Il primo meccanico russo. Accademico e

Il modello costruito da Kulibin era lungo 14 sazhen ed era un decimo di un vero ponte. Ci sono voluti 17 mesi per costruire. Il governo ha stanziato 3.000 rubli per la costruzione di questo modello. Il costo effettivo del modello era di 3.524 rubli 96 copechi. L'inventore doveva pagare la differenza con i propri soldi.

Il modello del ponte doveva essere testato. La maggior parte degli accademici non credeva nella possibilità di costruire un ponte progettato solo con metodi sperimentali e intuizioni puramente ingegneristiche. Combinando teoria ed esperimento, Kulibin, usando funi e pesi, conduce i suoi esperimenti e calcola le forze di resistenza delle singole parti del ponte. Solo il più grande matematico dell'epoca, l'accademico Euler, credeva in Kulibin. Prende i suoi disegni e calcoli matematici e li controlla attentamente. Tutti i calcoli erano corretti. Eulero ha delineato le sue considerazioni e i suoi calcoli nell'articolo: "Una regola facile, come imparare dal modello di un ponte di legno o da un'altra macchina simile che deve sopportare il peso, se è possibile fare lo stesso in un modello più grande (modulo) ”, da lui pubblicato in Monthly Book with Instructions for 1776.

La maggior parte dei membri della commissione di collaudo del ponte era convinta che il ponte sarebbe crollato. Il ponte è stato caricato con 3 mila libbre di carico, che era il suo carico massimo di progetto. Il modello non è crollato. Quindi Kulibin ordinò di aumentare il carico ammucchiando mattoni sul ponte. Il modello ha resistito a questo carico aggiuntivo. Infine, accademici e membri della commissione salirono sul ponte.

Gli esperimenti sono proseguiti. Il ponte è stato testato per il carico continuo. Il modello del ponte ha resistito a tutti i metodi di verifica. Il registro di prova compilato è stato presentato a Caterina con una conclusione sulla possibilità di costruire un ponte sulla Neva con una campata di 140 sazhens. Catherine ordinò che lo stilista fosse ricompensato con duemila rubli e che il modello fosse presentato al pubblico, che, secondo una serie di testimonianze, "si accorse per esserne sorpreso".

Nessuna decisione è stata presa per costruire il ponte. Il modello del ponte nel 1793 fu trasportato nel giardino del Palazzo Tauride, dove fu lanciato attraverso il fossato. Secondo i contemporanei, il modello del ponte esisteva fino al 1804; Non abbiamo ulteriori informazioni sul destino del modello.

Tale è il tragico destino di una delle più grandi opere di ingegneria e design del tardo Settecento.

Per apprezzare appieno il significato del ponte Kulibino nello sviluppo della tecnologia di costruzione di ponti nel 18° secolo, si può sottolineare che il ponte di legno più lungo, lungo 119 metri, fu costruito dai fratelli Gruberman nell'abbazia di Wettingen nel 1778. Solo nel 1813 fu costruito in Russia il primo ponte di legno permanente sulla Malaya Nevka, ma aveva sette campate. La London Academy bandì un concorso per un ponte ad arco nel 1772, ma Kulibin iniziò a progettare il suo ponte molto prima e già nel 1771 la prima versione del modello era pronta.

Dalla successiva corrispondenza di Kulibin è chiaro che l'inventore fu estremamente sconvolto dalla disattenzione del governo zarista al suo progetto. Kulibin non voleva inviare il suo progetto a Londra, sebbene il progetto soddisfacesse pienamente tutte le condizioni del concorso. Nonostante la presenza di una famiglia numerosa (aveva 12 figli), che aveva un disperato bisogno finanziario, non poteva immaginare che i suoi molti anni di duro lavoro si sarebbero realizzati non nella sua terra natale, ma all'estero.

Il famoso scienziato Bernoulli, ex membro dell'Accademia Russa, contemporaneo di Kulibin, rispondendo a uno dei suoi studenti, che, mentre era a San Pietroburgo, conobbe il modello di Kulibin, scrive: “Quello che mi dici del tuo autodidatta il meccanico Kulibin sul ponte di legno sulla Neva, mi dà un'alta opinione di questo abile costruttore e falegname, cresciuto tra semplici contadini e che deve la sua più alta conoscenza solo a una specie di istinto. Non ubbidisco minimamente alla pura teoria in queste opere, perché è impossibile enumerare sufficientemente tutte le circostanze che devono essere necessariamente prese in considerazione: è necessario brancolare su un numero innumerevole di oggetti che non consentono definizioni esatte. Il capomaestro è obbligato il più delle volte a ricorrere alla sua innata intelligenza. In questo riconosco tutto il vantaggio che può avere una persona come Kulibin.

Inoltre, Bernoulli scrive che non può "sconfiggere lo scetticismo sul ponte, cioè in modo che il modello possa sopportare un tale onere durante i test - 3 mila sterline". “Per favore fatemi sapere qual è l'altezza del modello al centro rispetto alle sue estremità, e come ha fatto questo grande artista a posizionare 3.500 libbre di peso sul suo modello? Se è in grado di sopportare altri 500 sterline, che ha proposto di metterle addosso, allora questo aumento sarà una forte prova del successo più felice che potrebbe essere promesso.

Molto prima degli scienziati stranieri, Kulibin inizia a pensare al progetto di un ponte di ferro, poiché era consapevole che in termini tecnici ed economici i grandi ponti di legno sono di scarso beneficio.

Pertanto, il valore del progetto di Kulibin sta nel fatto che ha creato un nuovo progetto di ponte, sviluppato metodi e strumenti per lo studio sperimentale della struttura di un ponte, ha fornito una teoria per testare un ponte su un modello ed è stato il primo ad applicare il proprietà di un poligono di funi per il calcolo di sistemi staticamente determinati. Questo da solo è sufficiente per essere riconosciuto come uno scienziato e ingegnere eccezionale.

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Il famoso meccanico autodidatta Ivan Petrovich Kulibin non è solo l'inventore dell'orologio originale, del corso d'acqua, della carrozza a pedali e di altre strutture stravaganti per il suo tempo, ma anche l'autore del progetto di un ponte di legno ad arco unico attraverso la Neva.

Kulibin ha realizzato un progetto per un gigantesco ponte in legno ad arco singolo sulla Neva, lungo 298 metri. L'altezza del ponte permetterebbe il passaggio di navi con alberi e vele. I supporti costieri dovevano essere realizzati in pietra e l'arco stesso doveva essere costruito con assi poste sul bordo e collegate con bulloni di metallo. Il ponte comprendeva due gallerie: quella superiore era destinata ai pedoni, quella inferiore al trasporto pubblico. Il ponte di legno più grande del mondo sul fiume Limmat (Svizzera), costruito nel 1778, aveva una campata di soli 119 metri.

Molti, inclusi eminenti scienziati, hanno reagito al progetto da autodidatta con palese scetticismo. Quindi Kulibin ha creato un modello di ponte di un decimo della sua dimensione naturale (lungo 30 metri). Una commissione di esperti è stata nominata dalla riunione dell'Accademia di San Pietroburgo per testarlo.
Il 27 dicembre 1776 ebbe luogo la prova ufficiale del modello a ponte. Innanzitutto, sul modello è stato posizionato un carico del peso di 3300 libbre, considerato il limite secondo i calcoli. La stragrande maggioranza degli scienziati era sicura che il modello non avrebbe resistito al peso e al collasso. Ma l'inventore, fiducioso nella forza del modello, ha aggiunto altri 570 sterline. E “a maggior prova” lo stesso Kulibin salì sul modello e invitò tutti i membri della commissione di esperti e gli operai che portavano carichi a seguirlo.

Per 28 giorni, il modello è rimasto sotto un peso di 3870 libbre, che è quindici volte il proprio peso, ma non sono stati osservati segni di deformazione. Fu una brillante vittoria per l'inventore. Ma nelle condizioni della Russia feudale, il progetto di I.P. Kulibin, nonostante la valutazione positiva della commissione, rimase irrealizzato e fu consegnato all'oblio.

Il modello del ponte fu esposto per la prima volta per un sopralluogo nel cortile dell'accademia e nel 1793 fu trasferito al Giardino Tauride. Il 27 luglio 1816 il modello marcio crollò.

Il modello costruito da Kulibin era lungo 14 sazhen ed era un decimo di un vero ponte. Ci sono voluti 17 mesi per costruire. Il governo ha stanziato 3.000 rubli per la costruzione di questo modello. Il costo effettivo del modello era di 3.524 rubli 96 copechi. L'inventore doveva pagare la differenza con i propri soldi.

Il modello del ponte doveva essere testato. La maggior parte degli accademici non credeva nella possibilità di costruire un ponte progettato solo con metodi sperimentali e intuizioni puramente ingegneristiche. Combinando teoria ed esperimento, Kulibin, usando funi e pesi, conduce i suoi esperimenti e calcola le forze di resistenza delle singole parti del ponte. Solo il più grande matematico dell'epoca, l'accademico Euler, credeva in Kulibin. Prende i suoi disegni e calcoli matematici e li controlla attentamente. Tutti i calcoli erano corretti. Eulero ha delineato le sue considerazioni e i suoi calcoli nell'articolo: "Una regola facile, come imparare dal modello di un ponte di legno o da un'altra macchina simile che deve sopportare il peso, se è possibile fare lo stesso in un modello più grande (modulo) ”, da lui pubblicato in Monthly Book with Instructions for 1776.

La maggior parte dei membri della commissione di collaudo del ponte era convinta che il ponte sarebbe crollato. Il ponte è stato caricato con 3 mila libbre di carico, che era il suo carico massimo di progetto. Il modello non è crollato. Quindi Kulibin ordinò di aumentare il carico ammucchiando mattoni sul ponte. Il modello ha resistito a questo carico aggiuntivo. Infine, accademici e membri della commissione salirono sul ponte.

Gli esperimenti sono proseguiti. Il ponte è stato testato per il carico continuo. Il modello del ponte ha resistito a tutti i metodi di verifica. Il registro di prova compilato è stato presentato a Caterina con una conclusione sulla possibilità di costruire un ponte sulla Neva con una campata di 140 sazhens. Catherine ordinò che lo stilista fosse ricompensato con duemila rubli e che il modello fosse presentato al pubblico, che, secondo una serie di testimonianze, "si accorse per esserne sorpreso".

Nessuna decisione è stata presa per costruire il ponte. Il modello del ponte nel 1793 fu trasportato nel giardino del Palazzo Tauride, dove fu lanciato attraverso il fossato. Secondo i contemporanei, il modello del ponte esisteva fino al 1804; Non abbiamo ulteriori informazioni sul destino del modello.

Tale è il tragico destino di una delle più grandi opere di ingegneria e design del tardo Settecento.

Per apprezzare appieno il significato del ponte Kulibino nello sviluppo della tecnologia di costruzione di ponti nel 18° secolo, si può sottolineare che il ponte di legno più lungo, lungo 119 metri, fu costruito dai fratelli Gruberman nell'abbazia di Wettingen nel 1778. Solo nel 1813 fu costruito in Russia il primo ponte di legno permanente sulla Malaya Nevka, ma aveva sette campate. La London Academy bandì un concorso per un ponte ad arco nel 1772, ma Kulibin iniziò a progettare il suo ponte molto prima e già nel 1771 la prima versione del modello era pronta.

Dalla successiva corrispondenza di Kulibin è chiaro che l'inventore fu estremamente sconvolto dalla disattenzione del governo zarista al suo progetto. Kulibin non voleva inviare il suo progetto a Londra, sebbene il progetto soddisfacesse pienamente tutte le condizioni del concorso. Nonostante la presenza di una famiglia numerosa (aveva 12 figli), che aveva un disperato bisogno finanziario, non poteva immaginare che i suoi molti anni di duro lavoro si sarebbero realizzati non nella sua terra natale, ma all'estero.

Il famoso scienziato Bernoulli, ex membro dell'Accademia Russa, contemporaneo di Kulibin, rispondendo a uno dei suoi studenti, che, mentre era a San Pietroburgo, conobbe il modello di Kulibin, scrive: “Quello che mi dici del tuo autodidatta il meccanico Kulibin sul ponte di legno sulla Neva, mi dà un'alta opinione di questo abile costruttore e falegname, cresciuto tra semplici contadini e che deve la sua più alta conoscenza solo a una specie di istinto. Non ubbidisco minimamente alla pura teoria in queste opere, perché è impossibile enumerare sufficientemente tutte le circostanze che devono essere necessariamente prese in considerazione: è necessario brancolare su un numero innumerevole di oggetti che non consentono definizioni esatte. Il capomaestro è obbligato il più delle volte a ricorrere alla sua innata intelligenza. In questo riconosco tutto il vantaggio che può avere una persona come Kulibin.

Inoltre, Bernoulli scrive che non può "sconfiggere lo scetticismo sul ponte, cioè in modo che il modello possa sopportare un tale onere durante i test - 3 mila sterline". “Per favore fatemi sapere qual è l'altezza del modello al centro rispetto alle sue estremità, e come ha fatto questo grande artista a posizionare 3.500 libbre di peso sul suo modello? Se è in grado di sopportare altri 500 sterline, che ha proposto di metterle addosso, allora questo aumento sarà una forte prova del successo più felice che potrebbe essere promesso.

Molto prima degli scienziati stranieri, Kulibin inizia a pensare al progetto di un ponte di ferro, poiché era consapevole che in termini tecnici ed economici i grandi ponti di legno sono di scarso beneficio.

Pertanto, il valore del progetto di Kulibin sta nel fatto che ha creato un nuovo progetto di ponte, sviluppato metodi e strumenti per lo studio sperimentale della struttura di un ponte, ha fornito una teoria per testare un ponte su un modello ed è stato il primo ad applicare il proprietà di un poligono di funi per il calcolo di sistemi staticamente determinati. Questo da solo è sufficiente per essere riconosciuto come uno scienziato e ingegnere eccezionale.

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Nel 1772, la Royal Academy of Sciences di Londra offrì un premio a colui che realizzò il miglior modello di ponte, che sarebbe costituito da un'unica volta senza pali né archi e si ergerebbe sulle rive del fiume con solo le estremità. Dopo aver letto questo sul giornale, Kulibin ha intrapreso il progetto di un tale ponte sulla Neva. Il fatto è che il ponte ad arco singolo non aveva bisogno di essere rialzato. Pertanto, per San Pietroburgo, che ha ricevuto molte navi diverse, questo era necessario.

Non c'era un solo ponte permanente attraverso la Bolshaya Neva - né in pietra né in legno - che collegasse il Palazzo d'Inverno con l'isola Vasilyevsky. Un ponte permanente faciliterebbe notevolmente la vita dei pietroburghesi, come scrisse lo stesso Kulibin nel dicembre 1772 in una petizione indirizzata al vicedirettore dell'Accademia delle scienze:

Dall'inizio del mio arrivo a San Pietroburgo nel 1769, ho visto in primavera durante l'ultimo viaggio sui fiumi, e specialmente lungo la Bolshaya Neva, la società, molte avventure disastrose. Molte persone, avendo bisogno di attraversarlo, passano con grande paura, e alcune di loro hanno perso la vita: durante la processione del forte ghiaccio in primavera e in autunno, le barche vengono trasportate con grande paura e questa ansia continua dopo tanto tempo tempo... Considerando tutti questi ed altri inconvenienti, ho cominciato a cercare un modo per fare un ponte...

Fu creata una commissione, guidata da Domashnev incaricato da L. Euler. Comprendeva i più eminenti fisici e matematici dell'Accademia: S.K. Kotelnikov, Johann Albrecht Euler, S.Ya. Rumovsky, così come i collaboratori Nikolai Fus e M.E. Golovin. Il 4 marzo 1776, la commissione ricevette l'ordine di prendere in considerazione i progetti di Kulibin.

Il modello del ponte fu testato il 27 dicembre 1776. Il modello era costruito in scala 1/10 rispetto alla lunghezza stimata del ponte di 140 braccia (cioè era lungo 14 braccia) ed era composto da 12.908 parti in legno, 49.650 viti di ferro e 5.500 anelli di ferro. Questo modello ha resistito al carico di prova per 28 giorni senza danni visibili. Il test del modello Kulibin ha suscitato interesse, quindi, oltre agli scienziati, c'erano molti spettatori. Poco prima, noti ingegneri hanno presentato il loro lavoro, ma i loro progetti non hanno potuto resistere alla severità calcolata. Cosa può sperare un autodidatta? Il brillante pubblico ha gareggiato in battute.

Quando il ferro preparato fu posato sul ponte, ci fu silenzio: il ponte era in piedi. Nel cortile erano rimaste diverse migliaia di mattoni. Hanno messo giù anche loro. Kulibin ha quindi invitato il pubblico a salire sul ponte sovraccarico. Poi ha chiesto ai lavoratori di unirsi. Silenziosamente, tutti insieme percorsero più volte la struttura. Costi! Il più grande matematico del secolo, Leonhard Euler, raggiante, strinse la mano di Kulibin:

Ora non ti resta che costruirci una scala per il paradiso!

Dopo test di successo e "approvazione" degli accademici, questo miracolo della tecnologia ha attirato l'attenzione dei cittadini che stavano per fissare il modello, ma né Caterina II né nessuno degli importanti funzionari della sua corte avevano fretta di fare conoscenza con questa invenzione. "Sankt-Peterburgskiye Vedomosti" del 10 febbraio 1777 gli diede un punteggio estremamente alto:

Questo eccellente artista, che la natura ha prodotto con una forte immaginazione, unita alla giustizia della mente e al ragionamento molto coerente, è stato l'inventore ed esecutore del modello di un ponte di legno, che può essere costruito su 140 sazhens, cioè al latitudine del fiume Neva, in quel luogo dove solitamente viene costruito un ponte su di esso. Questo modello è stato realizzato su 14 sazhens, quindi, contenente un decimo del ponte immaginato, è stato testimoniato dall'Accademia delle scienze di San Pietroburgo il 27 dicembre 1776 e, con inaspettato piacere dell'Accademia, è risultato essere completamente e dimostrativamente corretto per il lavoro della stessa in dimensioni reali.

Presumibilmente, diceva l'articolo in seguito, lo stesso Kulibin inventò e sviluppò le regole per testare il suo modello: "Queste regole erano del tutto simili a quelle che il glorioso signor Euler, accademico locale, produsse in seguito da basi meccaniche ...". E qui arriviamo finalmente alla domanda su quale ruolo abbia effettivamente svolto Eulero in questi test.

La domanda principale non era quanto fossero logici i principi tecnici del modello Kulibino: dopotutto, eccolo qui, il modello, esposto al pubblico e resiste perfettamente al carico. La domanda era come passare dal modello al ponte reale. L'argomento di Kulibin era basato su una semplice aritmetica. Il modello è lungo 14 braccia, ovvero la sua dimensione è 1/10 della dimensione del ponte pianificato e in esso si osservano tutte le proporzioni. Pesa 330 libbre ed è progettato per un carico nove volte il suo peso, ovvero 2970 libbre. Ma per comodità di calcolo, Kulibin - ricordiamo i limiti delle sue conoscenze teoriche - procedeva dal fatto che il ponte doveva pesare 3300 libbre, compreso il peso del modello. Ventitré anni dopo, in una breve descrizione del ponte, enunciava i suoi calcoli come segue:

Da ciò è già conveniente determinare ora la severità di un ponte vero e proprio, supponendo che in tutto dovrebbe essere simile al modello, costruito con la stessa foresta e numero di alberi, perché si dovrebbero moltiplicare solo 330 libbre [ov] o il il peso del modello va moltiplicato cubicamente, cioè i primi 10 yu usciranno con la lettera di vettura mostrata con un peso del modello di 3300 libbre, moltiplicando anche questo numero per il 10, usciranno 33.000 libbre, e anche questo essere moltiplicato per il terzo per il decimo, perché il cubo del contenuto produrrà un peso di 330.000 libbre in un ponte reale, e se il modello non ha sollevato più delle 3300 libbre indicate di peso, allora attraverso questo ha dimostrato che un il ponte vero reggerebbe solo il proprio peso, e dalla lettera di vettura, seppur di piccolo peso, sarebbe dovuto crollare. Se il modello potesse sollevare un peso contro il proprio 20 volte di più, cioè che sarebbe stato un carico in generale con un modello 6600 libbre, allora quello vero dovrebbe sollevare su se stesso lo stesso peso che ha il proprio peso , cioè 330.000 libbre ... Di conseguenza, oltre alle 3300 libbre [s] di gravità necessarie per garantire la posizione del ponte vuoto, su di esso giacevano 570 libbre di gravità in eccesso, che hanno dimostrato mediante moltiplicazione quadrata che sarebbe possibile trasferire i carichi posti sull'intero ponte sul ponte reale senza alcun dubbio 57 000 libbre..

Da questo calcolo è seguito che un peso uniformemente distribuito di 570 libbre, con un piccolo margine di errore, dovrebbe essere sufficiente per determinare il peso effettivo di un ponte reale. Tuttavia, il modo di argomentare la dice lunga. Il testo è stato scritto in russo ventitré anni dopo: ingombrante, prolisso, con molte ripetizioni inutili. Anche una procedura matematica così semplice come elevare dieci a un cubo viene scomposta in più fasi.

La risposta di Eulero fu scritta nel 1775 e pubblicata nei "Commenti" dell'Accademia delle scienze nel 1776 (e nel 1777 apparve un riassunto in russo). Sebbene la risposta di Eulero sia stata pubblicata in latino nella pubblicazione ufficiale dell'Accademia delle scienze e lo scienziato abbia considerato il problema al massimo livello di generalizzazione e di astrazione, nel preambolo afferma più che chiaramente che il compito di costruire un ponte sulla Neva ha spinto lui a calcolare. Per non riprodurre qui integralmente tutti i calcoli matematici, ci limiteremo a sottolineare che dopo aver esposto i principi di base, riduce il problema a trovare una relazione tra z e λ (dove λ è il fattore di scala e z- il numero per cui si vuole moltiplicare il peso del carico), descritto dalla formula:

z 900+16= (900+30λ)/2λ

È interessante notare che questo rapporto non è lineare, ovvero più piccolo è il ponte, maggiore deve essere il fattore di scala per compensare la tensione generata dal b o una grande differenza dalle dimensioni effettive del ponte. Quanto a Kulibin, non è stata conservata alcuna conferma scritta della conversazione su questo argomento tra lui ed Eulero, ma i loro risultati per questo specifico modello convergere. È ovvio che Kulibin non usò i calcoli di Eulero come base per i propri calcoli, e gli accademici invariabilmente ignorarono i calcoli di Kulibin. Pertanto, sia Euler che Kulibin sono giunti alla conclusione che il ponte Kulibin avrebbe resistito al carico, ma per ragioni diverse.

I principi dell'aumento proporzionale dei modelli sono stati discussi vigorosamente nel mondo scientifico. La fonte più affidabile di informazioni su come l'élite accademica, cioè i portatori di "alte" conoscenze matematiche, si relazionasse all'impresa di Kulibin è la corrispondenza tra il vecchio amico di Eulero, Daniil Bernoulli, che viveva in quel momento a Basilea, e il segretario di Eulero Nikolai Fus. Fus arrivò a San Pietroburgo nel 1773 su raccomandazione di Bernoulli, come assistente del già cieco Eulero. Viveva nella casa di Eulero, copiava su quaderni ciò che Eulero scriveva a caratteri cubitali con il gesso sul ripiano del tavolo, lo aiutò nella preparazione di una serie di opere importanti, tra cui il telescopio acromatico. Nel progetto del ponte, ha agito per la prima volta come esperto dell'Accademia. Fus menziona per la prima volta Kulibin in una lettera a Bernoulli datata 5 gennaio 1777, una settimana dopo l'inizio dei test:

Da tempo abbiamo così tanti progetti per la costruzione di un ponte sulla Neva qui che questa impresa è diventata quasi un oggetto di ridicolo. Tuttavia, l'accademico meccanico Kulibin, che merita di essere conosciuto da te, per la meraviglia del fatto che si è trasformato da semplice contadino in una persona davvero straordinaria grazie alla felice disposizione ricevuta dalla natura per l'arte della meccanica, e che, senza alcun aiuto esterno, ha già realizzato capolavori, costringendo il pubblico ad ammirare lui e il suo modello, su cui non smette di lavorare. Questo è un modello di un ponte ad arco singolo attraverso la Neva, largo 1057 piedi inglesi. Kulibin, completamente inesperto di matematica, scoprì, non so come, che la curva del suo arco doveva avere la forma di una catenaria, che il suo modello pesava 333 libbre, che gli elementi che compongono il ponte dovevano diminuire uniformemente e costantemente in tutte le direzioni [al centro] e, infine, che il modello del suo ponte deve portare un carico di 3300 libbre affinché il ponte possa sostenere il proprio peso. Herr Euler ha trovato lo stesso a priori nell'argomento che sarà contenuto nel ventesimo volume dei nostri Commentari. [Eulero] ha lavorato per più di un anno e l'ha terminato di recente.

La risposta di Bernoulli del 7 giugno 1777 sviluppa il tema del contrasto tra l'origine "muzhik" di Kulibin e le tradizioni dell'alta scienza rappresentate da Eulero:

Il fatto che mi parli del suo meccanico nato, il signor Kulibin, riguardo al ponte di legno attraverso la Bolshaya Neva, che ha una larghezza di 1057 piedi inglesi, mi ispira un'alta opinione di questo talentuoso costruttore e abile falegname, cresciuto tra contadini comuni e deve la sua più alta conoscenza solo a un tipo di intuizione... Mi sembra che l'arte più importante consista nella scelta del legno, con la massima precisione di tutte le dimensioni... spuntoni e tagli eseguiti correttamente... Questa larghezza della Neva mi sembra eccessivo, e confesso che non oserei mai parlare a favore della costruzione di un tale ponte, a meno che non si costruissero due o tre spalle di palafitte tra l'una e l'altra sponda della Neva, che dividono il ponte in tre o quattro parti approssimativamente uguali... Il capomaestro il più delle volte deve fare affidamento sul proprio istinto. Qui sento tutto il vantaggio di avere una persona come Kulibin, per la quale ho rispetto, ma non riesco a superare la mia sfiducia quando si tratta di un ponte così grande. È possibile essere sicuri che le forti gelate caratteristiche di questo paese non violeranno la costruzione del ponte? Dopotutto, la più piccola compressione di tutte le parti potrebbe essere fatale per lui. Dimmi, per favore, qual è l'altezza del modello nel mezzo rispetto alle estremità, e in che modo esattamente il grande maestro distribuisce quelle 3500 libbre con cui ha caricato il suo modello? Se il modello potesse resistere ad altri 500 libbre, che gli avrebbe imposto, questa sarebbe una prova extra forte di un possibile successo. Nel mio tempo ho fatto molte ricerche sulla robustezza e resistenza del legno, e l'esperienza ha sempre confermato i miei risultati; ma ho ancora dei dubbi sulla resistenza di una trave di lunghezza nota, sbozzata perpendicolarmente e fortemente compressa in senso longitudinale, finché questa trave comincia a piegarsi, o quale carico può non spezzarsi sotto il suo peso un palo posto rigorosamente eretto? Vorrei che il vostro illustre meccanico vi desse il suo parere su uno o due esempi; Voglio solo un preventivo approssimativo.

Sembra che Fus non abbia mai trasmesso questa richiesta a Kulibin. Invece, ha inviato a Bernoulli un'altra lettera di lode a Kulibin, esortando Bernoulli a non ricorrere all'analogia con modelli simili provenienti dalla Svizzera e dall'Irlanda: “Il modello di Kulibin è diverso da tutto ciò che ho visto di questo tipo. È troppo complesso per essere descritto in poche parole, e quello che potrei dirti sulla sua idea, per quanto imperfetta, potrebbe forse distruggere la buona opinione che vorrei che tu avessi di darle." Tuttavia, si è affrettato a eludere l'approvazione finale del progetto, notando che gli accademici nella loro relazione hanno elargito a Kulibin "ogni elogio che i suoi sforzi e la sua arte meritano, sebbene non abbiano dato una risposta alle molte circostanze che potrebbero verificarsi durante l'attuazione del progetto e renderlo forse non fattibile." C'erano moltissime circostanze del genere - tra le altre cose, si trattava di ottenere legno della qualità appropriata e completare completamente la costruzione del ponte in quattro o cinque mesi della stagione estiva di costruzione a San Pietroburgo.

Evitando una risposta diretta, l'Accademia, infatti, decise che non ci sarebbero stati ponti di legno a San Pietroburgo. Naturalmente, tutte le argomentazioni contro il ponte erano note molto prima che Kulibin iniziasse a costruire il suo modello - che, tra l'altro, di per sé ha portato a una notevole quantità di 3244 rubli - e sembra che tutta questa buffoneria con il test del modello sia stata percepita a corte per una questione di affari puramente accademica. La principessa Dashkova ha ordinato di esporre il modello al pubblico. Kulibin si oppose; è chiaro che sarebbe molto difficile trasportare un modello così grande - e, va notato, proprio perché non esisteva un ponte sulla Neva. Alla fine, Kulibin la trasportò nel territorio del Palazzo Tauride a proprie spese (in seguito fu comunque rimborsato per le spese - 503 rubli). Il modello rimase in piedi per più di quarant'anni, di cui i primi 23 anni non necessitarono di riparazioni, e fu distrutto nel giugno 1816. Kulibin, dopo essersi ritirato ed essere tornato a Nizhny, ha continuato a sviluppare progetti per ponti, questa volta in metallo e attraverso il Volga. Ma questi piani, come l'idea di un ponte di legno nel 1776, non furono realizzati.

Ponti nell'antica Russia. Grande ponte di pietra a Mosca nel 1687. Ivan Petrovich Kulibin e il suo ponte sulla Neva

La rapida crescita delle comunicazioni ferroviarie, la posa di nuove e nuove ferrovie hanno posto una serie di diversi problemi tecnici.

Il più grande di questi compiti nella fase iniziale della costruzione ferroviaria deve essere considerato la ricerca di nuovi mezzi per superare le barriere d'acqua.

Naturalmente, le strutture del ponte sono apparse insieme alle strade. Dopotutto, il primo albero caduto felicemente attraverso un ruscello o una gola è già diventato il tipo più semplice di ponte a travatura. Una roccia crollata nello stesso torrente potrebbe suggerire l'idea di un ponte di pietra. Nel corso dei millenni di storia della costruzione di strade, l'arte di costruire ponti ha raggiunto un certo grado di perfezione e i progetti di questo tipo di strutture sono diventati estremamente diversi.

Tuttavia, i ponti, destinati a pedoni e carri, non erano adatti al traffico ferroviario. Per superare le barriere d'acqua, il trasporto ferroviario aveva bisogno di ponti leggeri e robusti, in grado di sopportare carichi molto pesanti. Per l'attraversamento di ampi fiumi, pedoni e vagoni potrebbero ricorrere ai traghetti; il trasporto ferroviario non poteva accontentarsi di un tale attraversamento e richiedeva strutture di ponti di lunghezza senza precedenti.
La soluzione del problema del ponte ferroviario appartiene all'ingegneria e al pensiero tecnico russo.

L'abbondanza di fiumi, molti burroni e gole costituiscono il nostro tratto geografico caratteristico, e i costruttori di ponti sono già citati dalla Russkaya Pravda, una raccolta di legalizzazioni risalenti al 1020.

Ponte galleggiante a Pskov

Vecchia cornice di un ponte galleggiante da una cartolina. A sinistra c'è la cappella.

Con una grande abbondanza di ricchezza forestale, il legno in Russia, ovviamente, era il principale materiale da costruzione e l'antica ingegneria russa è caratterizzata principalmente da una varietà di strutture in legno. In Russia, la costruzione di ponti in legno è stata particolarmente sviluppata e non solo sono stati costruiti ponti galleggianti o "ponti viventi" con spessi tronchi legati a zattere con un piano di calpestio su di essi, ma anche ponti a travatura.

Un ponte galleggiante sul Dnepr a Kiev, costruito sotto Vladimir Monomakh, è menzionato negli annali nel 1115. Dmitry Donskoy costruì ponti sul Volga a Tver durante l'assedio di questa città e, nel 1380, attraverso il Don, nel campo di Kulikovo.

Da tempo immemorabile, c'era un ponte permanente sul Volkhov a Novgorod, sul quale si svolgevano scazzottate tra la popolazione delle due sponde del fiume. La distruzione di questo ponte a causa della deriva di ghiaccio è menzionata nella cronaca di Novgorod nel 1335.

I ponti di legno permanenti erano supportati sotto forma di potenti creste con una parte di transizione a forma di triangolo per una lotta più efficace contro il ghiaccio. Erano pieni di pietra. Le campate erano coperte di tronchi, come travi. Le schede non sono state utilizzate, poiché erano troppo costose.

I ponti di legno rappresentano la loro prima forma. All'inizio erano costruiti semplicemente con travi, poi iniziarono a rinforzarli con puntoni, e poi a metà del XVIII secolo apparvero ponti ad arco, da stipiti e travi piegate collegate ad archi.

Poi sono state inventate nuove strutture ed è probabile che i ponti di legno verranno costruiti per molto tempo, soprattutto nelle regioni ricche di foreste. È vero, il legno è soggetto a decomposizione ed è pericoloso in termini di incendio, ma recentemente sono stati trovati e utilizzati molti agenti ignifughi e anti-marcio.

A differenza dei ponti con travi e puntoni stranieri, tutti i ponti di legno russi sono costruiti in legno tondo, che richiede abilità speciali nella disposizione di tagli e giunzioni, ma d'altra parte conferisce alla struttura un aspetto più bello e ne aumenta significativamente la resistenza.

Anche i ponti di pietra sono stati costruiti per molto tempo. Resti di ponti a volta eccezionalmente robusti sono stati conservati sulle autostrade romane.
Per molto tempo, il ponte di pietra sul fiume Moscova, costruito nel 1687, è stato considerato per molto tempo "l'ottava meraviglia del mondo". Era un edificio meraviglioso.

L'ottava meraviglia del mondo è il Grande Ponte di Pietra sul fiume Moscova, costruito da un ignoto maestro russo nel 1687.

Il ponte era costituito da sette campate fluviali e due costiere, lunghe centoquaranta metri e larghe ventidue. A un'estremità del ponte c'era un'alta torre di pietra con sei passaggi a volta. Nella torre c'era l'ufficio di una specie di ordine e, sotto di essa, il commercio. Sul ponte stesso, che stupiva tutti per la sua larghezza, c'erano stanze in pietra con negozi, pub e dogane.

Successivamente, al posto di questo ponte, è stato costruito un ponte di ferro secondo il progetto dell'ingegnere K.N. questo edificio.

Un capolavoro di costruzione di ponti in legno è il progetto e il modello del famoso ponte dell'ingegnoso meccanico Ivan Petrovich Kulibin sulla Neva.

Figlio di un commerciante di Nizhny Novgorod, nacque nel 1735 e da bambino era un assistente nel negozio di farina di suo padre. Ma il ragazzo non era interessato a come fare soldi, ma in un modo completamente diverso. Amava tutti i tipi di macchine, dispositivi, dispositivi meccanici che voleva costruire da solo. Ma l'unico meccanismo con cui il giovane poté poi familiarizzare era l'orologio. Studiò così a fondo la struttura di tutti i tipi di orologi, dagli orologi da torre situati sul campanile della chiesa agli orologi da parete in legno con il cucù, che presto iniziò a realizzare lui stesso tutti i tipi di orologi.
Alla fine, costruì un orologio delle dimensioni di un uovo d'oca, che portò Kulibin alla grande fama.

L'orologio non solo indicava l'ora, suonava l'ora, le mezze e i quarti d'ora, ma ogni ora rappresentava un'intera rappresentazione su un minuscolo teatro automatico situato nell'orologio. Era l'automa più straordinario mai creato dall'uomo e costò all'inventore diversi anni di lavoro scrupoloso e ingegnosità.

Quando le voci sull'insolito meccanico raggiunsero San Pietroburgo, Kulibin fu nominato capo meccanico presso l'Accademia delle scienze. Qui ha dovuto costruire tutti i tipi di strumenti scientifici e insegnare agli studenti la sua arte. Nei laboratori creati da Kulibin presso l'Accademia sono stati prodotti cannocchiali, telescopi, microscopi, bilance precise, barometri e macchine elettriche. Tuttavia, nella capitale, Ivan Petrovich ha dovuto lavorare ancora di più per la corte reale. O gli ordinarono un sollevatore, poi uno scooter in sedia a rotelle per la regina grassa, poi lo obbligarono a fare fuochi d'artificio per i festeggiamenti, poi gli ordinarono di trovare un modo per illuminare i corridoi bui del palazzo, poi chiamarono alcuni automi stranieri da riparare.

Con ingegnosa intraprendenza, il meccanico russo ha soddisfatto i requisiti reali, suscitando ammirazione universale. Ma lui stesso evitava la vita di corte oziosa, non conosceva i nobili, non si toglieva i vestiti da contadino e pensava solo a come poteva servire la gente comune con il suo lavoro e talento, aiutandoli in una vita difficile.

A San Pietroburgo, Kulibin ha attirato l'attenzione sulla mancanza di ponti permanenti attraverso la Neva, che è stato davvero un disastro per la popolazione. All'inizio della primavera e nel tardo autunno i ponti venivano rimossi, in inverno dovevano attraversare il ghiaccio. Tuttavia, la grande profondità della Neva e la forte corrente delle sue acque sembravano a quel tempo un ostacolo insormontabile alla costruzione di un ponte permanente, e la capitale si accontentava di ponti temporanei e di trasporti su traghetti e battelli.

Ritratto di IP Kulibin

Un uomo dalla mente acuta, chiara e tecnicamente sofisticata, Kulibin, mentre lavorava all'Accademia, iniziò a pensare al progetto di un tale ponte che non avrebbe richiesto l'installazione di pali e supporti in un fiume profondo e tempestoso. In un primo momento pensò di costruire l'arco del ponte sotto forma di un tubo a traliccio. Una fattoria è un sistema di singole maglie o aste articolate da cardini. Ha la proprietà di invariabilità geometrica e, quindi, sostituisce un corpo solido solido nella struttura con una significativa riduzione del peso e del volume del materiale.

Il modello testato, tuttavia, non soddisfaceva Kulibin. Quindi iniziò a pensare a un'altra opzione e in quel momento lesse sul Vedomosti di San Pietroburgo un messaggio su un concorso bandito in Inghilterra.

Nel 1772, la Royal Society di Londra bandì un concorso internazionale per la costruzione del miglior modello di tale ponte, "che sarebbe costituito da un unico arco o volta senza pali e sarebbe approvato per le sue estremità solo sulle rive del fiume ." Per quanto riguarda il team internazionale di costruttori di ponti, gli inglesi ovviamente consideravano il compito proposto tecnicamente molto difficile, e questo era vero. Sebbene i ponti ad arco singolo esistano da molto tempo, il più grande di essi - attraverso il Reno a Schiffhausen - aveva un'apertura, o campata, di 60 metri; gli inglesi stavano per gettare un ponte sul Tamigi, dove un ponte ad arco singolo avrebbe dovuto avere un'apertura quattro o cinque volte più grande.

Ponte ad arco singolo sulla Neva, progettato da KulibinaT

Ora per Kulibin non si trattava solo di soddisfare le esigenze della capitale, ma anche di competere con ingegneri di tutto il mondo. Ivan Petrovich si dedicò interamente alla soluzione di un difficile compito e già nel 1773 presentò il suo famoso progetto di un ponte in legno ad arco singolo sulla Neva.

Tenendo conto delle difficoltà di costruire supporti a grandi profondità con un rapido flusso del fiume, l'ingegnere russo ha risolto il problema con brillante coraggio e accattivante ispirazione. Propose di bloccare la Neva con un ponte ad arco di una campata, lungo trecento metri, con appoggi in pietra sulle sponde. Non era solo una soluzione al problema di un ponte ad arco singolo su un grande fiume, ma era anche il primo ponte al mondo realizzato con capriate reticolari, che in seguito divenne così ampiamente utilizzato nella costruzione di ponti. Quanto grande. fu il coraggio del pensiero di un ingegnere russo, lo si può giudicare dal fatto che fino ad oggi il più grande ponte di legno ad arcata singola mai costruito è considerato un ponte con una buca di 119 metri attraverso la Limmat in Svizzera, costruito nel 1788 e bruciato nel 1799 dai francesi.

Alexander-Stepanovich Ershov, professore di meccanica all'Università di Mosca, uno dei ricercatori più energici e autorevoli dello sviluppo del pensiero tecnico russo, trasmette in uno dei suoi articoli una tale valutazione dell '"arco di Kulibin" fatta da Dmitry Ivanovich Zhuravsky:

“Porta il segno di un genio; è costruito secondo un sistema riconosciuto dalla scienza moderna come il più razionale; il ponte è sorretto da un arco, la sua flessione è impedita da un sistema diagonale, che, per ignoranza di quanto si fa in Russia, viene chiamato americano.

Zhuravsky Dmitry Ivanovich (1821 - 1891)

La sua opinione sul ponte Kulibin è particolarmente preziosa per noi in quanto stabilisce la priorità del nostro paese nella creazione di un sistema diagonale, sullo studio del quale lo stesso Zhuravsky ha lavorato di più e la cui teoria ha fornito nella sua famosa opera.

La straordinaria opera di A. S. Ershov "Sul significato dell'arte meccanica e della sua condizione in Russia", pubblicata nel 1859, rimase ininfluente, sebbene in essa l'autore restaurò la verità storica non solo in relazione a Kulibin, ma in relazione a numerosi meccanica russa.

Dopo aver eseguito tutti i calcoli preliminari e fatto molti esperimenti, Kulibin ha costruito un modello del suo ponte lungo circa 30 metri. Il modello è stato testato alla presenza dei più importanti accademici di San Pietroburgo.

Il modello ha resistito a un carico di tremila libbre, che era il limite della sua resistenza secondo il calcolo. Kulibin ordinò di aumentare il carico di altre cinquecento libbre e, quando non c'era abbastanza carico nel cortile, invitò tutti i presenti a salire sul ponte. Il modello ha resistito a questo carico aggiuntivo. Nel rapporto di prova, è stato registrato che il progetto era corretto e che era del tutto possibile costruire un ponte sulla Neva con una campata di 140 sazhens, cioè circa 300 metri.

Il progetto di Kulibin ha soddisfatto pienamente anche le condizioni del concorso, poiché era più grande anche in termini di buca di quanto fosse necessario per coprire il Tamigi.

Rendendosi conto che un ponte di legno è di breve durata, Kulibin avanzò l'idea di un ponte di ferro nel 1799 e nel 1818 lo disegnò e ne costruì un modello. Era un ponte ad arco a tre campate, per una lunghezza totale di 130 braccia, con un passaggio per le navi al largo. Un eccellente modello di questo ponte, conservato nel museo dell'Istituto delle comunicazioni, poteva essere visto da tutti i successivi costruttori di ponti russi.

Qual è il merito di Ivan Petrovich Kulibin?

Ha fornito un progetto qualitativamente nuovo di un ponte di legno, insieme a una descrizione dettagliata dei lavori per la realizzazione di questa struttura così complessa. Come progettista, ha messo in pratica una serie di nuove sperimentazioni su singole parti della struttura, utilizzando dispositivi da lui inventati per questo. Non si è limitato alla sola sperimentazione, ma ha delineato la teoria del funzionamento della struttura secondo il modello in esame. Infine, fu il primo a sollevare la questione del ferro come materiale per i ponti, in un'epoca in cui il mondo intero si accontentava ancora della pietra e del legno.

Daniil Bernoulli, un accademico russo, una delle più grandi menti dell'epoca, dopo aver ricevuto un messaggio sulla sperimentazione del modello del ponte Kulibino, chiese al suo corrispondente:
"Per favore informami qual è l'altezza del modello al centro rispetto alle sue estremità e come questo grande artista ha posizionato tremila libbre e mezzo di peso sul suo modello."
Il ponte Kulibin è stato un evento nella storia dell'ingegneria e ha contribuito notevolmente all'ulteriore sviluppo della costruzione di ponti.
L'idea di Kulibin sull'uso del ferro nella costruzione di ponti fu presto implementata, sebbene non in Russia.

La forma più semplice di un ponte di ferro è anche un ponte a travatura. È una capriata in ferro posata su fondazioni speciali e che trasmette pressione ad esse in direzione verticale. All'inizio le capriate erano fatte di travi in ​​ghisa, ma presto passarono a quelle in ferro.
Una serie di travi tubolari in ferro costituisce il ponte più semplice, spesso presente su ferrovie a campate ridotte; in genere tali travi diventano pesanti e quindi la loro parete verticale continua è sostituita da una passante, costituita da due file di controventi piatti: alcune lavorano in compressione, altre in tensione. Tale trave è già una travatura reticolare diagonale.
Le fattorie vengono posate intere lungo l'intera lunghezza del ponte o tagliate su ciascun moncone. Per facilità di montaggio, sono passati dai ponti a travatura ai ponti a sbalzo: le loro capriate, dopo aver coperto una campata, sono sospese su quella successiva. Due di tali strutture a campata con estremità pensili, o "a sbalzo", sono collegate da una cosiddetta travatura reticolare sospesa e coprono la terza campata.

L'edificio del ponte nel suo ulteriore sviluppo si è spostato su capriate più complesse con una corda superiore o inferiore curva. Una varietà di requisiti per i costruttori di ponti li ha costretti a creare progetti che soddisfano questi requisiti. Questi requisiti sono così ampi ed eterogenei che si può parlare di arte della costruzione di ponti. Molti ponti, soprattutto quelli grandi, sono costruiti in modo diverso, a seconda del loro scopo, delle condizioni del luogo, ecc.

La costruzione dei ponti si conclude con il loro collaudo per mezzo di un carico corrispondente al compito. Nella pratica europea si sono verificati casi di distruzione di ponti durante i loro test. Nella pratica russa, tali incidenti, almeno nella costruzione di grandi ponti, sono completamente sconosciuti.

Il problema di un ponte ferroviario con grandi aperture, o campate, leggere e robuste, è sorto nella sua interezza prima degli ingegneri russi già durante la posa della prima autostrada russa: la ferrovia San Pietroburgo-Mosca. Questo problema è stato completamente risolto da Stanislav Valeryanovich Kerbedz e Dmitry Ivanovich Zhuravsky. La loro attività è strettamente connessa con la costruzione delle prime ferrovie russe.

Ponte di legno di D. I. Zhuravsky attraverso il burrone di Verebinsky

Ponte Verebinsky - un ponte sul burrone Verebinsky e sul fiume Verebya vicino alla stazione di Verebye sulla ferrovia Nikolaevskaya (San Pietroburgo - Mosca). Al momento dell'apertura, il ponte ferroviario più alto e più lungo della Russia. Costruito secondo il progetto di D. I. Zhuravsky nel 1851.

Ha 9 campate, costruite in legno, con tiranti in ferro.

E questo è il ponte Mstinsky. Sotto il fiume Msta.