Русское изобретательство

 

Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765г.).

С Академией наук связана деятельность как  великого ученого-энциклопедиста XVIII века, так и великого изобретателя  М.В. Ломоносова Нет, наверное, области тогдашней науки, которой бы не занимался Ломоносов. По словам А.С. Пушкина, "Ломоносов обнял все отрасли просвещения. Жажда науки была сильнейшей страстию сей души, исполненной страстей. Историк, ритор, механик, химик, минералог, художник и стихотворец, он все испытал и все проник".

Ломоносов проводил исследования в различных областях физики. Он изучал жидкое, твердое и газообразное состояния тел; проводил опыты по электричеству и выдвинул ряд гипотез о природе электрического заряда в облаках. Наблюдая в 1761 г. прохождение Венеры по диску Солнца, Ломоносов открыл атмосферу на Венере. Ученый экспериментально доказал один из основных законов природы - закон сохранения материи и движения. Он решительно отвергал распространенное тогда мнение о существовании особого вещества - теплорода, ему была ясна кинетическая природа тепла, и он вплотную подошел к понятию абсолютного нуля.

Ломоносов был выше многих тогдашних европейских ученых. Он последовательно развивал атомистические представления, близко подошел к идее молекулярного строения химических соединений. Он впервые начал внедрять физические методы исследования в химии и стал отцом физической химии. Он провозгласил союз физики, химии и математики, ставший фактом уже во второй половине XIX века. Ломоносову приходилось преодолевать в своих физико-математических опытах значительные трудности: он должен был изобретать приборы для производства опытов и сами методы исследований. Приборы изготовлялись крайне медленно, а методы исследования давали расходящиеся результаты. Поэтому здесь, как и в других областях научной работы Ломоносова, есть ценные мысли и гениальные предвидения тех путей, по которым должно идти развитие науки, но практическое осуществление этих мыслей и намерений не дает результатов за полным отсутствием необходимых для этого приборов, приспособлений и методов исследования. Его мысли опережали практические возможности.

Ломоносов разработал в той или иной степени почти все отрасли тогдашней науки. Другие ученые, работавшие в России, не были так энциклопедичны, но и они трудились над разработкой важных теоретических и практических проблем.

Одной из важнейших задач русской науки продолжало оставаться всестороннее изучение природных условий страны, населяющих ее народов, путей сообщения и в том числе исследование Великого Северного морского пути. Изучение страны продолжили академические экспедиции 1768-1774 гг., организованные с целью комплексного обследования природы, населения, хозяйства, быта и культуры районов России. Особенно значительные результаты были достигнуты в ходе исследований П.С. Палласа (1741-1811), охвативших Волжско-Окский бассейн, Южный Урал, Казахстан, Сибирь, а также в ходе исследований И.И. Лепехина (1740-1802), собравшего богатейший материал по европейской части России, Казахстану, побережью Каспийского моря. Благодаря трудам названных и других ученых в России, получили значительное развитие ботаника, зоология, минералогия. Это способствовало развитию промышленности, сельского хозяйства, промыслов, путей сообщения.

В свою очередь, развитие промышленности и других отраслей народного хозяйства стимулировало научную и техническую мысль. Это находило выражение в многочисленных изобретениях и усовершенствованиях машин, станков, инструментов.

Иван Петрович Кулибин. (1735-1818)

Сейчас в России имя «Кулибин» стало нарицательным. Так называют самодеятельных  изобретателей, а также любителей что-то самостоятельно переделать или улучшить в машинах и механизмах.

Иван Петрович Кулибин родился в семье мелкого торговца в селении Подновье Нижегородского уезда. В юношеском возрасте обучился слесарному, токарному и часовому делу. В 1764—1767 годах Кулибин изготовил уникальные карманные часы. В их корпусе помимо собственно часового механизма помещались ещё и механизм часового боя, музыкальный аппарат, воспроизводивший несколько мелодий, и сложный механизм крошечного театра-автомата с подвижными фигурками. Эти часы Кулибин преподнёс в 1769 Екатерине II, которая назначила его заведующим механической мастерской Петербургской академии наук. В настоящее время эти часы хранятся в музее Эрмитаж. В Петербургской АН Кулибин сконструировал "планетные" карманные часы, применив в них компенсационное устройство новой системы: кроме часов, минут и секунд, часы показывали месяцы, дни недели, времена года и фазы Луны. Им были созданы также проекты башенных часов, миниатюрных "часов в перстне" и другие. Разработал он также новые способы шлифовки стекол для изготовления микроскопов, телескопов и иных оптических приборов.

Кулибин дважды (в 1792 и в 1799) собирал знаменитые часы Павлин работы английского механика Джемса Кокса, которые постоянно экспонируются в павильонном зале малого Эрмитажа. часы "Павлин" в ЭрмитажеКулибин заведовал механической мастерской Петербургской академии наук более 30 лет. Руководил производством станков, астрономических, физических и навигационных приборов и инструментов. К 1772 году Кулибин разработал несколько проектов 300-метрового одноарочного моста через Неву с деревянными решётчатыми фермами. Он построил и испытал большую модель такого моста, впервые в практике мостостроения показав возможность моделирования мостовых конструкций. Проект Кулибина получил высокую оценку Л. Эйлера и Д. Бернулли, но осуществлен не был. С 1801 Кулибин работал над вариантами металлического моста, однако и эти интересные проекты, несмотря на полную техническую обоснованность, были отклонены правительством. Всего он разработал 3 варианта деревянных и 3 варианта металлических мостов.

В последующие годы Кулибин изобрел и изготовил много оригинальных механизмов, машин и аппаратов. Среди них – фонарь-прожектор, дававший при слабом источнике мощный свет. Это изобретение было использовано в промышленных целях – для освещения мастерских, судов, маяков и т. д. В 1791 году Кулибиным была изготовлена  повозка-самокатка, в которой он применил маховое колесо, тормоз, коробку скоростей  и подшипники качения. Повозка приводилась в движение человеком, нажимавшим на педали. В том же году он разработал конструкцию "механических ног" – протезов (этот проект после войны 1812 был использован одним из французских предпринимателей). В 1793 Кулибин построил лифт, Повозка Кулибинаподнимавший  кабинку при помощи винтовых механизмов. Кроме  того, в 1794 году он создал оптический телеграф для передачи условных сигналов на расстояние.

В 1801 году Кулибин был уволен из академии наук и вернулся в Нижний Новгород. Здесь он разработал способ движения судов вверх по течению рек и в 1804 году построил "водоход", работу над которым он начал ещё в 1782 году. Испытания показали полную пригодность и экономичность таких судов, однако и это его изобретение не было использовано, а само судно через некоторое время было продано на слом. К этому же периоду относятся работы Кулибина по применению паровой машины для движения грузовых судов. Он был автором многих других проектов: приспособление для расточки и обработки внутренних поверхности цилиндров, машина для добычи соли, сеялка, различные мельничные машины, водяное колесо оригинальной конструкции, фортепьяно. Но подавляющее большинство изобретений Кулибина, возможность использования которых подтвердило наше время, тогда не было реализовано. Диковинные автоматы, забавные игрушки, хитроумные фейерверки для высокородной толпы – лишь это впечатляло его современников.

Памятник Кулибину в парке (Нижний Новгород)Неутомимый новатор, в домашнем быту и привычках Кулибин был консервативен. Он никогда не курил табак и не играл в карты. Писал стихи. Любил званые вечера, хотя на них только балагурил и шутил, так как был абсолютным трезвенником. При дворе, среди расшитых мундиров западного покроя, Кулибин в длиннополом кафтане, высоких сапогах и с окладистой бородой казался представителем другого мира. Но на балах он с неистощимым остроумием отвечал на насмешки, располагая к себе добродушной словоохотливостью и прирожденным достоинством в облике. Он был трижды женат, третий раз женился уже в 70-летнем возрасте, и третья жена принесла ему трех дочерей. Всего у Кулибина было 11 детей обоих полов. Всем своим сыновьям он дал образование.

В последние годы жизни Кулибин находился в крайне тяжёлых материальных условиях. Он умер 30 июля 1818 года в Нижнем Новгороде. Ныне его именем названы улицы во многих городах России и стран СНГ, в том числе в Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Киеве и др. Его имя носит Нижегородское речное училище. А на Нижегородском кладбище, где похоронен изобретатель, разбит Парк Кулибина.

 

Иван Иванович Ползунов(1729—1766)

Далеко не у каждого научного открытия — счастливая судьба: одни сразу же находят практическое применение, другие дожидаются своей очереди годами и даже целыми столетиями. Так случилось и с паросиловой машиной Ивана Ползунова: современники не оценили по достоинству ее значение.

Талантливый изобретатель, самородок из российской глубинки, Иван Иванович родился в семье солдата, и по окончании в 1742 году арифметической школы, основанной Василием Никитичем Татищевым, был определен «механическим» учеником к мастеру Никите Бахореву на один из уральских заводов.

Когда горнозаводскому специалисту Ивану Ползунову исполнилось 20 лет, его перевели на Колывано-Воскресенские заводы Алтая, где добывались драгоценные металлы для царской казны: получив должность гиттеншрейбера, Иван Ползунов занимался подготовкой отчетов о ходе производства.

Его конструкторская деятельность, по мнению историков-биографов, началась в 1754 году, когда для нужд завода Иван Иванович строил «вододействующую лесопилку». Любознательный, усердный, жадный до знаний, он самостоятельно изучал книги по металлургии и минералогии. Став одним из самых технически грамотных работников завода, он заботился о том, чтобы облегчить труд людей: предлагал множество остроумных новшеств в работе, однако проекты его пылились в архиве.

В то время горнозаводские производственные процессы в России находились в полной зависимости от водяного колеса — основного источника энергии: из оборудования были только воздуходувные мехи и молоты для ковки металла, приводимые в движение силой воды. Иван Ползунов задался целью «водяное руководство пресечь», и в апреле 1763 года представил начальнику завода Андрею Ивановичу Порошину проект «огненной машины».

От заграничных аналогов паровой двигатель Ползунова отличался, прежде всего, наличием двух цилиндров, вместо одного: такая усовершенствованная машина могла подавать «дутье» в печи и откачивать воду, в дальнейшем изобретатель планировал приспособить ее и для других нужд. Примечательны были слова современника Ивана Ивановича, ботаника и минералога Эрика Лаксмана:

О проекте, представленном в царский Кабинет, доложили Екатерине II. Своим распоряжением она произвела Ивана Ползунова в «механикуса с чином и званием инженерного капитан-поручика», постановила выдать ему награду «в четыреста рублев» и, по возможности, направить на учебу в Академию наук. В 1764 году по разрешению Канцелярии Иван Ползунов приступил к строительству машины в 15 раз более мощной по сравнению с проектом: она одновременно должна была обслуживать дутьем 10—12 печей.

За фантастически короткие сроки, 13 месяцев, Иван Ползунов собрал агрегат в так называемой «машинной хоромине» высотой в 18,5 метра, при этом некоторые детали двигателя весили до 2720 килограмм. Но для того, чтобы воплотить свою задумку Ивану Ползунову понадобилось изготовить еще и различные сопутствующие инструменты, в числе которых был токарный станок для обработки металла на «водяном ходу»...

Такая грандиозная работа потребовала от изобретателя максимальной концентрации душевных и физических сил и ослабила его здоровье. Заболев чахоткой, Иван Иванович Ползунов не дожил до пробного запуска своего детища всего неделю.

7 августа машина подала  первое дутье и работала с  небольшими перерывами до ноября, за это время успела не только  окупить все расходы на постройку, но и дать огромную прибыль.

Когда у паровой машины прогорел котел, было решено, что «пущать ее в действо по изобилию в здешнем заводе воды, за нужно не признавается».

Сломанный агрегат был разобран на части, а имя Ивана Ивановича Ползунова надолго забыто в алтайских краях.

Опередивший свой век талантливый механик-самоучка «воскрес» только в памяти своих потомков, высоко оценивших его изобретательский дар.

«Иван Ползунов — муж, делающий истинную честь своему народу. Он строит теперь огненную машину, однако совсем отличную от тех, которые обычны в Англии и Венгрии. Эта машина должна приводить в действие без воды мехи при плавильных печах, которые обыкновенно приводятся в действие водой. Какое преимущество! В России смогут искусно строить плавильные печи на высоких горах и даже в шахтах».

Эти и другие изобретения не могли получить широкого применения в России с её технико-экономической отсталостью и господством крепостнических порядков.

 

 

 

 

 

 

I I I.Русское изобретательство, культура и техника XIX века.

 

 

XIX в., как известно, вошел в историю как век научно-технического прогресса. Научные открытия и основанные на их практическом применении технические достижения XIX в. позволили человечеству достичь небывало высокого, принципиально нового уровня развития по сравнению со всеми предыдущими периодами истории, включая XVIII в. Вполне корректно будет говорить о подлинном буме мирового изобретательства.

Однако, следует заметить, что на фоне системообразующих открытий и изобретений

в науке и технике всего мира, русское изобретательство занимает хотя и достойное,но отнюдь не превалирующее место. Объясняется это как общеисторическими и философскими причинами, изложенными в ведении в реферат, так и историческими особенностями развития общественных конструкций Росии.

Тем не мене, значительное количество гениальных русских изобретателей продолжает восхищать.

 

Ефим Алексеевич Черепанов (1774—1842)

Мирон Ефимович Черепанов (1803—1849)

Этим двум русским механикам пренадлежит честь создания  отечественного паровоза.

Первые паровозы, нашедшие практическое применение на небольших линиях отдельных промышленных предприятий в Англии, были, как известно, построены английским инженером Георгом (Джорджем) Стефенсоном в период 1814–1828 гг. Пытались строить паровозы и до Стефенсона, но они имели крупные недостатки и не могли служить прототипами для создания работоспособных локомотивов.

В 1825 г. Георг Стефенсон на им же организованном в Дарлингтоне первом в мире паровозостроительном заводе построил паровоз «Локомошен» для сооруженной Стоктон-Дарлингтонской железной дороги протяженностью 40 км. Успешная работа этой первой в мире железной дороги общего пользования способствовала популяризации нового вида транспорта, последующему широкому строительству железных дорог, паровозостроительных заводов и самих паровозов. В 1829 г. Стефенсон построил знаменитый паровоз «Ракета», все основные элементы которого стали использоваться на других прототипах, в частности, коробчатая топка, котел с дымогарными трубами, устройства для создания искусственной тяги отработавшим паром и др.