Pierwszy rosyjski mechanik. akademik i

Model zbudowany przez Kulibina miał długość 14 sazhenów i stanowił jedną dziesiątą prawdziwego mostu. Budowa trwała 17 miesięcy. Na budowę tego modelu rząd przeznaczył 3000 rubli. Rzeczywisty koszt modelu wyniósł 3524 rubli 96 kopiejek. Wynalazca musiał zapłacić różnicę z własnych pieniędzy.

Trzeba było przetestować model mostu. Większość naukowców nie wierzyła w możliwość zbudowania mostu zaprojektowanego wyłącznie metodami eksperymentalnymi i czysto inżynierską intuicją. Łącząc teorię z eksperymentem, Kulibin za pomocą lin i ciężarków przeprowadza eksperymenty i oblicza siły oporu poszczególnych części mostu. Tylko największy matematyk tamtych czasów, akademik Euler, wierzył w Kulibina. Bierze swoje rysunki i obliczenia matematyczne i dokładnie je sprawdza. Wszystkie obliczenia były poprawne. Euler nakreślił swoje rozważania i obliczenia w artykule: „Prosta zasada, jak z modelu drewnianego mostu lub podobnej innej maszyny, która musi udźwignąć ciężar, czy można to zrobić w większym modelu (formie) ”, opublikowane przez niego w księdze miesięcznika z instrukcjami na rok 1776.

Większość członków komisji badania mostów była przekonana, że ​​most się zawali. Most został obciążony 3 tysiącami funtów ładunku, co było jego maksymalnym obciążeniem projektowym. Model się nie zawalił. Wtedy Kulibin polecił zwiększyć obciążenie, układając cegły na moście. Model wytrzymał to dodatkowe obciążenie. Wreszcie na most wspięli się akademicy i członkowie komisji.

Eksperymenty były kontynuowane. Most został przetestowany pod kątem ciągłego obciążenia. Model mostu wytrzymał wszystkie metody weryfikacji. Opracowany dziennik badań został przedstawiony Katarzynie z wnioskiem o możliwości zbudowania mostu przez Newę o rozpiętości 140 sazhenów. Catherine nakazała projektantowi nagrodzić dwa tysiące rubli, a model zaprezentować publiczności, która według wielu zeznań „przybyła, by się tym zaskoczyć”.

Nie podjęto decyzji o budowie mostu. Model mostu w 1793 roku został przetransportowany do ogrodu Pałacu Taurydzkiego, gdzie został przerzucony przez rów. Według współczesnych model mostu istniał do 1804 r.; Nie mamy dalszych informacji o losach modelu.

Taki jest tragiczny los jednego z największych dzieł myśli inżynierskiej i projektowej końca XVIII wieku.

Aby w pełni docenić znaczenie mostu Kulibino w rozwoju technologii budowy mostów w XVIII wieku, można wskazać, że najdłuższy drewniany most o długości 119 metrów wybudowali bracia Gruberman w opactwie Wettingen w 1778 roku. Dopiero w 1813 roku zbudowano w Rosji pierwszy stały drewniany most przez Malaya Newkę, ale miał on siedem przęseł. Akademia Londyńska ogłosiła konkurs na most łukowy w 1772 roku, ale Kulibin zaczął projektować swój most znacznie wcześniej i już w 1771 roku gotowa była pierwsza wersja modelu.

Z późniejszej korespondencji Kulibina wynika, że ​​wynalazca był bardzo zmartwiony nieuwagą władz carskich na jego projekt. Kulibin nie chciał wysłać swojego projektu do Londynu, choć projekt w pełni spełnił wszystkie warunki konkursu. Mimo obecności licznej rodziny (miał 12 dzieci), która znajdowała się w skrajnej potrzebie finansowej, nie wyobrażał sobie, że jego wieloletnia ciężka praca zostanie zrealizowana nie w ojczyźnie, ale za granicą.

Słynny naukowiec Bernoulli, były członek Akademii Rosyjskiej, współczesny Kulibinowi, odpowiadając jednemu ze swoich uczniów, który podczas pobytu w Petersburgu zapoznał się z modelem Kulibina, pisze: „Co mi mówisz o swoim samouku Mechanik Kulibin o drewnianym moście przez Newę daje mi wysokie zdanie o tym zręcznym budowniczym i stolarzu, wychowanym wśród prostych chłopów, a swoją najwyższą wiedzę zawdzięcza jedynie jakiemuś instynktowi. W tych pracach nie stosuję się bynajmniej do czystej teorii, ponieważ nie sposób wystarczająco wyliczyć wszystkich okoliczności, które koniecznie trzeba wziąć pod uwagę: trzeba szukać po omacku ​​niezliczonej ilości przedmiotów, które nie pozwalają na żadne dokładne definicje. Główny budowniczy jest najczęściej zobligowany do zwracania się do wrodzonej sprytu. W tym dostrzegam wszystkie zalety, jakie może mieć taka osoba jak Kulibin.

Dalej Bernoulli pisze, że nie może „pokonać sceptycyzmu co do mostu, czyli żeby model mógł wytrzymać takie obciążenie podczas testów – 3 tys. funtów”. „Proszę, daj mi znać, jaka jest wysokość modelu w środku w porównaniu do jego kończyn i w jaki sposób ten wspaniały artysta położył na swoim modelu 3500 funtów? Jeśli jest w stanie wytrzymać kolejne 500 funtów, które proponował jej nałożyć, to ten wzrost będzie mocnym dowodem na najszczęśliwszy sukces, jaki można obiecać.

Dużo wcześniej niż zagraniczni naukowcy, Kulibin zaczyna myśleć o projekcie mostu żelaznego, ponieważ zdawał sobie sprawę, że pod względem technicznym i ekonomicznym duże drewniane mosty są mało przydatne.

Tak więc wartość projektu Kulibina polega na tym, że stworzył nowy projekt mostu, opracował metody i instrumenty do badań eksperymentalnych konstrukcji mostu, dał teorię badania mostu na modelu i jako pierwszy zastosował właściwości wielokąta liny do obliczania układów statycznie wyznaczalnych. Już samo to wystarczy, aby zostać uznanym za wybitnego naukowca i inżyniera.

| |

Słynny mechanik-samouk Iwan Pietrowicz Kulibin jest nie tylko wynalazcą oryginalnego zegara, toru wodnego, powozu napędzanego pedałami i innych dziwacznych konstrukcji na swoje czasy, ale także autorem projektu unikalnego jednołukowego drewnianego mostu Newy.

Kulibin stworzył projekt gigantycznego drewnianego jednołukowego mostu przez Newę o długości 298 metrów. Wysokość mostu pozwoliłaby przepłynąć pod nim statki z masztami i żaglami. Podpory brzegowe miały być wykonane z kamienia, a sam łuk miał być zbudowany z desek ustawionych na krawędzi i połączonych metalowymi śrubami. Most składał się z dwóch galerii: górna przeznaczona była dla pieszych, dolna dla komunikacji miejskiej. Największy na świecie drewniany most przez rzekę Limmat (Szwajcaria), zbudowany w 1778 roku, miał rozpiętość zaledwie 119 metrów.

Wielu, w tym wybitni naukowcy, zareagowało na projekt samouka z nieskrywanym sceptycyzmem. Następnie Kulibin stworzył model mostu w jednej dziesiątej jego naturalnej wielkości (długości 30 metrów). Na posiedzeniu Akademii Petersburskiej powołano komisję ekspercką, która miała go przetestować.
27 grudnia 1776 odbył się oficjalny test modelu mostu. Najpierw na model został umieszczony ładunek o wadze 3300 funtów, który według obliczeń uznano za granicę. Zdecydowana większość naukowców była przekonana, że ​​model nie wytrzyma ciężaru i upadku. Ale wynalazca, przekonany o wytrzymałości modelu, dodał kolejne 570 funtów. A „dla większego dowodu” sam Kulibin wspiął się na model i zaprosił wszystkich członków komisji eksperckiej i pracowników, którzy przywozili ładunki, aby poszli za nim.

Przez 28 dni model utrzymywał się pod ciężarem 3870 funtów, czyli piętnastokrotności jego wagi, ale nie zaobserwowano żadnych oznak deformacji. To było wspaniałe zwycięstwo wynalazcy. Ale w warunkach feudalnej Rosji projekt I.P. Kulibina, pomimo pozytywnej oceny komisji, pozostał niezrealizowany i skazany na zapomnienie.

Model mostu został po raz pierwszy wystawiony do wglądu na dziedzińcu akademickim, aw 1793 roku został przeniesiony do Ogrodu Taurydzkiego. 27 lipca 1816 r. zgniły model zawalił się.

Model zbudowany przez Kulibina miał długość 14 sazhenów i stanowił jedną dziesiątą prawdziwego mostu. Budowa trwała 17 miesięcy. Na budowę tego modelu rząd przeznaczył 3000 rubli. Rzeczywisty koszt modelu wyniósł 3524 rubli 96 kopiejek. Wynalazca musiał zapłacić różnicę z własnych pieniędzy.

Trzeba było przetestować model mostu. Większość naukowców nie wierzyła w możliwość zbudowania mostu zaprojektowanego wyłącznie metodami eksperymentalnymi i czysto inżynierską intuicją. Łącząc teorię z eksperymentem, Kulibin za pomocą lin i ciężarków przeprowadza eksperymenty i oblicza siły oporu poszczególnych części mostu. Tylko największy matematyk tamtych czasów, akademik Euler, wierzył w Kulibina. Bierze swoje rysunki i obliczenia matematyczne i dokładnie je sprawdza. Wszystkie obliczenia były poprawne. Euler nakreślił swoje rozważania i obliczenia w artykule: „Prosta zasada, jak z modelu drewnianego mostu lub podobnej innej maszyny, która musi udźwignąć ciężar, czy można to zrobić w większym modelu (formie) ”, opublikowane przez niego w księdze miesięcznika z instrukcjami na rok 1776.

Większość członków komisji badania mostów była przekonana, że ​​most się zawali. Most został obciążony 3 tysiącami funtów ładunku, co było jego maksymalnym obciążeniem projektowym. Model się nie zawalił. Wtedy Kulibin polecił zwiększyć obciążenie, układając cegły na moście. Model wytrzymał to dodatkowe obciążenie. Wreszcie na most wspięli się akademicy i członkowie komisji.

Eksperymenty były kontynuowane. Most został przetestowany pod kątem ciągłego obciążenia. Model mostu wytrzymał wszystkie metody weryfikacji. Opracowany dziennik badań został przedstawiony Katarzynie z wnioskiem o możliwości zbudowania mostu przez Newę o rozpiętości 140 sazhenów. Catherine nakazała projektantowi nagrodzić dwa tysiące rubli, a model zaprezentować publiczności, która według wielu zeznań „przybyła, by się tym zaskoczyć”.

Nie podjęto decyzji o budowie mostu. Model mostu w 1793 roku został przetransportowany do ogrodu Pałacu Taurydzkiego, gdzie został przerzucony przez rów. Według współczesnych model mostu istniał do 1804 r.; Nie mamy dalszych informacji o losach modelu.

Taki jest tragiczny los jednego z największych dzieł myśli inżynierskiej i projektowej końca XVIII wieku.

Aby w pełni docenić znaczenie mostu Kulibino w rozwoju technologii budowy mostów w XVIII wieku, można wskazać, że najdłuższy drewniany most o długości 119 metrów wybudowali bracia Gruberman w opactwie Wettingen w 1778 roku. Dopiero w 1813 roku zbudowano w Rosji pierwszy stały drewniany most przez Malaya Newkę, ale miał on siedem przęseł. Akademia Londyńska ogłosiła konkurs na most łukowy w 1772 roku, ale Kulibin zaczął projektować swój most znacznie wcześniej i już w 1771 roku gotowa była pierwsza wersja modelu.

Z późniejszej korespondencji Kulibina wynika, że ​​wynalazca był bardzo zmartwiony nieuwagą władz carskich na jego projekt. Kulibin nie chciał wysłać swojego projektu do Londynu, choć projekt w pełni spełnił wszystkie warunki konkursu. Mimo obecności licznej rodziny (miał 12 dzieci), która znajdowała się w skrajnej potrzebie finansowej, nie wyobrażał sobie, że jego wieloletnia ciężka praca zostanie zrealizowana nie w ojczyźnie, ale za granicą.

Słynny naukowiec Bernoulli, były członek Akademii Rosyjskiej, współczesny Kulibinowi, odpowiadając jednemu ze swoich uczniów, który podczas pobytu w Petersburgu zapoznał się z modelem Kulibina, pisze: „Co mi mówisz o swoim samouku Mechanik Kulibin o drewnianym moście przez Newę daje mi wysokie zdanie o tym zręcznym budowniczym i stolarzu, wychowanym wśród prostych chłopów, a swoją najwyższą wiedzę zawdzięcza jedynie jakiemuś instynktowi. W tych pracach nie stosuję się bynajmniej do czystej teorii, ponieważ nie sposób wystarczająco wyliczyć wszystkich okoliczności, które koniecznie trzeba wziąć pod uwagę: trzeba szukać po omacku ​​niezliczonej ilości przedmiotów, które nie pozwalają na żadne dokładne definicje. Główny budowniczy jest najczęściej zobligowany do zwracania się do wrodzonej sprytu. W tym dostrzegam wszystkie zalety, jakie może mieć taka osoba jak Kulibin.

Dalej Bernoulli pisze, że nie może „pokonać sceptycyzmu co do mostu, czyli żeby model mógł wytrzymać takie obciążenie podczas testów – 3 tys. funtów”. „Proszę, daj mi znać, jaka jest wysokość modelu w środku w porównaniu do jego kończyn i w jaki sposób ten wspaniały artysta położył na swoim modelu 3500 funtów? Jeśli jest w stanie wytrzymać kolejne 500 funtów, które proponował jej nałożyć, to ten wzrost będzie mocnym dowodem na najszczęśliwszy sukces, jaki można obiecać.

Dużo wcześniej niż zagraniczni naukowcy, Kulibin zaczyna myśleć o projekcie mostu żelaznego, ponieważ zdawał sobie sprawę, że pod względem technicznym i ekonomicznym duże drewniane mosty są mało przydatne.

Tak więc wartość projektu Kulibina polega na tym, że stworzył nowy projekt mostu, opracował metody i instrumenty do badań eksperymentalnych konstrukcji mostu, dał teorię badania mostu na modelu i jako pierwszy zastosował właściwości wielokąta liny do obliczania układów statycznie wyznaczalnych. Już samo to wystarczy, aby zostać uznanym za wybitnego naukowca i inżyniera.

| |

W 1772 roku Królewska Akademia Nauk w Londynie przyznała nagrodę temu, kto stworzył najlepszy model mostu, który składałby się z pojedynczego sklepienia bez pali i łuków i stałby nad brzegiem rzeki tylko jego końcami. Po przeczytaniu o tym w gazecie Kulibin podjął się projektu takiego mostu przez Newę. Faktem jest, że jednołukowego mostu nie trzeba było podnosić. Dlatego dla Petersburga, który otrzymał wiele różnych statków, było to konieczne.

Nie było ani jednego stałego mostu przez Bolszaję Newę – ani kamiennego, ani drewnianego – który łączyłby Pałac Zimowy z Wyspą Wasiljewskiego. Stały most znacznie ułatwiłby życie Petersburgom, jak napisał sam Kulibin w grudniu 1772 r. w petycji skierowanej do wicedyrektora Akademii Nauk:

Od początku mojego przybycia do Petersburga w 1769 roku widziałem wiosną podczas ostatniej podróży po rzekach, a zwłaszcza wzdłuż Bolszaja Newy, społeczeństwa, wiele katastrofalnych przygód. Wiele osób, mając potrzebę przepłynięcia przez nią, przechodzi z wielkim strachem, a część z nich straciła życie: podczas pochodu silnego lodu wiosną i jesienią przewożone są łodzie z ogromnym strachem i ten niepokój trwa po dłuższej czas... Biorąc pod uwagę wszystkie te i inne niedogodności, zacząłem szukać sposobu na zrobienie mostu...

Utworzono komisję, na której czele stanął Domashnev, polecił L. Euler. W jej skład weszli najwybitniejsi fizycy i matematycy Akademii: S.K. Kotelnikow, Johann Albrecht Euler, S.Ya. Rumovsky, a także adiunkci Nikolai Fus i M.E. Gołowin. 4 marca 1776 r. komisja otrzymała rozkaz rozpatrzenia projektów Kulibina.

Model mostu został przetestowany 27 grudnia 1776 roku. Model został zbudowany w skali 1/10 w stosunku do szacowanej długości mostu na 140 sążni (czyli miał 14 sążni) i składał się z 12 908 drewnianych części, 49 650 żelaznych śrub i 5 500 żelaznych pierścieni. Model ten wytrzymał obciążenie testowe przez 28 dni bez widocznych uszkodzeń. Test modelu Kulibin wzbudził zainteresowanie, dlatego oprócz naukowców było wielu widzów. Niedługo wcześniej znani inżynierowie zaprezentowali swoje prace, ale ich projekty nie wytrzymały obliczonej surowości. Na co może liczyć samouk? Świetna publiczność rywalizowała w dowcipach.

Gdy przygotowane żelazo położono na moście, zapadła cisza - most stał. Na podwórku zostało kilka tysięcy cegieł. Oni też je odłożyli. Kulibin zaprosił następnie publiczność do wejścia na przeciążony most. Następnie poprosił pracowników, aby się przyłączyli. W ciszy wszyscy razem przeszli kilka razy przez konstrukcję. Koszty! Największy matematyk stulecia, Leonhard Euler, rozpromieniony, uścisnął dłoń Kulibina:

Teraz musisz tylko zbudować nam schody do nieba!

Po udanych testach i „zatwierdzeniu” uczonych ten cud techniki przyciągnął uwagę mieszczan, którzy mieli zamiar wpatrywać się w model, ale ani Katarzyna II, ani żaden z ważnych urzędników na jej dworze nie spieszył się z zapoznaniem z tym wynalazkiem. „Sankt-Peterburgskiye Vedomosti” z dnia 10 lutego 1777 r. przyznał mu wyjątkowo wysoką ocenę:

Ten znakomity artysta, którego natura stworzyła z silną wyobraźnią, połączoną ze sprawiedliwością rozumu i bardzo konsekwentnym rozumowaniem, był wynalazcą i wykonawcą modelu drewnianego mostu, który można zbudować na 140 sazhenach, czyli na szerokości geograficznej rzeki Newy, w miejscu, gdzie zwykle budowany jest nad nią most. Model ten został wykonany na 14 sazhenach, a więc zawierający jedną dziesiątą wyobrażonego mostu, był świadkiem Petersburskiej Akademii Nauk 27 grudnia 1776 r. i, ku nieoczekiwanej przyjemności Akademii, okazał się całkowicie i demonstracyjnie poprawne dla jego pracy w rzeczywistym rozmiarze.

Przypuszczalnie, jak wspomniano później w artykule, sam Kulibin wymyślił i opracował zasady testowania swojego modelu: „Te zasady były całkowicie podobne do tych, które chwalebny pan Euler, miejscowy akademik, stworzył później z fundamentów mechanicznych ...”. I tu w końcu dochodzimy do pytania, jaką rolę Euler faktycznie odegrał w tych testach.

Głównym pytaniem nie było, jak logiczne są zasady techniczne modelu Kulibino - w końcu oto model, wystawiony na widok publiczny i doskonale wytrzymuje obciążenie. Pytanie brzmiało, jak przejść od modelu do prawdziwego mostu. Argument Kulibina opierał się na prostej arytmetyce. Model ma 14 sążni długości, czyli jego rozmiar to 1/10 wielkości planowanego mostu i zachowane są w nim wszystkie proporcje. Waży 330 funtów i jest przeznaczony do obciążenia dziewięciokrotności jego wagi, czyli 2970 funtów. Ale dla wygody obliczeń Kulibin – pamiętajmy o ograniczeniach swojej wiedzy teoretycznej – wyszedł z tego, że most powinien ważyć 3300 funtów, łącznie z masą modelu. Dwadzieścia trzy lata później w krótkim opisie mostu przedstawił swoje obliczenia w następujący sposób:

Na tej podstawie już teraz wygodnie jest określić surowość prawdziwego mostu, zakładając, że we wszystkim powinien on być podobny do modelu, zbudowanego z tego samego lasu i liczby drzew, ponieważ należy pomnożyć tylko 330 funtów [ov] lub masę modelu należy pomnożyć sześciennie, czyli najpierw 10 yu wyjdzie z pokazanym listem przewozowym o wadze modelu 3300 funtów, mnożąc tę ​​liczbę również przez 10, wyjdzie 33 000 funtów i to również być pomnożone przez trzecią przez dziesiątą, dlaczego sześcian zawartości wytworzy ciężar 330 000 funtów w prawdziwym moście, a jeśli model nie uniósł więcej niż wskazane 3300 funtów grawitacji, to przez to udowodniła, że prawdziwy most udźwignąłby tylko swój ciężar iz listu przewozowego, choć o niewielkiej wadze, powinien się zawalić. Gdyby model mógł podnieść ciężar na swój własny 20 razy więcej, to znaczy, który byłby obciążeniem ogólnie z modelem 6600 funtów, to prawdziwy musiałby podnieść na sobie taki sam ciężar, jaki ma swój własny ciężar , to jest 330 000 funtów ... W konsekwencji, oprócz 3300 funtów [s] grawitacji, które są wymagane do utrzymania pustego mostu, leżało na nim 570 funtów nadmiernej grawitacji, co dowiodło przez mnożenie do kwadratu, byłoby możliwe bez żadnych wątpliwości przeniesienie ciężarów na cały most na prawdziwy most 57 000 funtów..

Z tych obliczeń wynikało, że równomiernie rozłożona waga 570 funtów, z niewielkim marginesem błędu, powinna wystarczyć do określenia rzeczywistej wagi prawdziwego mostu. Jednak sposób argumentacji mówi wiele. Tekst został napisany po rosyjsku dwadzieścia trzy lata później - niewygodny, rozwlekły, z dużą ilością niepotrzebnych powtórzeń. Nawet tak prosta matematyczna procedura, jak podniesienie dziesięciu do sześcianu, jest rozłożona na kilka etapów.

Odpowiedź Eulera została napisana w 1775 r. i opublikowana w „Komentarzach” Akademii Nauk w 1776 r. (aw 1777 r. ukazało się streszczenie w języku rosyjskim). Chociaż odpowiedź Eulera została opublikowana po łacinie w oficjalnej publikacji Akademii Nauk, a naukowiec rozważał problem na najwyższym poziomie uogólnienia i abstrakcji, w preambule wyraźnie stwierdza, że ​​zadanie zbudowania mostu przez Newę skłoniło do go do obliczenia. Aby nie odtwarzać tutaj w całości wszystkich obliczeń matematycznych, zaznaczymy jedynie, że po ustaleniu podstawowych zasad sprowadza problem do znalezienia związku między z i λ (gdzie λ jest współczynnikiem skalowania, a z- liczbę, przez którą chcesz pomnożyć wagę ładunku), opisaną wzorem:

z 900+16= (900+30λ)/2λ

Warto zauważyć, że stosunek ten jest nieliniowy, tj. im mniejszy mostek, tym wyższy musi być współczynnik skalowania, aby skompensować napięcie generowane przez b o duża różnica w stosunku do rzeczywistej wielkości mostu. Co do Kulibina, nie zachowało się żadne pisemne potwierdzenie rozmowy na ten temat między nim a Eulerem, ale ich wyniki”. dla tego konkretnego modelu skupiać. Jest oczywiste, że Kulibin nie wykorzystał obliczeń Eulera jako podstawy swoich własnych obliczeń, a akademicy niezmiennie ignorowali własne obliczenia Kulibina. Tak więc zarówno Euler, jak i Kulibin doszli do wniosku, że most Kulibin wytrzyma obciążenie, ale z różnych powodów.

W świecie naukowym energicznie dyskutowano o zasadach proporcjonalnego wzrostu modeli. Najbardziej wiarygodnym źródłem informacji o tym, jak elita akademicka, czyli nosiciele „wysokiej” wiedzy matematycznej, ma związek z przedsięwzięciem Kulibina, jest korespondencja między mieszkającym wówczas w Bazylei starym przyjacielu Eulera, Daniilem Bernoullim, a sekretarzem Eulera Nikołajem. Zamieszanie. Fus przybył do Petersburga w 1773 r. z polecenia Bernoullego jako asystent niewidomego już Eulera. Mieszkał w domu Eulera, przepisywał do zeszytów to, co Euler napisał dużymi literami kredą na blacie stołu, pomógł mu w przygotowaniu szeregu ważnych prac – m.in. teleskopu achromatycznego. W projekcie mostu po raz pierwszy wystąpił jako ekspert Akademii. Fus po raz pierwszy wspomina Kulibina w liście do Bernoulliego z 5 stycznia 1777, tydzień po rozpoczęciu testów:

Od jakiegoś czasu mamy tu tak wiele projektów budowy mostu przez Newę, że przedsięwzięcie to stało się niemal przedmiotem kpin. Jednak akademicki mechanik Kulibin, który zasługuje na to, by być Panu znanym, zdumiewającym faktem, że z prostego chłopa stał się naprawdę niezwykłą osobą dzięki szczęśliwemu usposobieniu otrzymanemu od natury dla sztuki mechaniki, i który, bez pomocy z zewnątrz stworzył już arcydzieła, zmuszając publiczność do podziwiania jego i jego modelki, nad którą nie przestaje pracować. Jest to model jednołukowego mostu przez Newę o szerokości 1057 stóp angielskich. Kulibin, zupełnie niedoświadczony w matematyce, stwierdził, nie wiem jak, że łuk jego łuku powinien mieć kształt sieci, że jego model waży 333 funty, że elementy tworzące most powinny zmniejszać się równomiernie i konsekwentnie we wszystkich kierunkach [do środka] i wreszcie, że model jego mostu musi unieść ciężar 3300 funtów, aby most mógł utrzymać swój własny ciężar. Herr Euler znalazł to samo a priori w argumentacji, która będzie zawarta w dwudziestym tomie naszych Komentarzy. On [Euler] pracował przez ponad rok i niedawno go skończył.

Odpowiedź Bernoulliego z 7 czerwca 1777 rozwija temat kontrastu między „mużyckim” pochodzeniem Kulibina a tradycjami wysokiej nauki reprezentowanymi przez Eulera:

Fakt, że opowiadasz mi o swoim urodzonym mechaniku, panu Kulibinie, dotyczącym drewnianego mostu przez Bolshaya Newę, który ma szerokość 1057 angielskich stóp, inspiruje mnie do wysokiej opinii o tym utalentowanym budowniczym i zręcznym stolarzu, wychowanym wśród zwykłym chłopom i swoją najwyższą wiedzę zawdzięcza jedynie rodzajowi intuicji... Wydaje mi się, że najważniejsza sztuka polega na doborze drewna, z najwyższą precyzją wszelkich rozmiarów... kolce i poprawnie wykonane nacięcia... Ta szerokość nad Newą wydaje mi się przesadna i przyznaję, że nigdy nie odważyłbym się wypowiadać na rzecz budowy takiego mostu, chyba że między jednym a drugim brzegiem Newy zbudowano by dwa lub trzy przyczółki palowe, które dzielą most na trzy lub cztery mniej więcej równe części... Główny budowniczy musi najczęściej polegać na własnym instynkcie. Tutaj czuję całą korzyść z posiadania osoby takiej jak Kulibin, do której mam szacunek, ale nie mogę przezwyciężyć nieufności do tak wielkiego mostu. Czy można mieć pewność, że charakterystyczne dla tego kraju silne mrozy nie naruszą budowy mostu? Przecież najmniejsza kompresja wszystkich części może być dla niego śmiertelna. Powiedz mi proszę, jaka jest wysokość modelu w środku w stosunku do końcówek i w jaki dokładnie sposób wielki mistrz rozkłada te 3500 funtów, którymi załadował swój model? Gdyby model mógł wytrzymać kolejne 500 funtów, które zamierzał na niego nałożyć, byłby to dodatkowy mocny dowód możliwego sukcesu. W swoim czasie przeprowadziłem wiele badań dotyczących wytrzymałości i odporności drewna, a doświadczenie zawsze potwierdzało moje wyniki; ale mam jeszcze wątpliwości co do wytrzymałości belki o znanej długości, ociosanej prostopadle i mocno ściśniętej w kierunku wzdłużnym, aż ta belka zacznie się wyginać, czy też jakie obciążenie może kolumna ustawiona ściśle pionowo nie złamać pod swoim ciężarem? Chciałbym, aby twój znakomity mechanik udzielił ci opinii na temat jednego lub dwóch przykładów; Chcę tylko przybliżonego oszacowania.

Wydaje się, że Fus nigdy nie przekazał tej prośby Kulibinowi. Zamiast tego wysłał Bernoulliemu kolejny list pochwalny do Kulibina, wzywając Bernoulliego, aby nie uciekał się do analogii z podobnymi modelami ze Szwajcarii i Irlandii: „Model Kulibina nie przypomina niczego, co widziałem w tym rodzaju. Jest to zbyt skomplikowane, by można je było opisać w kilku słowach, a to, co mógłbym ci powiedzieć o jego pomyśle, nawet niedoskonałym, może zniweczyć dobrą opinię, którą chciałem jej przekazać. Pospiesznie jednak uchylał się od ostatecznej akceptacji projektu, zauważając, że akademicy w swoim raporcie obsypali Kulibina „wszelkimi pochwałami, na jakie zasługuje jego wysiłek i sztuka, choć nie dawali odpowiedzi na wiele okoliczności, które mogły zaistnieć podczas realizacji projektu i sprawić, by było to niewykonalne”. Takich okoliczności było bardzo dużo - chodziło między innymi o pozyskanie drewna odpowiedniej jakości i całkowite ukończenie budowy mostu w cztery czy pięć miesięcy letniego sezonu budowlanego w Petersburgu.

Unikając bezpośredniej odpowiedzi, Akademia w rzeczywistości zdecydowała, że ​​w Petersburgu nie będzie drewnianego mostu. Oczywiście wszystkie argumenty przeciwko mostowi były znane na długo zanim Kulibin zaczął budować swój model – co zresztą samo w sobie zaowocowało sporą kwotą 3244 rubli – i wydaje się, że cała ta błazenada z testowaniem modelu została dostrzeżona w sądzie jako kwestia biznesu czysto akademickiego. Księżniczka Dashkova nakazała wystawić model na widok publiczny. Kulibin sprzeciwił się; jasne jest, że bardzo trudno byłoby przetransportować tak duży model - i, należy zauważyć, właśnie dlatego, że przez Newę nie było mostu. W końcu Kulibin na własny koszt przetransportował ją na teren Pałacu Taurydzkiego (później jednak zwrócono mu koszty - 503 ruble). Model przetrwał ponad czterdzieści lat, z czego pierwsze 23 lata nie wymagały naprawy i został zniszczony w czerwcu 1816 roku. Kulibin, po przejściu na emeryturę i powrocie do Niżnego, kontynuował opracowywanie projektów mostów - tym razem metalowych i przez Wołgę. Ale te plany, podobnie jak pomysł drewnianego mostu z 1776 roku, nie zostały zrealizowane.

Mosty w starożytnej Rosji. Wielki kamienny most w Moskwie w 1687 roku. Iwan Pietrowicz Kulibin i jego most przez Newę

Szybki rozwój komunikacji kolejowej, układanie nowych i nowych linii kolejowych spowodowało szereg różnorodnych problemów technicznych.

Za największe z tych zadań na wczesnym etapie budowy kolei należy uznać poszukiwanie nowych sposobów pokonywania barier wodnych.

Oczywiście wraz z drogami pojawiły się konstrukcje mostowe. W końcu pierwsze drzewo, które szczęśliwie przewróciło się przez strumień lub wąwóz, stało się już najprostszym rodzajem mostu dźwigarowego. Skała, która zapadła się w ten sam strumień, mogłaby sugerować ideę kamiennego mostu. Na przestrzeni tysięcy lat historii budownictwa drogowego sztuka budowy mostów osiągnęła pewien stopień doskonałości, a projekty tego rodzaju konstrukcji stały się niezwykle różnorodne.

Mosty przeznaczone dla pieszych i wozów nie nadawały się jednak do ruchu kolejowego. Aby pokonać bariery wodne, transport kolejowy potrzebował mostów, które były lekkie i mocne, zdolne wytrzymać bardzo duże obciążenia. Do przekraczania szerokich rzek piesi i wozy mogły skorzystać z promów; transport kolejowy nie mógł zadowolić się takim przejazdem i wymagał konstrukcji mostowych o niespotykanej dotąd długości.
Rozwiązanie problemu mostów kolejowych należy do rosyjskiej myśli inżynieryjno-technicznej.

Naszą charakterystyczną cechą geograficzną jest obfitość rzek, liczne wąwozy i wąwozy, a o budowniczych mostów wspomina już Russkaya Prawda, zbiór legalizacji z 1020 roku.

Pływający most w Pskowie

Stara rama pływającego mostu z pocztówki. Po lewej stronie jest kaplica.

Przy ogromnym bogactwie lasów drewno w Rosji było oczywiście głównym materiałem budowlanym, a starożytna rosyjska inżynieria charakteryzuje się przede wszystkim różnorodnością konstrukcji drewnianych. W Rosji szczególnie rozwinięto budownictwo mostów drewnianych i budowano nie tylko pływające lub „żywe mosty” z grubych bali wiązanych w tratwy z pomostami, ale także mosty dźwigarowe.

Pływający most przez Dniepr w Kijowie, zbudowany za Władimira Monomacha, jest wymieniony w annałach pod 1115 r. Dmitry Donskoy zbudował mosty przez Wołgę w Twerze podczas oblężenia tego miasta, aw 1380 - przez Don, na polu Kulikovo.

Od niepamiętnych czasów w Nowogrodzie przez Wołchow istniał stały most, na którym toczyły się pięści między ludnością po obu stronach rzeki. Zniszczenie tego mostu przez dryf lodu jest wspomniane w kronice nowogrodzkiej pod 1335.

Stałe drewniane mosty podparte były w postaci potężnych grzbietów z częścią przejściową w postaci trójkąta dla skuteczniejszej walki z lodem. Były wypełnione kamieniem. Przęsła pokryte były kłodami, jak belki. Deski nie były używane, ponieważ były zbyt drogie.

Ich najwcześniejszą formę reprezentują drewniane mosty. Początkowo budowano je po prostu z belek, następnie zaczęto je wzmacniać rozpórkami, a następnie w połowie XVIII wieku pojawiły się mosty łukowe, z ościeży i belek giętych połączonych w łuki.

Potem wynaleziono nowe konstrukcje i jest prawdopodobne, że drewniane mosty będą budowane bardzo długo, zwłaszcza w regionach zasobnych w lasy. To prawda, że ​​drewno ulega rozkładowi i jest niebezpieczne pod względem pożaru, ale ostatnio odkryto i zastosowano wiele środków ognioodpornych i zapobiegających gniciu.

W przeciwieństwie do zagranicznych mostów dźwigarowych i rozpórkowych, wszystkie rosyjskie mosty drewniane są budowane z drewna okrągłego, co wymaga specjalnych umiejętności przy układaniu cięć i skrzyżowań, ale z drugiej strony nadaje konstrukcji piękniejszy wygląd i znacznie zwiększa jej wytrzymałość.

Od dawna buduje się również kamienne mosty. Na rzymskich szosach zachowały się pozostałości wyjątkowo mocnych, sklepionych mostów.
Przez długi czas Kamienny Most przez rzekę Moskwę, zbudowany w 1687 r., Przez długi czas był uważany za „ósmy cud świata”. To był wspaniały budynek.

Ósmym cudem świata jest Wielki kamienny most na rzece Moskwa, zbudowany przez nieznanego rosyjskiego mistrza w 1687 roku.

Most składał się z siedmiu przęseł rzecznych i dwóch przybrzeżnych, o długości stu czterdziestu metrów i szerokości dwudziestu dwóch metrów. Na jednym końcu mostu znajdowała się wysoka kamienna wieża z sześcioma sklepionymi przejściami. W wieży znajdowało się biuro jakiegoś porządku, a pod nim - handel. Na samym moście, który zadziwiał wszystkich swoją szerokością, znajdowały się kamienne komnaty ze sklepami, pubami i zwyczajami.

Następnie zamiast tego mostu wybudowano żelazny most według projektu inżyniera K.N. tego budynku.

Arcydziełem budowy mostów drewnianych jest projekt i model słynnego mostu genialnego mechanika Iwana Pietrowicza Kulibina przez Newę.

Syn kupca z Niżnego Nowogrodu, urodził się w 1735 r. i jako dziecko był pomocnikiem w składziku mąki ojca. Ale chłopak nie był zainteresowany tym, jak zarabiać, ale zupełnie inaczej. Kochał wszelkiego rodzaju maszyny, urządzenia, urządzenia mechaniczne, które sam chciał zbudować. Ale jedynym mechanizmem, z którym młody człowiek mógł się wtedy zapoznać, był zegar. Tak dokładnie przestudiował budowę wszelkiego rodzaju zegarów, od zegarów wieżowych umieszczonych na kościelnej dzwonnicy po drewniane zegary ścienne z kukułką, że wkrótce sam zaczął wykonywać wszelkiego rodzaju zegary.
W końcu zbudował zegar wielkości gęsiego jajka, który przyniósł Kulibinowi wielką sławę.

Zegar nie tylko pokazywał godzinę, wybijał godzinę, pół i kwadrans, ale co godzinę odgrywał cały spektakl na maleńkim automatycznym teatrze umieszczonym w zegarze. Był to najbardziej niesamowity automat, jaki kiedykolwiek stworzył człowiek i kosztował wynalazcę kilka lat żmudnej pracy i pomysłowości.

Kiedy do Petersburga dotarły pogłoski o niezwykłym mechaniku, Kulibin został mianowany na stanowisko głównego mechanika w Akademii Nauk. Tutaj musiał budować wszelkiego rodzaju instrumenty naukowe i uczyć studentów swojej sztuki. W pracowniach tworzonych przez Kulibina na Akademii produkowano lunety, teleskopy, mikroskopy, wagi precyzyjne, barometry i maszyny elektryczne. Jednak w stolicy Iwan Pietrowicz musiał jeszcze ciężej pracować na dworze królewskim. Albo kazali mu podnośnik, potem wózek inwalidzki dla tłustej królowej, potem zmusili go do robienia fajerwerków na uroczystości, potem kazali znaleźć sposób na oświetlenie ciemnych korytarzy w pałacu, potem wezwali niektóre zagraniczne automaty do naprawy.

Dzięki genialnej zaradności rosyjski mechanik spełnił królewskie wymagania, wzbudzając powszechny podziw. Ale on sam unikał bezczynnego życia dworskiego, nie zawierał znajomości ze szlachtą, nie zdejmował chłopskich ubrań i myślał tylko o tym, jak mógłby służyć zwykłym ludziom swoją pracą i talentem, pomagać im w trudnym życiu.

W Petersburgu Kulibin zwrócił uwagę na brak stałych mostów przez Newę, co było dla ludności rzeczywiście katastrofą. Wczesną wiosną i późną jesienią mosty zostały usunięte, zimą musiały przejść przez lód. Jednak wielka głębokość Newy i silny prąd jej wód wydawały się wówczas przeszkodą nie do pokonania w budowie stałego mostu, a stolica zarządzała tymczasowymi mostami i transportem promami i łodziami.

Portret I. P. Kulibin

Kulibin, człowiek o bystrym, jasnym i wyrafinowanym technicznie umyśle, pracując w Akademii zaczął myśleć o zaprojektowaniu takiego mostu, który nie wymagałby instalowania pali i podpór w głębokiej i burzliwej rzece. Początkowo myślał o zbudowaniu łuku mostu w formie kratownicowej rury. Farma to system pojedynczych ogniw lub prętów połączonych zawiasami. Posiada właściwość niezmienności geometrycznej i tym samym zastępuje w konstrukcji bryłę litą przy znacznym zmniejszeniu masy i objętości materiału.

Testowany model nie zadowolił jednak Kulibina. Potem zaczął myśleć o innej opcji iw tym czasie przeczytał w petersburskim Vedomosti wiadomość o konkursie ogłoszonym w Anglii.

W 1772 r. Royal Society of London ogłosiło międzynarodowy konkurs na budowę najlepszego modelu takiego mostu, „który składałby się z pojedynczego łuku lub sklepienia bez pali i byłby zatwierdzony końcami tylko na brzegach rzeki ”. Zwracając się do międzynarodowego zespołu budowniczych mostów, Brytyjczycy najwyraźniej uznali proponowane zadanie za bardzo trudne technicznie i było to prawdą. Chociaż jednołukowe mosty istniały od dawna, największy z nich – przez Ren w Schiffhausen – miał rozpiętość 60 metrów; z drugiej strony Anglicy zamierzali przerzucić most na Tamizie, gdzie jednołukowy most musiałby mieć otwór cztery lub pięć razy większy.

Jednołukowy most przez Newę, zaprojektowany przez KulibinaT

Teraz dla Kulibina chodziło nie tylko o zaspokojenie potrzeb stolicy, ale także o rywalizację z inżynierami z całego świata. Iwan Pietrowicz poświęcił się całkowicie rozwiązaniu trudnego zadania i już w 1773 r. przedstawił swój słynny projekt drewnianego jednołukowego mostu przez Newę.

Mając na uwadze trudności konstruowania podpór na dużych głębokościach z szybkim przepływem rzeki, rosyjski inżynier rozwiązał problem z genialną odwagą i zniewalającą inspiracją. Zaproponował zablokowanie Newy mostem łukowym o jednym przęśle, długości trzystu metrów, z kamiennymi podporami na brzegach. Był nie tylko rozwiązaniem problemu jednołukowego mostu przez dużą rzekę, ale także pierwszym na świecie mostem z kratownic, który później stał się tak szeroko stosowany w budownictwie mostowym. Jak duży. była odwaga myśli rosyjskiego inżyniera, można sądzić po tym, że do tej pory za największy jednołukowy most drewniany, jaki kiedykolwiek zbudowano, uważa się most z otworem 119 metrów przez rzekę Limmat w Szwajcarii, zbudowany w 1788 i spalony w 1799 przez Francuzów.

Aleksander-Stepanowicz Erszow, profesor mechaniki na Uniwersytecie Moskiewskim, jeden z najbardziej energicznych i autorytatywnych badaczy rozwoju rosyjskiej myśli technicznej, w jednym ze swoich artykułów przedstawia taką ocenę „łuku Kulibina” dokonaną przez Dmitrija Iwanowicza Żurawskiego:

„Nosi piętno geniusza; zbudowany jest według systemu uznawanego przez współczesną naukę za najbardziej racjonalny; most wsparty jest na łuku, jego zginaniu zapobiega system diagonalny, który z powodu nieznajomości tego, co się robi w Rosji, nazywany jest amerykańskim.

Żurawski Dmitrij Iwanowicz (1821 - 1891)

Jego opinia o moście Kulibin jest dla nas szczególnie cenna, ponieważ ustanawia priorytet naszego kraju w tworzeniu układu diagonalnego, nad badaniem którego sam Żurawski pracował najwięcej i którego teorię przedstawił w swoim słynnym dziele.

Wybitne dzieło A. S. Erszowa „O znaczeniu sztuki mechanicznej i jej kondycji w Rosji”, opublikowane w 1859 r., pozostało bez wpływu, choć autor przywrócił w nim prawdę historyczną nie tylko w odniesieniu do Kulibina, ale w odniesieniu do wielu Rosyjska mechanika.

Po wykonaniu wszystkich wstępnych obliczeń i wielu eksperymentach, Kulibin zbudował model swojego mostu o długości około 30 metrów. Model został przetestowany w obecności najwybitniejszych akademików petersburskich.

Model wytrzymał obciążenie trzech tysięcy funtów, co w obliczeniach stanowiło granicę jego wytrzymałości. Kulibin kazał zwiększyć ładunek o kolejne pięćset funtów, a gdy na podwórzu nie było dość ładunku, zaprosił wszystkich obecnych do wejścia na most. Model wytrzymał to dodatkowe obciążenie. W raporcie z testów zapisano, że projekt był poprawny i że całkiem możliwe było zbudowanie na nim mostu przez Newę o rozpiętości 140 sazhenów, czyli około 300 metrów.

Projekt Kulibina również w pełni spełniał warunki konkursu, ponieważ był większy nawet pod względem dołka, niż było to wymagane do pokrycia Tamizy.

Zdając sobie sprawę, że drewniany most jest krótkotrwały, Kulibin wysunął w 1799 r. ideę mostu żelaznego, a w 1818 r. opracował go i zbudował model. Był to most łukowy o trzech przęsłach, o łącznej długości 130 sążni, z przepustem dla statków przybrzeżnych. Znakomity model tego mostu, przechowywany w muzeum Instytutu Łączności, mogli oglądać wszyscy kolejni rosyjscy budowniczowie mostów.

Jaka jest zasługa Iwana Pietrowicza Kulibina?

Podał jakościowo nowy projekt drewnianego mostu wraz ze szczegółowym opisem prac przy realizacji tej najbardziej złożonej konstrukcji. Jako projektant wprowadził w życie szereg nowych eksperymentów na poszczególnych częściach konstrukcji, wykorzystując do tego wymyślone przez siebie urządzenia. Nie ograniczył się do samych eksperymentów, ale nakreślił teorię działania konstrukcji według testowanego modelu. Wreszcie jako pierwszy podniósł kwestię żelaza jako materiału na mosty, w czasach, gdy cały świat wciąż zadowalał się kamieniem i drewnem.

Danił Bernoulli, rosyjski akademik, jeden z największych umysłów tamtych czasów, otrzymawszy wiadomość o testowaniu modelu mostu Kulibino, zapytał swojego korespondenta:
„Proszę, daj mi znać, jaki jest wzrost modelu w środku w porównaniu do jego kończyn i jak ten wielki artysta położył na swoim modelu trzy i pół tysiąca funtów”.
Most Kulibin był wydarzeniem w historii inżynierii i znacząco przyczynił się do dalszego rozwoju budownictwa mostowego.
Pomysł Kulibina dotyczący wykorzystania żelaza w budowie mostów został szybko wdrożony, choć nie w Rosji.

Najprostszą formą mostu żelaznego jest również most dźwigarowy. Jest to kratownica żelazna ułożona na specjalnych fundamentach i przenosząca na nie nacisk w kierunku pionowym. Początkowo kratownice były wykonane z belek żeliwnych, ale wkrótce przeszły na żelazne.
Seria rurowych belek żelaznych tworzy najprostszy most, często spotykany na torach kolejowych o małych rozpiętościach; na ogół takie belki stają się ciężkie i dlatego ich ciągła pionowa ściana zostaje zastąpiona przez przechodzącą, składającą się z dwóch rzędów płaskich usztywnień: niektóre z nich pracują na ściskanie, inne na rozciąganie. Taka belka jest już kratownicą ukośną.
Farmy układane są w całości na całej długości mostu lub cięte przy każdym przyczółku. Dla ułatwienia montażu przeszli z mostów dźwigarowych na mosty wspornikowe – ich kratownice, po przejściu jednego przęsła, zwisają nad drugim. Dwie takie konstrukcje przęseł z wiszącymi końcami, czyli „wspornikami”, są połączone tzw. podwieszoną kratownicą i zakrywają trzecie przęsło.

Budownictwo mostowe w dalszym rozwoju przeniosło się na bardziej złożone kratownice z zakrzywionym górnym lub dolnym cięciwem. Różnorodność wymagań stawianych budowniczym mostów zmusiła ich do tworzenia projektów spełniających te wymagania. Wymagania te są tak szerokie i niejednorodne, że można mówić o sztuce budowania mostów. Wiele mostów, zwłaszcza dużych, buduje się różnie, w zależności od ich przeznaczenia, warunków miejsca itp.

Budowa mostów kończy się ich badaniem za pomocą obciążenia odpowiadającego zadaniu. W praktyce europejskiej zdarzały się przypadki niszczenia mostów podczas ich testów. W praktyce rosyjskiej takie incydenty, przynajmniej przy budowie dużych mostów, są zupełnie nieznane.

Problem mostu kolejowego o dużych otworach, czyli przęsłach, lekkich i mocnych, pojawił się w całości przed rosyjskimi inżynierami już podczas układania pierwszej rosyjskiej autostrady – Kolei Petersburg-Moskwa. Problem ten całkowicie rozwiązali Stanislav Valeryanovich Kerbedz i Dmitri Ivanovich Zhuravsky. Ich działalność jest ściśle związana z budową pierwszych rosyjskich kolei.

Drewniany most D. I. Żurawskiego przez wąwóz Verebinsky

Most Verebinsky - most przez wąwóz Verebinsky i rzekę Verebya w pobliżu stacji Verebye na linii kolejowej Nikolaevskaya (St. Petersburg - Moskwa). W momencie otwarcia - najwyższy i najdłuższy most kolejowy w Rosji. Zbudowany według projektu D. I. Żurawskiego w 1851 r.

Ma 9 przęseł, zbudowanych z drewna, z żelaznymi opaskami.

A to jest most Mstinsky. Poniżej rzeki Msta.