборудованием мастерских Нартов взялся за составление рукописи, «содержащей описание и подлинное механическое доказательство всех механических и математических токарных дел махин и инструментов, имеющихся в кабинете Петра I».[97] Одновременно с работой в мастерских Академии Нартов вел обширную изобретательскую и конструкторскую работу [98] и принимал участие в экспертизе многих технических проектов, представленных в Академию наук. Все эти дела не мешали Нартову принимать самое активное участие в жизни Академии наук и поддерживать М. В. Ломоносова в его борьбе за развитие отечественной науки.

В 1742 г. Нартов объединил все мастерские, существовавшие при Академии, в одну общую «Экспедицию лаборатории механических и инструментальных наук». В ее состав вошли: отделение для шлифовки и отделки камней, оптическая мастерская и собственно механическое и инструментальное отделения.

В мастерских Петербургской Академии наук вырастали замечательные мастераприборостроители. В 40х годах XVIII в. здесь работал мастер П. А. Голынин. Он изготовлял научные инструменты не только для академических экспедиций, Астрономической обсерватории, Географического департамента, гимназии Академии и других ее учреждений, но и по заказам отдельных академиков. Особенно tjacTO Голынин выполнял заказы М. В. Ломоносова. Так он изготовил для Ломоносова один из микроскопов, приборы для «магнитных опытов и обсерваций» и ряд других аппаратов.

В 1746 г. Голынин умер и его место занял талантливый приборостроитель Ф. Н. Тирютин. Свыше двадцати лет работал Тирютин в Петербургской Академии наук. Время его работы совпало с расцветом научной деятельности М. В. Ломоносова, который был для него заказчиком и учителем в области приборостроения. Тирютин изготовил для Ломоносова большое число разных инструментов и приборов (в том числе и оригинальные приборы для физического кабинета и химической лаборатории Академии). Он принимал участие в изготовлении оборудования для УстьРудицкой фабрики Ломоносова и принял активное участие в восстановлении, точнее в постройке вновь большого Академического глобуса, сгоревшего во время пожара в здании Кунсткамеры в 1747 г. и позже восстановленного.

Оставила значительный след в истории отечественного приборостроения деятельность Н. Г. Чижова — преемника Ф. Н. Тирютина. В конце 50х годов он включился в работу инструментальной палаты и еще при жизни Тирютина сменил его на посту руководителя этого учреждения. Чижов также выполнял большое число заказов Ломоносова, в частности, изготовлял под его непосредственным руководством мореходные инструменты для экспедиции В. Я. Чичагова, которая должна была искать «проходу Северным океаном в Камчатку». В числе этих инструментов были и «ночезрительные» трубы, сконструированные Ломоносовым.[99]

Ученик Чижова П. Д. Кесарев был во времена Кулибина основным руководителем инструментальной палаты и его помощником.

Кроме инструментальной палаты, в Академии наук существовала и оптическая мастерская. Этой мастерской Ломоносов передавал особенно много заказов. Основателем оптической мастерской был петровский оптик И. Е. Беляев, поэтому ее часто называли «беляевской мастерской».

После его смерти место оптика Академии занял И. И. Беляев — его сын, который скоро взял к себе в помощники своего младшего брата А. И. Беляева. Мастерская быстро развивалась и выполняла самые разнообразные заказы для «оптической каморы» физического кабинета и на продажу. Беляевы выполнили много заказов Ломоносова. Вероятно, они принимали участие в постройке ломоносовских оптических приборов: «катоптрикодиоп трического зажигательного инструмента»,[100] микроскопа оригинальной конструкции,[101] «машины, через которую узнать можно рефракцию светлых лучей, проходящих сквозь жидкие материи» (т. е. рефрактометр),[102] «ночезрительной» трубы, или «ночегляда»,[103] «горизонтоскопа»,[104] «ночного полемоскопа»,[105] «батоскопа» [106] и нескольких кон « 28 струкции зеркальных телескопов.

Ломоносов буквально засыпал академическую оптическую мастерскую заказами, и это обстоятельство несомненно содействовало тому, что число мастеров здесь было к 60-м годам XVIII в. увеличено до пяти человек.

Оптическая мастерская была к этому времени оборудована несколькими высокопроизводительными стекло-шли фовальными станками. Здесь изготовлялись и ремонтировались многие известные тогда оптические инструменты.[107]

Таковы были мастерские Академии наук в первой половине XVIII в. Работавшие в них первоклассные мастера передали свой опыт и знания Е. К. Карпову, П. Д. Кесареву и многим другим приборостроителям второй половины XVIII в., которым пришлось решать новые сложные вопросы. Уже в 70х годах Кесарев, например, полностью овладел искусством изготовления новейших тогда приборов— электростатических машин и других аппаратов, которые использовались в электростатике. Эти приборы и аппараты изготовлялись в мастерских Академии наук в таком количестве, что часть их шла на продажу. Большая школа, пройденная Кесаревым, помогла ему решать и другие сложные технические задачи.

Вот этими учреждениями и должен был руководить Иван Петрович Кулибин. Ему удалось вписать яркую страницу в историю отечественного приборостроения не только потому, что он еще в Нижнем Новгороде получил некоторый опыт в этой области, но и потому, что в мастерских Академии наук он нашел высокую техническую культуру, созданную несколькими поколениями отечественных мастеровприборостроителей и ученых. Эта высокая культура и мастерство сохранили Кулибину много сил, избавили его от необходимости тратить время на преодоление тех трудностей, с которыми он встречался в Нижнем Новгороде, когда ему приходилось изготовлять тот или иной точный механизм или инструмент.

В Петербурге он познакомился также со специализированными станками — приспособлениями, с помощью которых можно было легко изготовлять сложные детали различных машин и инструментов, и с технологическими приемами, которые были выработаны в приборостроении для более рационального выполнения многих производственных операций. Кулибин, таким образом, и с этой стороны был избавлен от той большой затраты труда и энергии, от тех ошибок и неудач, которые были бы неизбежны, если бы он не познакомился с техникой приборостроения в академических мастерских. Эту технику и опыт он широко применил не только в процессе работы в области приборостроения, но перенес и в другие области своей конструкторской и изобретательской деятельности. И если работа Кулибина в мастерских Академии наук сказалась на всей их деятельности, то в свою очередь нельзя недооценивать и того большого и благотворного влияния, которое испытал замечательный механик и изобретатель, работая в коллективе искусных мастеров, богатых не только своими знаниями и опытом, но и традициями, передаваемыми от поколения к поколению. Вместе с тем влиянием, которое оказывали на Кулибина работы академических ученых и личное общение с ними, в немалой мере способствовала его формированию как выдающегося техника и изобретателя и работа в инструментальных мастерских Академии наук.

ПЕТЕРБУРГСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ XVIII В

Более тридцати лет своей жизни отдал Кулибин службе в главном научном учреждении страны. Здесь он многое узнал, многому научился. Перед ним, провинциальным механикомчасовщиком, открылись новые широкие горизонты. Он оказался в среде, которая не могла быть равнодушной к его проектам, предложениям, изобретениям. Да и сам он, подготовленный к тому всей своей прежней жизнью, полной труда, размышлений и наблюдений, не оставался глух ко всему новому, что узнавал, о чем слышал.

Кулибин столкнулся во время работы в Академии наук с разными людьми: одни поддерживали в нем веру в свои силы, сочувственно относились к его проектам, другие отрывали его от работы и творчества, поручая выполнять заказы двора или мелочные сторонние заказы, нервируя его всякого рода формальными требованиями. И если в истории Академии наук в XVIII в. творчество Кулибина заняло определенное место, то и в жизни изобретателя работа в Академии сыграла значительную роль, обеспечив Кулибину общение с передовыми учеными. Можно с уверенностью сказать, что благодаря этому общению Кулибину удалось многое создать, с успехом поработать над решением важнейших технических проблем своего времени и стать одним из выдающихся представителей отечественной технической мысли.

К тому времени, когда Кулибин был принят в Петербургскую Академию наук, она представляла собой крупное научное учреждение, пользовавшееся не только всемирной известностью, но и начавшее оказывать значительное влияние на культурное и экономическое развитие страны.[83]При этом, однако, нельзя забывать о том, что правительственные круги стремились подчинить Академию тем требованиям, которые предъявлялись государственным аппаратом самодержавнокрепостнической России, и это, конечно, оказывало свое влияние на все стороны ее деятельности.

За несколько десятилетий, прошедших со времени ее основания, Петербургская Академия заняла одно из ведущих мест в мировой науке. С вниманием встречалось за рубежом появление новых томов роскошно изданных «Комментариев», а позже «Новых комментариев», «Актов» и «Новых актов» — журналов Академии, печатавшихся на латинском языке. Каждый из них содержал новые статьи М. В. Ломоносова, Л. Эйлера, Г.В. Рихмана, С. П. Крашенинникова, С.П. Палласа, И.Г. Гмелина и многих других отечественных ученых.

Ученые всего мира в XVIII в. считали честью для себя поднести Петербургской Академии наук свои труды, участвовать в конкурсах, которые она объявляла на наиболее актуальные научные темы, состоять в переписке с петербургскими академиками. В состав Академии наук на правах иностранных почетных членов в последней трети XVIII в. входили многие видные ученые из разных стран (философ Д. Дидро, натуралист Ж. Бюффон, химики Д. Блэк, И. Пристлей, Г. Кэвендиш, математик Ж. Лаг ранж, философ и математик Ж. Кондорсе, астроном Ф. Гершель, физик В. Франклин, философ Э. Кант и др.).

Наряду с учеными, избранными в состав Академий еще при Ломоносове (математиками С. К. Котельниковым, Н. Н. Мотонисом и Г. В. Козицким, астрономами Н. И. Поповым и С. Я. Румовским, физиком Ф.У.Т. Эди нусом, химиком И.Г. Леманом, анатомом А. П. Протасовым и др.), в числе членов Академии в последней трети XVIII в. были избраны ученые, оставившие заметный след в науке: натуралисты П. С. Паллас, И. И. Лепехин и Н. Я. Озерецковский, астроном П. Б. Иноходцев, минералог В. М. Севергин, химики Э. Г. Лаксман и Я. Д. Захаров, ботаник С.Г. Гмелин, анатом К.Ф. Вольф, математики М. Е. Головин, Н. И. Фус и С. Е. Гурьев, минералог И.Ф. Герман и др. В 1766 г. в Петербург вернулся из Берлина Л. Эйлер.

Сильно увеличилось и число русских почетных членов и членовкорреспондентов, что имело большое значение для научной деятельности Академии. Среди них были будущие академики — математик В. И. Висковатов, физик B.В. Петров и др. Последняя треть XVIII в. знаменуется развитием исследований по математике и механике в Петербургской Академии наук. Вокруг возвратившегося в Петербург Л. Эйлера группируются как старые (С. К. Котельников,

C.Я. Румовский), так и более молодые ученые (А.И. Лек сель, М. Е. Головин, Н. И. Фус). Несмотря на наступившую почти полную слепоту, великий математик продолжал напряженную исследовательскую работу, пользуясь помощью своего старшего сына или своих помощников. Его научные интересы были столь же широкими, как и в молодые годы. Он публикует многочисленные труды. Именно в это время (1768—1770 гг.) выпуском трех томов сочинения «Интегральное исчисление» он в основном завершает свой полный курс математического анализа. Впрочем, и в дальнейшем Эйлер продолжает разработку ряда отраслей анализа. Эти его работы составляют четвертый том «Интегрального исчисления». В 1768—1769 гг. Эйлер опубликовал на русском языке свой курс алгебры — «Универсальную арифметику», переведенную в дальнейшем на многие языки и оказавшую важное влияние на преподавание алгебры в средних школах всего мира. Продолжал Л. Эйлер и свои работы по механике, выпустив в свет в 1772 г. «Новую теорию движения Луны». В этом исследовании он рассмотрел вид дифференциальных уравнений, которые в значительно более простом виде «встречаются во множестве прикладных и технических вопросов».[84]

С. К. Котельников в 1770—1771 г.г. во втором томе своего перевода «Сокращения первых оснований математики» X. Вольфа, опираясь на труды Л. Эйлера, привел конспективное изложение начал дифференциального и интегрального исчисления. Эта книга была первым на русском языке руководством по математическому анализу.

Кулибин обращался к этой книге: в своих записках по оптике он писал о необходимости посмотреть «3ю и 6ю главу Вольфовой математики».[85]

Развивалась в Петербургской Академии наук и физика. Экспериментальные исследования по физике в последней трети XVIII в. проводились главным образом в Физическом кабинете, ряд приборов для которого был выполнен И. П. Кулибиным (о них мы скажем ниже). Научные достижения в области физики связывались главным образом с работами Л. Эйлера и Ф.У.Т. Эпинуса. Л. Эйлер много и с большим успехом работал в области оптики. Его работы были посвящены многим вопросам: устройству микроскопа и телескопа, улучшению объективов и зрительных труб, диоптрическим стеклам и др. Петербургская Академия в 1769—1771 гг. издала его трехтомный труд «Диоптрика», в котором Л. Эйлер подвел итоги своих обширных исследований по основным вопросам геометрической оптики, с большой полнотой дал расчеты ахроматических линз, телескопов, микроскопов и других оптических систем. Это сочинение Л. Эйлера было известно И. П. Кулибину, так, в своих записках по оптике он писал: «сверх того потолковать о сем в „Диоптрике»».[86] Знал Кулибин и другие сочинения Л. Эйлера по оптике.[87]

Теоретические работы Л. Эйлера привели его к попыткам создать ахроматический мискроскоп.[88] Однако его выводы, изложенные в III томе «Диоптрики», были недоступны мастерамконструкторам изза состояния оптической техники тех дней. Тем не менее, несмотря на огромные трудности, оптическая и инструментальная мастерские Академии наук, руководимые И. П. Кулибиным, в 1773— 1775 гг. занимались конструированием ахроматического микроскопа по указаниям Л. Эйлера (об этой работе Кулибина будет сказано ниже). Можно с уверенностью утверждать, что работы в мастерских Академии велись не на основе теоретических соображений, приведенных в III томе «Диоптрики», но при помощи конкретных расчетов, данных учеником Л. Эйлера Н. И. Фусом в его труде «Подробное наставление по приведению телескопов самых разнообразных видов к наивысшей возможной степени совершенства, извлеченное из диоптрической теории г. Эйлера старшего и доступно изложенное для всех мастеров этого дела. С описанием микроскопа, который можно считать наиболее совершенным в своем роде. . .».

Другим ученым, блестяще работавшим в области физики, был Ф.У.Т. Эпинус. В истории науки его имя связывается с изучением электростатических и магнито статических явлений. Приехав в Петербург весной 1757 г., он продолжал здесь свои экспериментальные исследования. Здесь им был опубликован сборник мемуаров о турмалине. В своем труде «Теория электричества и магнетизма» он попытался дать количественную теорию электростатических явлений и доказывал сходство электрических и магнитных явлений. В этом же сочинении Эпинус описал электрофор. Постройкой подобного прибора очень больших размеров, едва ли не самого большого в его время, занимался, как мы увидим позже, И. П. Кулибин.

В апреле 1784 г. Эпинус сообщил Академическому собранию об изобретенном им ахроматическом микроскопе. В дальнейшем он много занимался его усовершенствованием. Построить этот микроскоп удалось, однако, в 1808 г. под руководством физика Е. И. Паррота.

Находясь на службе в Академии наук Кулибину пришлось принимать участие в конструировании микроскопов различных систем и других научных приборов (об этой работе Кулибина будет сказано ниже). Члены Академического собрания высоко оценивали приборы, изготовленные Кулибиным. В протоколе собрания от 2 мая 1773 г. было сказано: «Осмотрены вновь сделанные механиком Кулибиным электрические машины и найдено, что сделаны они очень хорошо и очень сильны».[89]

Плодотворно работал на Кафедре физики в Академии наук академик В.Л. Крафт. Он опубликовал несколько работ: по теории электрофора, по описанию наблюдений над склонением магнитной стрелки и др. В 1779 г. на русском языке была издана книга Крафта по физике: «Начертание открытого прохождения опытныя физики, преподаваемые при Академии наук в пользу ее любителей. Часть 1я».

Занимались физическими исследованиями и другие ученые: Н. Фус, С. Румовский, П. Иноходцев, Н. Озерец ковский, П. Паллас и Э. Лаксман.

Развитию астрономической науки в Академии наук в последней трети XVIII в. содействовали выдающиеся исследования Л. Эйлера. Его фундаментальная астрономическая работа «Теория движения Луны» явилась ответом на самые жгучие вопросы практики, так как изучение движения Луны давало возможность составить таблицы угловых расстояний Луны от Солнца и других небесных светил. Эти таблицы были в то время единственным средством, дающим возможность определить долготу на море. Исследование Л. Эйлера имело огромный успех. Крупнейший ученый тех дней Д. Бернулли писал 8 июня 1771 г. сыну Л. Эйлера: «Я приношу Вам тысячу поздравлений и тысячу Вашему отцу с поразительным успехом, которого этот несравненный математик добился в конечном счете в теории Луны. Признаюсь, что такой полный успех всегда казался мне невозможным.. . Какая слава для него, для его потомков, для Академии, для нашего века».[90]

С большим успехом в области астрономии работали и другие ученые — члены нашей Академии (Н. И. Попов, С. Я. Румовский, Г.М. Ловиц, П. Б. Иноходцев, А.И. Лексель). Имея их в своем составе, Академия могла организовать и астрономические экспедиции, которые в свою очередь содействовали развитию отечественной науки. Хотя основное оборудование для этих экспедиций было закуплено за границей, однако немало всякого рода инструментов для них было изготовлено и отремонтировано в мастерских Академии, руководимых Кулибиным.

Так же обстояло дело и с «физическими экспедициями», которые Петербургская Академия наук организовала одновременно с астрономическими. Задачи этих экспедиций были значительно шире и охватывали изучение естест венноисторических, этнографических, экономических и некоторых других вопросов.

«Физические экспедиции» охватили огромную территорию от берегов Белого моря до южных берегов Каспийского моря и от побережья Балтийского моря до границ Китая. Отдельные отряды этих экспедиций побывали в Персии и на Кавказе (который тогда не входил в состав России), на Мезени и Печоре, в Кяхте и на Байкале, Барабинской степи и на Алтае.

«Физические экспедиции» дали исключительный по богатству материал для развития различных отраслей научных знаний в России. И эти экспедиции, как свидетельствуют дошедшие до нас документы, снабжались многими научными инструментами, изготовленными в мастерских Академии наук под руководством Кулибина.

Развивались в Петербургской Академии наук и другие естественнонаучные дисциплины: география, минералогия, геология, анатомия, зоология и ботаника.

Некоторым вниманием в Петербургской Академии наук пользовались и технические вопросы. Хотя ученых, специально посвятивших себя техническим наукам, в последней трети XVIII в. в Академии не было, тем не менее в своих работах академические математики, физики, химики часто занимались вопросами, игравшими в дальнейшем большую роль в развитии техники. Так, например, Л. Эйлер был автором ряда работ по теории машин, в которых применил законы динамики к изучению машин. Много внимания уделил Эйлер теории гидравлического двигателя, изучению различных водоподъемных устройств, сооружению плотин, теории ветряных мельниц. Создав математическую теорию действия весел и парусов, он разработал теорию новых корабельных движителей (колесных и гребных). Великий математик работал также и над теорией водометных движителей. В 1775 г. он опубликовал небольшое исследование о применении энергии речного потока для движения кораблей. Привлекали внимание уже в то время его исследования по теории прочности, о профилировании зубчатых колес, о действии, пил, обработке оптических линз, о сваебойных копрах.[91] Работал он и над теорией трения.

Интересовались техническими вопросами и другие ученые— члены нашей Академии наук. При этом в их исследованиях поднимались такие вопросы, которые не нашли еще освещения в существовавшей тогда технической литературе. Увеличение числа инженерных сооружений, развитие судостроения, появление новых машин требовало учета сил трения. Еще в 1727 г. петербургский академик Г.Б. Бюльфингер опубликовал работу по трению скольжения, в которой излагал результаты своих опытов по определению коэффициентов трения на наклонной плоскости.

Можно думать, что тематика этих опытов была подсказана судостроительной практикой.

Размышлял над вопросами трения и М. В. Ломоносов, стремясь применить новые материалы в часовых механизмах для уменьшения трения.

Большой вклад в развитие науки о трении внес Л. Эйлер, который в своих работах, опубликованных в 1750 г., пришел к новому очень удобному способу определения коэффициента трения («О трении твердых тел»). Однако выводы Эйлера о природе сил трения были неправильными изза ошибочности исходных данных. В другом своем исследовании («Об уменьшении сопротивления трения») Эйлер изучил зависимость силы трения цапфы в подшипнике и рекомендовал применять цапфы с малыми диаметрами. Л. Эйлером была также создана теория трения гибких нитей. Его формула для трения гибкой нити о круглый цилиндр с успехом и без всяких изменений применяется и в наше время.[92]

В 1777 г. академик С. К. Котельников опубликовал сочинение под названием «Книга, содержащая в себе учение о равновесии и движении тел». Целая глава этой книги (XIV) была посвящена вопросу «о трении в махинах». В ней Котельников дал правильное определение трения и количественную характеристику этому явлению. При этом им были установлены некоторые важные положения, которые позже позволили создать теорию качения и гидродинамическую теорию смазки.

В марте—сентябре 1769 г. в Петербург из Финляндии была доставлена гранитная скала весом в 2500 т для пьедестала памятнику Петру I работы Фальконе. Так как скалу необходимо было доставить к водному пути на расстояние нескольких километров, было решено воспользоваться подкладными катками и плоскими металлическими шинами. Однако вскоре это решение было отвергнуто, так как вследствие большого трения потребовалась очень боль1 шая сила тяги. Тогда катки заменили шарами, а плоские шины — шинами с угловым желобом. Этим добились касания каждого шара в двух точках. Естественно, что потребная сила тяги бо1ла значительно меньшей. Для разворота на улицах построили поворотный круг в виде опорного шарикового подшипника огромных размеров. Вся работа была проведена очень успешно.

И. П. Кулибин, который уже во время своей работы с часами постоянно встречался с необходимостью уменьшить трение, не мог не проявить интереса к работам, ведущимся в Академии. Он несомненно был знаком с Котель никовым и его работой, а в его записках мы находим прямые указания на использование опыта перевозки пьедестала для памятника Петру I,12 которая была одним из первых случаев применения на практике огромных подшипников качения.

Вся работа по изучению трения (или часть ее) была известна И. П. Кулибину. Ведь он встречался с учеными, которые вели ее в Академии (Л. Эйлером, С. К. Котель никовым) и, вероятно, был знаком с их исследованиями (некоторые из них публиковались на русском языке). Он, наконец, наблюдая за перевозкой камня под памятник Петру I, мог познакомиться с применявшимися при этом методами. Вероятно, поэтому в дальнейшем изобретатель уделял большое внимание вопросам, связанным с уменьшением трения, при конструировании водоходных судов, часов, самоходной коляски, лифта и других механизмов. Он вводил во многие проектируемые им механизмы подшипники качения.

Кулибин несомненно знал и о тех технических изобретениях и усовершенствованиях, которые рассматривались Академией. Число таких вопросов все увеличивалось. Предложения об их рассмотрении поступали как от членов Академии, так и от изобретателей, работавших вне Академии. Довольно много технических вопросов ставилось по предложению правительственных органов.

На заседаниях Академического собрания рассматривались вопросы, связанные с развитием кораблестроения, изучались методы борьбы с пожарами, которые являлись подлинным бичом тогдашней России. По предложению Екатерины II, химики Академии (И.Г. Георги) должны

12 Рукописные материалы И. П. Кулибина, стр. 493.

были заниматься изучением причин самовозгорания, от которого происходили пожары на кораблях флота и военных складах.

Академик Э. Г. Лаксман провел большое число исследований, связанных с разработкой предложенного им нового технологического процесса варки стекла на природном сульфате натрия вместо поташа. Он же построил в Сибири (недалеко от Иркутска) первый завод по производству стекла, работавший по новой технологии.

И. П. Кулибин, участвуя в работах Петербургского стекольного завода, предложил ряд устройств для механизации производства стекла очень больших размеров.

В Академии наук решалась и задача организации производства оптического стекла. Начатая еще Ломоносовым, разработка рецептуры и технологии производства оптического стекла разных сортов, продолжалась и после его смерти несколькими поколениями академических физиков и химиков. Пробные варки оптического стекла по поручению Академии наук проводил и И. П. Кулибин.

Некоторое внимание уделялось Академией наук и устройству постоянных мостов через р. Неву и другие реки России. При рассмотрении проектов, представленных Академии наук, блестящую победу одержал проект И. П. Кулибина. Этот проект был поддержан Л. Эйлером, который благодаря проведенным им ранее теоретическим исследованиям смог научно обосновать преимущества проекта Кулибина.

Занимала внимание ученых, связанных с Академией наук, и проблема создания новых двигателей. Л. Эйлер в середине XVIII в. создал теорию реактивной гидравлической турбины, просуществовавшую до начала XX в.; В.Л. Крафт предлагал применить на практике в горном деле одну из первых конструкций реактивной гидравлической турбины — колесо Сегнера. Кулибин также работал над усовершенствованием гидравлических двигателей. Однако его работы относились к гидравлическим двигателям старого типа (вододействующим колесам). Академия наук проявляла интерес к сообщениям своих иностранных корреспондентов о работах изобретателя паровой машины двойного действия — англичанина Дж. Уатта. Темой на соискание премии Петербургской Академии наук на 1783 г. была объявлена: «Изъяснять теорию машин, движимых силою огня и паров». И. П. Кулибин, как теперь установлено, также размышлял над применением паровой машины в некоторых областях промышленности и транспорта.

Академия наук в Петербурге, так же как и научные учреждения в других странах, получала некоторое число проектов искателей «вечного движения». Академическое собрание занимало в этом вопросе весьма твердую и последовательную позицию — первоначально авторам подобных проектов разъяснялась абсурдность их предложений, а затем (после решения Парижской Академии наук в 1775 г. не принимать к рассмотрению подобные проекты) их возвращали авторам без рассмотрения. Кулибин отдал дань этому ошибочному увлечению, много поработав над созданием различных конструкций «вечного двигателя».

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.