Primul mecanic rus. Academician și

Modelul construit de Kulibin avea o lungime de 14 sazhen și era o zecime dintr-un pod adevărat. A durat 17 luni pentru a construi. Guvernul a alocat 3.000 de ruble pentru construcția acestui model. Costul real al modelului a fost de 3.524 de ruble 96 de copeici. Inventatorul a trebuit să plătească diferența din banii săi.

Modelul podului trebuia testat. Majoritatea cadrelor universitare nu credeau în posibilitatea de a construi un pod conceput doar cu metode experimentale și intuiție pur inginerească. Combinând teoria cu experimentul, Kulibin, folosind funii și greutăți, își conduce experimentele și calculează forțele de rezistență ale părților individuale ale podului. Doar cel mai mare matematician al vremii, academicianul Euler, credea în Kulibin. Își ia desenele și calculele matematice și le verifică cu atenție. Toate calculele au fost corecte. Euler și-a expus considerațiile și calculele în articol: „O regulă ușoară, cum să înveți din modelul unui pod de lemn sau al unei alte mașini similare care trebuie să suporte greutatea, dacă este posibil să faci același lucru într-un model mai mare (formă )”, publicată de el în Cartea lunară cu instrucțiuni pentru 1776.

Majoritatea membrilor comisiei de testare a podurilor erau convinși că podul se va prăbuși. Podul a fost încărcat cu 3 mii de lire de marfă, care era sarcina maximă de proiectare. Modelul nu s-a prăbușit. Apoi Kulibin a ordonat să mărească încărcătura prin grămada de cărămizi pe pod. Modelul a rezistat acestei sarcini suplimentare. În cele din urmă, academicienii și membrii comisiei au urcat pe pod.

Experimentele au fost continuate. Podul a fost testat pentru încărcare continuă. Modelul podului a rezistat tuturor metodelor de verificare. Jurnalul de testare compilat i-a fost prezentat Catherinei cu o concluzie asupra posibilității de a construi un pod peste Neva cu o lungime de 140 de sazhens. Catherine a ordonat ca designerul să fie recompensat cu două mii de ruble și ca modelul să fie prezentat publicului, care, potrivit mai multor mărturii, „s-a înghesuit să fie surprins de el”.

Nu s-a luat nicio decizie de a construi podul. Modelul podului din 1793 a fost transportat în grădina Palatului Tauride, unde a fost aruncat peste șanț. Potrivit contemporanilor, modelul podului a existat până în 1804; Nu avem alte informații despre soarta modelului.

Aceasta este soarta tragică a uneia dintre cele mai mari lucrări de inginerie și proiectare de la sfârșitul secolului al XVIII-lea.

Pentru a aprecia pe deplin semnificația podului Kulibino în dezvoltarea tehnologiei de construcție a podurilor în secolul al XVIII-lea, se poate sublinia că cel mai lung pod de lemn, lung de 119 metri, a fost construit de frații Gruberman în Abația Wettingen în 1778. Abia în 1813 a fost construit primul pod permanent de lemn peste Malaya Nevka în Rusia, dar avea șapte trave. Academia din Londra a anunțat un concurs pentru un pod arc în 1772, în timp ce Kulibin a început să-și proiecteze podul mult mai devreme și deja în 1771 prima versiune a modelului era gata.

Din corespondența ulterioară a lui Kulibin reiese clar că inventatorul a fost extrem de supărat de neatenția guvernului țarist față de proiectul său. Kulibin nu a vrut să-și trimită proiectul la Londra, deși proiectul a îndeplinit pe deplin toate condițiile competiției. În ciuda prezenței unei familii uriașe (avea 12 copii), care avea o mare nevoie financiară, nu își putea imagina că mulți ani de muncă grea se vor realiza nu în țara natală, ci în străinătate.

Renumitul om de știință Bernoulli, fost membru al Academiei Ruse, contemporan cu Kulibin, răspunzând unuia dintre studenții săi, care, pe când se afla în Sankt Petersburg, s-a familiarizat cu modelul lui Kulibin, scrie: „Ce îmi spui despre autodidactul tău. mecanicul Kulibin despre podul de lemn peste Neva, îmi dă o părere înaltă despre acest constructor și tâmplar iscusit, crescut printre simpli țărani și care își datorează cunoștințele superioare doar unui fel de instinct. Nu mă supun deloc teoriei pure în aceste lucrări, pentru că este imposibil să enumerăm suficient toate împrejurările de care trebuie neapărat să se țină seama: este necesar să bâjbâim un număr nenumărat de obiecte care nu permit definiții exacte. Constructorul-șef este obligat cel mai adesea să apeleze la inteligența sa înnăscută. În aceasta recunosc tot avantajul pe care îl poate avea o astfel de persoană ca Kulibin.

Mai mult, Bernoulli scrie că nu poate „înfrânge scepticismul cu privire la pod, adică, astfel încât modelul să poată rezista la o astfel de povară în timpul testării - 3 mii de lire sterline”. „Vă rog să-mi spuneți care este înălțimea modelului în mijlocul său în comparație cu extremitățile sale și cum a plasat acest mare artist 3.500 de kilograme de greutate pe modelul său? Dacă ea este capabilă să suporte încă 500 de lire sterline, pe care el și-a propus să le pună asupra ei, atunci această creștere va fi o dovadă puternică a celui mai fericit succes care s-ar putea promite.

Mult mai devreme decât oamenii de știință străini, Kulibin începe să se gândească la proiectul unui pod de fier, deoarece era conștient că din punct de vedere tehnic și economic, podurile mari de lemn sunt de puține beneficii.

Astfel, valoarea proiectului lui Kulibin constă în faptul că a creat un nou design de pod, a dezvoltat metode și instrumente pentru studiul experimental al unei structuri de pod, a dat o teorie pentru testarea unui pod pe un model și a fost primul care a aplicat proprietățile unui poligon de frânghie pentru a calcula sisteme determinate static. Numai acest lucru este suficient pentru a fi recunoscut ca un om de știință și inginer remarcabil.

| |

Renumitul mecanic autodidact Ivan Petrovici Kulibin nu este doar inventatorul originalului ceasului, căii navigabile, trăsura cu pedale și alte structuri ciudate pentru timpul său, ci și autorul proiectului unui pod unic de lemn cu un singur arc peste tot. Neva.

Kulibin a creat un proiect pentru un pod gigant din lemn cu un singur arc peste Neva, lung de 298 de metri. Înălțimea podului ar permite navelor cu catarge și pânze să treacă pe sub el. Suporturile de coastă au fost planificate să fie din piatră, iar arcul în sine trebuia să fie construit din scânduri așezate pe margine și conectate cu șuruburi metalice. Podul cuprindea două galerii: cea superioară era destinată pietonilor, cea inferioară transportului public. Cel mai mare pod de lemn din lume peste râul Limmat (Elveția), construit în 1778, avea o deschidere de numai 119 metri.

Mulți, inclusiv oameni de știință de seamă, au reacționat la proiectul autodidact cu un scepticism nedisimulat. Apoi Kulibin a creat un model de pod o zecime din dimensiunea lui naturală (30 de metri lungime). O comisie de experți a fost numită de reuniunea Academiei din Sankt Petersburg pentru a-l testa.
La 27 decembrie 1776 a avut loc proba oficială a modelului de pod. Mai întâi, pe model a fost plasată o sarcină care cântărește 3300 de lire sterline, care a fost considerată limită conform calculelor. Marea majoritate a oamenilor de știință erau siguri că modelul nu va rezista greutății și nu se va prăbuși. Dar inventatorul, încrezător în puterea modelului, a adăugat încă 570 de lire sterline. Și „pentru o mai mare dovadă”, Kulibin însuși s-a urcat pe model și a invitat toți membrii comisiei de experți și muncitorii care au adus încărcături să-l urmeze.

Timp de 28 de zile, modelul a stat sub o greutate de 3870 de lire sterline, care este de cincisprezece ori greutatea proprie, dar nu au fost observate semne de deformare. A fost o victorie strălucitoare pentru inventator. Dar în condițiile Rusiei feudale, proiectul lui I.P.Kulibin, în ciuda evaluării pozitive a comisiei, a rămas nerealizat și a fost dat uitării.

Modelul podului a fost expus pentru prima dată pentru inspecție în curtea academică, iar în 1793 a fost transferat în Grădina Tauride. La 27 iulie 1816, modelul putred s-a prăbușit.

Modelul construit de Kulibin avea o lungime de 14 sazhen și era o zecime dintr-un pod adevărat. A durat 17 luni pentru a construi. Guvernul a alocat 3.000 de ruble pentru construcția acestui model. Costul real al modelului a fost de 3.524 de ruble 96 de copeici. Inventatorul a trebuit să plătească diferența din banii săi.

Modelul podului trebuia testat. Majoritatea cadrelor universitare nu credeau în posibilitatea de a construi un pod conceput doar cu metode experimentale și intuiție pur inginerească. Combinând teoria cu experimentul, Kulibin, folosind funii și greutăți, își conduce experimentele și calculează forțele de rezistență ale părților individuale ale podului. Doar cel mai mare matematician al vremii, academicianul Euler, credea în Kulibin. Își ia desenele și calculele matematice și le verifică cu atenție. Toate calculele au fost corecte. Euler și-a expus considerațiile și calculele în articol: „O regulă ușoară, cum să înveți din modelul unui pod de lemn sau al unei alte mașini similare care trebuie să suporte greutatea, dacă este posibil să faci același lucru într-un model mai mare (formă )”, publicată de el în Cartea lunară cu instrucțiuni pentru 1776.

Majoritatea membrilor comisiei de testare a podurilor erau convinși că podul se va prăbuși. Podul a fost încărcat cu 3 mii de lire de marfă, care era sarcina maximă de proiectare. Modelul nu s-a prăbușit. Apoi Kulibin a ordonat să mărească încărcătura prin grămada de cărămizi pe pod. Modelul a rezistat acestei sarcini suplimentare. În cele din urmă, academicienii și membrii comisiei au urcat pe pod.

Experimentele au fost continuate. Podul a fost testat pentru încărcare continuă. Modelul podului a rezistat tuturor metodelor de verificare. Jurnalul de testare compilat i-a fost prezentat Catherinei cu o concluzie asupra posibilității de a construi un pod peste Neva cu o lungime de 140 de sazhens. Catherine a ordonat ca designerul să fie recompensat cu două mii de ruble și ca modelul să fie prezentat publicului, care, potrivit mai multor mărturii, „s-a înghesuit să fie surprins de el”.

Nu s-a luat nicio decizie de a construi podul. Modelul podului din 1793 a fost transportat în grădina Palatului Tauride, unde a fost aruncat peste șanț. Potrivit contemporanilor, modelul podului a existat până în 1804; Nu avem alte informații despre soarta modelului.

Aceasta este soarta tragică a uneia dintre cele mai mari lucrări de inginerie și proiectare de la sfârșitul secolului al XVIII-lea.

Pentru a aprecia pe deplin semnificația podului Kulibino în dezvoltarea tehnologiei de construcție a podurilor în secolul al XVIII-lea, se poate sublinia că cel mai lung pod de lemn, lung de 119 metri, a fost construit de frații Gruberman în Abația Wettingen în 1778. Abia în 1813 a fost construit primul pod permanent de lemn peste Malaya Nevka în Rusia, dar avea șapte trave. Academia din Londra a anunțat un concurs pentru un pod arc în 1772, în timp ce Kulibin a început să-și proiecteze podul mult mai devreme și deja în 1771 prima versiune a modelului era gata.

Din corespondența ulterioară a lui Kulibin reiese clar că inventatorul a fost extrem de supărat de neatenția guvernului țarist față de proiectul său. Kulibin nu a vrut să-și trimită proiectul la Londra, deși proiectul a îndeplinit pe deplin toate condițiile competiției. În ciuda prezenței unei familii uriașe (avea 12 copii), care avea o mare nevoie financiară, nu își putea imagina că mulți ani de muncă grea se vor realiza nu în țara natală, ci în străinătate.

Renumitul om de știință Bernoulli, fost membru al Academiei Ruse, contemporan cu Kulibin, răspunzând unuia dintre studenții săi, care, pe când se afla în Sankt Petersburg, s-a familiarizat cu modelul lui Kulibin, scrie: „Ce îmi spui despre autodidactul tău. mecanicul Kulibin despre podul de lemn peste Neva, îmi dă o părere înaltă despre acest constructor și tâmplar iscusit, crescut printre simpli țărani și care își datorează cunoștințele superioare doar unui fel de instinct. Nu mă supun deloc teoriei pure în aceste lucrări, pentru că este imposibil să enumerăm suficient toate împrejurările de care trebuie neapărat să se țină seama: este necesar să bâjbâim un număr nenumărat de obiecte care nu permit definiții exacte. Constructorul-șef este obligat cel mai adesea să apeleze la inteligența sa înnăscută. În aceasta recunosc tot avantajul pe care îl poate avea o astfel de persoană ca Kulibin.

Mai mult, Bernoulli scrie că nu poate „înfrânge scepticismul cu privire la pod, adică, astfel încât modelul să poată rezista la o astfel de povară în timpul testării - 3 mii de lire sterline”. „Vă rog să-mi spuneți care este înălțimea modelului în mijlocul său în comparație cu extremitățile sale și cum a plasat acest mare artist 3.500 de kilograme de greutate pe modelul său? Dacă ea este capabilă să suporte încă 500 de lire sterline, pe care el și-a propus să le pună asupra ei, atunci această creștere va fi o dovadă puternică a celui mai fericit succes care s-ar putea promite.

Mult mai devreme decât oamenii de știință străini, Kulibin începe să se gândească la proiectul unui pod de fier, deoarece era conștient că din punct de vedere tehnic și economic, podurile mari de lemn sunt de puține beneficii.

Astfel, valoarea proiectului lui Kulibin constă în faptul că a creat un nou design de pod, a dezvoltat metode și instrumente pentru studiul experimental al unei structuri de pod, a dat o teorie pentru testarea unui pod pe un model și a fost primul care a aplicat proprietățile unui poligon de frânghie pentru a calcula sisteme determinate static. Numai acest lucru este suficient pentru a fi recunoscut ca un om de știință și inginer remarcabil.

| |

În 1772, Academia Regală de Științe din Londra a oferit un premiu celui care a creat cel mai bun model de pod, care să fie alcătuit dintr-o singură boltă fără piloți sau arcade și să stea pe malurile râului doar cu capete. După ce a citit despre asta în ziar, Kulibin a preluat proiectul unui astfel de pod peste Neva. Cert este că podul cu un singur arc nu a trebuit să fie ridicat. Prin urmare, pentru Sankt Petersburg, care a primit multe nave diferite, acest lucru a fost necesar.

Nu a existat un singur pod permanent peste Bolshaya Neva - nici de piatră, nici de lemn - care să lege Palatul de Iarnă de Insula Vasilyevsky. Un pod permanent ar facilita foarte mult viața Petersburgilor, așa cum însuși Kulibin a scris în decembrie 1772 într-o petiție adresată vicedirectorului Academiei de Științe:

De la începutul sosirii mele la Sankt Petersburg, în 1769, am văzut primăvara la ultima călătorie pe râuri, și mai ales de-a lungul Bolshaya Neva, societatea, multe aventuri dezastruoase. O mulțime de oameni, având nevoie să treacă de-a lungul ei, trec cu mare teamă, iar unii dintre ei și-au pierdut viața: în timpul procesiunii de gheață puternică din primăvară și toamnă, transportul cu barca se întâmplă cu mare teamă și această anxietate continuă după o lungă perioadă de timp. timp... Având în vedere toate aceste și alte inconveniente, am început să caut o modalitate de a face o punte...

A fost creată o comisie, condusă de Domashnev instruit L. Euler. Include cei mai eminenți fizicieni și matematicieni ai Academiei: S.K. Kotelnikov, Johann Albrecht Euler, S.Ya. Rumovsky, precum și adjuncții Nikolai Fus și M.E. Golovin. La 4 martie 1776, comisia a primit un ordin de a lua în considerare proiectele lui Kulibin.

Modelul podului a fost testat pe 27 decembrie 1776. Modelul a fost construit la scara 1/10 in raport cu lungimea estimata a podului de 140 de brazi (adica avea 14 brazi lungime) si era alcatuit din 12.908 piese din lemn, 49.650 suruburi de fier si 5.500 inele de fier. Acest model a rezistat la sarcina de testare timp de 28 de zile fără deteriorare vizibilă. Testul modelului Kulibin a stârnit interes, prin urmare, pe lângă oamenii de știință, au fost mulți spectatori. Cu puțin timp înainte de aceasta, ingineri cunoscuți și-au prezentat lucrările, dar proiectele lor nu au putut rezista la severitatea calculată. La ce poate spera un autodidact? Geniala audiență s-a întrecut în vorbe.

Când fierul pregătit a fost așezat pe pod, a fost liniște - podul era în picioare. Au mai rămas câteva mii de cărămizi în curte. Le-au pus și ei jos. Kulibin a invitat apoi publicul să urce pe podul supraîncărcat. Apoi le-a cerut muncitorilor să se alăture. În tăcere, toți împreună au mers de mai multe ori prin structură. Cheltuieli! Cel mai mare matematician al secolului, Leonhard Euler, strălucit, îi strânse mâna lui Kulibin:

Acum trebuie doar să ne construiești o scară către rai!

După teste reușite și „aprobarea” cadrelor universitare, acest miracol al tehnologiei a atras atenția orășenilor, care urmau să se uite la model, dar nici Ecaterina a II-a și nici vreunul dintre oficialii importanți de la curtea ei nu s-au grăbit să facă cunoștință. cu această invenţie. „Sankt-Peterburgskiye Vedomosti” din 10 februarie 1777 i-a acordat un rating extrem de mare:

Acest excelent artist, pe care natura l-a produs cu o imaginație puternică, combinată cu dreptatea minții și cu un raționament foarte consistent, a fost inventatorul și executantul modelului unui pod de lemn, care poate fi construit pe 140 de sazhens, adică la latitudinea râului Neva, în acel loc unde de obicei se construiește un pod peste el. Acest model a fost realizat pe 14 sazhens, prin urmare, conținând o zecime din podul imaginat, a fost văzut de Academia de Științe din Sankt Petersburg la 27 decembrie 1776 și, spre plăcerea neașteptată a Academiei, s-a dovedit a fi complet și corectă demonstrativ pentru această lucrare în dimensiune reală.

Probabil, se spunea mai târziu în articol, Kulibin însuși a inventat și dezvoltat regulile pentru testarea modelului său: „Aceste reguli erau complet asemănătoare cu cele pe care gloriosul domnul Euler, academicianul local, le-a produs mai târziu din fundații mecanice...”. Și aici ajungem în sfârșit la întrebarea ce rol a jucat de fapt Euler în aceste teste.

Întrebarea principală nu a fost cât de logice au fost principiile tehnice ale modelului Kulibino - la urma urmei, iată-l, modelul, expus publicului și rezistă perfect la sarcină. Întrebarea era cum să trecem de la model la podul adevărat. Argumentul lui Kulibin se baza pe aritmetică simplă. Modelul are o lungime de 14 brațe, adică dimensiunea sa este de 1/10 din dimensiunea podului planificat și toate proporțiile sunt respectate în el. Cântărește 330 de lire sterline și este proiectat pentru o sarcină de nouă ori greutatea sa, adică 2970 de lire sterline. Dar pentru comoditatea calculelor, Kulibin - amintiți-vă limitările cunoștințelor sale teoretice - a pornit de la faptul că podul ar trebui să cântărească 3300 de lire sterline, inclusiv greutatea modelului. Douăzeci și trei de ani mai târziu, într-o scurtă descriere a podului, el și-a declarat calculele după cum urmează:

Din aceasta acum este deja convenabil să se determine gravitatea unui pod adevărat, presupunând că ar trebui să fie asemănător cu modelul în orice, construit din aceeași pădure și număr de copaci, deoarece doar 330 de lire [ov] ar trebui înmulțite sau greutatea modelului ar trebui să fie înmulțită cub, adică primii 10 yu vor ieși cu scrisoarea de trăsură afișată cu o greutate a modelului de 3300 de lire sterline, înmulțind acest număr și cu al 10-lea, va ieși 33.000 de lire sterline, iar aceasta va de asemenea să fie înmulțit cu al treilea cu al 10-lea, de ce cubul conținutului va produce o greutate de 330.000 de lire sterline într-un pod real, iar dacă modelul nu a ridicat mai mult de cele 3300 de lire de greutate indicate, atunci prin aceasta ea a demonstrat că o podul adevărat ar fi susținut doar propria sa greutate, iar din scrisoarea de trăsură, deși de o greutate mică, ar fi trebuit să se prăbușească. Dacă modelul ar putea ridica o greutate față de propria sa de 20 de ori mai mult, adică ceea ce ar fi fost o sarcină în general cu un model de 6600 de lire sterline, atunci cel real ar trebui să ridice pe sine aceeași greutate cu care are propria sa greutate. , adică 330.000 de lire... În consecință, pe lângă cele 3300 de lire [ov] de gravitație care sunt necesare pentru a asigura starea podului gol, s-au întins 570 de lire de greutate în exces, ceea ce a dovedit prin înmulțire la pătrat că acesta ar fi posibil să transferați greutățile care se potrivesc pe întreg podul pe podul real 57 000 de lire sterline fără nicio îndoială..

Din acest calcul a rezultat că o greutate distribuită uniform de 570 de lire sterline, cu o marjă mică pentru marja de eroare, ar trebui să fie suficientă pentru a determina greutatea reală a unui pod real. Cu toate acestea, modul de argumentare spune multe. Textul a fost scris în rusă douăzeci și trei de ani mai târziu - greoi, pronunțat, cu multă repetare inutilă. Chiar și o procedură matematică atât de simplă precum ridicarea a zece la un cub este descompusă în mai multe etape.

Răspunsul lui Euler a fost scris în 1775 și publicat în „Comentariile” Academiei de Științe în 1776 (și în 1777 a apărut un rezumat în limba rusă). Deși răspunsul lui Euler a fost publicat în latină în publicația oficială a Academiei de Științe și omul de știință a considerat problema la cel mai înalt nivel de generalizare și abstractizare, în preambul el spune mai mult decât clar că sarcina de a construi un pod peste Neva a determinat el să calculeze. Pentru a nu reproduce aici în întregime toate calculele matematice, vom sublinia doar că după ce a stabilit principiile de bază, el reduce problema la găsirea unei relații între zși λ (unde λ este factorul de scalare și z- numărul cu care doriți să înmulțiți greutatea încărcăturii), descris prin formula:

z 900+16= (900+30λ)/2λ

Este interesant de observat că acest raport este neliniar, adică cu cât puntea este mai mică, cu atât factorul de scalare trebuie să fie mai mare pentru a compensa tensiunea generată de b. o o mare diferență față de dimensiunea reală a podului. În ceea ce privește Kulibin, nu a fost păstrată nicio confirmare scrisă a conversației pe acest subiect dintre el și Euler, dar rezultatele acestora pentru acest model specific converg. Este evident că Kulibin nu a folosit calculele lui Euler ca bază pentru propriile calcule, iar academicienii au ignorat invariabil calculele proprii ale lui Kulibin. Astfel, atât Euler, cât și Kulibin au ajuns la concluzia că podul Kulibin va rezista la sarcină, dar din motive diferite.

Principiile creșterii proporționale a modelelor au fost discutate energic în lumea științifică. Cea mai sigură sursă de informații despre modul în care elita academică, adică purtătoarea cunoștințelor matematice „înalte”, a legat de întreprinderea lui Kulibin este corespondența dintre vechiul prieten al lui Euler, Daniil Bernoulli, care locuia la acea vreme la Basel, și secretarul lui Nikolai. Fus. Fus a ajuns la Sankt Petersburg în 1773 la recomandarea lui Bernoulli, ca asistent al deja orbul Euler. A locuit în casa lui Euler, a copiat în caiete ceea ce Euler a scris cu litere mari, cu cretă pe blatul mesei, l-a ajutat la pregătirea unui număr de lucrări importante – inclusiv telescopul acromatic. În proiectul podului, a acționat pentru prima dată ca expert al Academiei. Fus îl menționează pentru prima dată pe Kulibin într-o scrisoare către Bernoulli din 5 ianuarie 1777, la o săptămână după începerea testelor:

De ceva vreme avem atâtea proiecte pentru construirea unui pod peste Neva aici, încât această întreprindere a devenit aproape un obiect de ridicol. Cu toate acestea, mecanicul academic Kulibin, care merită să vă fie cunoscut, prin uimirea faptului că s-a transformat dintr-un simplu țăran într-o persoană cu adevărat remarcabilă datorită dispoziției fericite primite de la natură pentru arta mecanică și care, fără nici un ajutor din afară, a creat deja capodopere, obligând publicul să-l admire pe el și modelul său, la care nu încetează să lucreze. Acesta este un model de pod cu un singur arc peste Neva, cu o lățime de 1057 de picioare engleze. Kulibin, complet neexperimentat în matematică, a constatat, nu știu cum, că curba arcului său ar trebui să fie sub formă de catenară, că modelul său cântărește 333 de kilograme, că elementele care alcătuiesc podul să scadă uniform și în mod constant în toate direcțiile [ spre mijloc] și, în sfârșit, că modelul podului său trebuie să poarte o sarcină de 3300 de lire sterline pentru ca podul să-și susțină propria greutate. Herr Euler a găsit același lucru a priori în argumentul care va fi conținut în volumul al douăzecilea al Comentariilor noastre. El [Euler] a lucrat mai mult de un an și l-a terminat recent.

Răspunsul lui Bernoulli din 7 iunie 1777 dezvoltă tema contrastului dintre originea „muzhik” a lui Kulibin și tradițiile înaltei științe reprezentate de Euler:

Faptul că-mi spui despre mecanicul tău născut, domnul Kulibin, referitor la podul de lemn peste Bolshaya Neva, care are o lățime de 1057 de picioare englezești, îmi inspiră o părere înaltă despre acest talentat constructor și priceput dulgher, crescut printre țărani obișnuiți și își datorează cele mai înalte cunoștințe doar un fel de intuiție... Mi se pare că cea mai importantă artă constă în alegerea lemnului, cu cea mai mare precizie a tuturor dimensiunilor... Toate părțile principale ar trebui, în ceea ce privește țepurile. și tăieturi făcute corect... Această lățime a Nevei mi se pare excesivă și mărturisesc că nu aș îndrăzni niciodată să vorbesc în favoarea construirii unui astfel de pod, decât dacă între unul și celălalt mal s-au construit două sau trei cule de piloți. Neva, care împarte podul în trei sau patru părți aproximativ egale... Constructorul șef trebuie să se bazeze cel mai adesea pe propriul instinct. Aici simt tot beneficiul de a avea un bărbat ca Kulibin, pentru care îl respect, dar nu-mi pot depăși neîncrederea când vine vorba de un pod atât de uriaș. Este posibil să fim siguri că înghețurile severe caracteristice acestei țări nu vor încălca construcția podului? La urma urmei, cea mai mică compresie dintre toate părțile ar putea fi fatală pentru el. Spuneți-mi, vă rog, care este înălțimea modelului în mijlocul lui față de capete și în ce mod anume distribuie marele maestru acele 3500 de lire cu care și-a încărcat modelul? Dacă modelul ar putea rezista încă 500 de lire sterline, pe care urma să le impună, atunci aceasta ar fi o dovadă foarte puternică a unui posibil succes. Pe vremea mea am făcut multe investigații privind rezistența și rezistența lemnului, iar experiența mi-a confirmat întotdeauna rezultatele; dar mai am îndoieli cu privire la rezistența unei grinzi de lungime cunoscută, cioplită drept și puternic comprimată pe direcția longitudinală, până când această grindă începe să se îndoaie, sau ce sarcină poate să nu rupă sub greutatea ei un stâlp așezat strict vertical? Aș dori ca ilustrul tău mecanic să-ți dea părerea despre unul sau două exemple; Vreau doar o estimare aproximativă.

Se pare că Fus nu i-a transmis niciodată această cerere lui Kulibin. În schimb, i-a trimis lui Bernoulli o altă scrisoare de laudă lui Kulibin, îndemnându-l pe Bernoulli să nu recurgă la analogie cu modele similare din Elveția și Irlanda: „Modelul lui Kulibin nu seamănă cu tot ce am văzut eu de acest gen. Este prea complicat pentru a fi descris în câteva cuvinte, iar ceea ce v-aș putea spune despre ideea lui, oricât de imperfectă, ar putea distruge părerea bună pe care v-aș dori să i-o dați.” Totuși, el s-a grăbit să se sustragă de la aprobarea finală a proiectului, menționând că academicienii în raportul lor l-au prospat pe Kulibin cu „toate laudele pe care eforturile și arta lui le merită, deși nu au dat un răspuns la numeroasele împrejurări care ar putea apărea în timpul implementării. a proiectului și să-l faceți poate că nu este fezabil.” Au existat foarte multe astfel de circumstanțe - printre altele, a fost vorba despre obținerea lemnului de calitate adecvată și finalizarea completă a construcției podului în patru până la cinci luni din sezonul de vară al construcțiilor din Sankt Petersburg.

Evitând un răspuns direct, Academia, de fapt, a decis că în Sankt Petersburg nu va exista un pod de lemn. Desigur, toate argumentele împotriva podului erau cunoscute cu mult înainte ca Kulibin să înceapă să-și construiască modelul - care, apropo, în sine a dus la o sumă mare de 3244 de ruble - și se pare că toată această bufonerie cu testarea modelului a fost percepută. la tribunal ca o chestiune pur academică. Prințesa Dashkova a ordonat să pună modelul în public. Kulibin sa opus; este clar că ar fi foarte greu să transporti un model atât de mare – și, de remarcat, tocmai pentru că nu exista pod peste Neva. În cele din urmă, Kulibin a transportat-o ​​pe teritoriul Palatului Tauride pe cheltuiala sa (mai târziu a fost totuși rambursat pentru cheltuieli - 503 ruble). Modelul a rezistat mai mult de patruzeci de ani, dintre care primii 23 de ani nu au avut nevoie de reparații și a fost distrus în iunie 1816. Kulibin, retras și revenit la Nijni, a continuat să dezvolte proiecte pentru poduri - de data aceasta metal și peste Volga. Dar aceste planuri, precum ideea unui pod de lemn în 1776, nu au fost realizate.

Poduri în Rusia antică. Pod mare de piatră la Moscova în 1687. Ivan Petrovici Kulibin și podul său peste Neva

Creșterea rapidă a comunicațiilor feroviare, amenajarea de noi și noi căi ferate au pus o serie de probleme tehnice diverse.

Cea mai mare dintre aceste sarcini la stadiul incipient al construcției căilor ferate trebuie considerată căutarea unor noi mijloace de depășire a barierelor de apă.

Desigur, structurile de poduri au apărut împreună cu drumurile. La urma urmei, primul copac care a căzut fericit peste un pârâu sau defileu a devenit deja cel mai simplu tip de pod cu grinzi. O stâncă care s-a prăbușit în același pârâu ar putea sugera ideea unui pod de piatră. De-a lungul miilor de ani ai istoriei construcțiilor de drumuri, arta de a construi poduri a atins un anumit grad de perfecțiune, iar proiectele acestui gen de structuri au devenit extrem de diverse.

Totuși, podurile, destinate pietonilor și cărucioarelor, nu erau potrivite pentru circulația feroviară. Pentru a depăși barierele de apă, transportul feroviar avea nevoie de poduri ușoare și puternice, capabile să reziste la sarcini foarte grele. Pentru traversarea râurilor largi, pietonii și vagoanele puteau apela la feriboturi; transportul feroviar nu putea fi mulțumit cu o astfel de trecere și necesitau structuri de poduri de o lungime fără precedent.
Soluția problemei podului feroviar aparține ingineriei și gândirii tehnice ruse.

Abundența râurilor, multe râpe și rigole constituie caracteristica noastră geografică caracteristică, iar constructorii de poduri sunt deja menționați de Russkaya Pravda, o colecție de legalizări care datează din 1020.

Pod plutitor din Pskov

Vechi cadru al unui pod plutitor dintr-o carte poștală. În stânga este capela.

Cu o mare abundență de bogăție forestieră, lemnul în Rusia a fost, desigur, principalul material de construcție, iar ingineria antică rusă se caracterizează în primul rând printr-o varietate de structuri din lemn. În Rusia, construcția de poduri din lemn a fost dezvoltată în mod special și nu numai poduri plutitoare sau „vii” au fost construite din bușteni groși legați în plute cu podele pe acestea, ci și poduri cu grinzi.

Un pod plutitor peste Nipru din Kiev, construit sub Vladimir Monomakh, este menționat în analele sub 1115. Dmitri Donskoy a construit poduri peste Volga în Tver în timpul asediului acestui oraș, iar în 1380 - peste Don, pe câmpul Kulikovo.

Din timpuri imemoriale, a existat un pod permanent peste Volhov în Novgorod, pe care au avut loc lupte între populația de pe cele două maluri ale râului. Distrugerea acestui pod prin deriva de gheață este menționată în Cronica din Novgorod sub 1335.

Podurile permanente din lemn au fost susținute sub formă de creste puternice cu o parte de tranziție sub formă de triunghi pentru o luptă mai reușită împotriva gheții. Erau plini de piatră. Travele erau acoperite cu bușteni, ca niște grinzi. Nu s-au folosit plăci, deoarece erau prea scumpe.

Podurile de lemn reprezintă forma lor cea mai timpurie. La început au fost construite pur și simplu din bârne, apoi au început să le întărească cu bare, iar apoi la mijlocul secolului al XVIII-lea au apărut poduri arcuite, din stâlpi și grinzi îndoite legate în arcade.

Apoi au fost inventate noi structuri și este probabil ca poduri de lemn să fie construite pentru o perioadă foarte lungă de timp, mai ales în regiunile bogate în păduri. Adevărat, lemnul este supus la descompunere și este periculos din punct de vedere al focului, dar recent au fost găsiți și folosiți mulți agenți rezistenți la foc și antiputrezici.

Spre deosebire de podurile străine cu grinzi și bare, toate podurile din lemn rusești sunt construite din cherestea rotundă, ceea ce necesită abilități speciale la aranjarea tăierilor și a îmbinărilor, dar, pe de altă parte, oferă structurii un aspect mai frumos și îi crește semnificativ rezistența.

De mult s-au construit și poduri de piatră. Pe autostrăzile romane s-au păstrat resturi de poduri boltite excepțional de puternice.
Multă vreme, podul de piatră peste râul Moscova, construit în 1687, a fost considerat „A opta minune a lumii” pentru o lungă perioadă de timp. A fost o clădire minunată.

A opta minune a lumii este Podul Mare de Piatră de pe râul Moscova, construit de un maestru rus necunoscut în 1687.

Podul era format din șapte râuri și două trave de coastă, având o sută patruzeci de metri lungime și douăzeci și doi de metri în lățime. La un capăt al podului se afla un turn înalt de piatră cu șase pasaje boltite. În turn era biroul unui fel de ordine, iar sub el - comerț. Pe podul propriu-zis, care a uimit pe toată lumea prin lățimea sa, erau camere de piatră cu magazine, cârciumi și vămi.

Ulterior, în locul acestui pod s-a construit un pod de fier după proiectul inginerului K.N. această clădire.

O capodoperă a construcției de poduri din lemn este proiectul și modelul faimosului pod al ingeniosului mecanic Ivan Petrovici Kulibin peste Neva.

Fiul unui negustor de la Nijni Novgorod, s-a născut în 1735 și în copilărie a fost asistent în magazinul de făină al tatălui său. Dar băiatul nu era interesat de cum să facă bani, ci într-un mod complet diferit. Iubea tot felul de mașini, dispozitive, dispozitive mecanice pe care voia să le construiască el însuși. Dar singurul mecanism cu care tânărul s-a putut familiariza apoi a fost ceasul. A studiat atât de amănunțit structura oricărui fel de ceasuri, de la ceasuri din turn situate pe clopotnița bisericii până la ceasuri de perete din lemn cu cuc, încât în ​​curând a început să facă el însuși tot felul de ceasuri.
În cele din urmă, a construit un ceas de mărimea unui ou de gâscă, care i-a adus lui Kulibin o mare faimă.

Ceasul nu numai că arăta ora, bătea ora, jumătate de oră și un sfert de oră, dar în fiecare oră juca un spectacol întreg pe un mic teatru automat situat în ceas. A fost cel mai uimitor automat creat vreodată de om și l-a costat pe inventator câțiva ani de muncă minuțioasă și ingeniozitate.

Când zvonurile despre mecanicul extraordinar au ajuns la Sankt Petersburg, Kulibin a fost numit în funcția de mecanic șef la Academia de Științe. Aici a trebuit să construiască tot felul de instrumente științifice și să-și învețe studenților arta. În atelierele create de Kulibin la Academie, au fost fabricate ochelari, telescoape, microscoape, cântare precise, barometre și mașini electrice. Cu toate acestea, în capitală, Ivan Petrovici a trebuit să muncească și mai mult pentru curtea regală. Ori i-au comandat o mașină de ridicare, apoi un scaun cu rotile-scooter pentru regina grasă, apoi l-au forțat să facă artificii pentru festivități, apoi i-au ordonat să găsească o modalitate de a lumina coridoarele întunecate din palat, apoi au sunat. niste automate straine de reparat.

Cu o inventivitate ingenioasă, mecanicul rus a îndeplinit cerințele regale, provocând admirație universală. Dar el însuși a evitat viața de curte inactivă, nu a făcut cunoștințe cu nobili, nu și-a scos hainele de țărănesc și s-a gândit doar la modul în care ar putea servi oamenii obișnuiți cu munca și talentul său, să-i ajute într-o viață dificilă.

La Sankt Petersburg, Kulibin a atras atenția asupra lipsei de poduri permanente peste Neva, ceea ce a fost într-adevăr un dezastru pentru populație. La începutul primăverii și toamna târziu, podurile au fost îndepărtate, iarna trebuiau să traverseze gheața. Cu toate acestea, adâncimea mare a Nevei și curentul puternic al apelor sale păreau la acea vreme un obstacol de netrecut în calea construcției unui pod permanent, iar capitala s-a descurcat cu poduri temporare și transport pe feriboturi și bărci.

Portretul lui I. P. Kulibin

Un om cu o minte ascuțită, clară și sofisticată din punct de vedere tehnic, Kulibin, în timp ce lucra la Academie, a început să se gândească la proiectarea unui astfel de pod care să nu necesite instalarea de grămezi și suporturi într-un râu adânc și furtunos. La început s-a gândit să construiască arcul podului sub forma unei țevi de zăbrele. O fermă este un sistem de legături sau tije individuale articulate prin balamale. Are proprietatea de invariabilitate geometrică și, astfel, înlocuiește un corp solid solid în structură cu o reducere semnificativă a greutății și volumului materialului.

Modelul testat, însă, nu l-a satisfăcut pe Kulibin. Apoi a început să se gândească la o altă variantă, iar în acel moment a citit în Vedomosti din Sankt Petersburg un mesaj despre o competiție anunțată în Anglia.

În 1772, Societatea Regală din Londra a anunțat un concurs internațional pentru construirea celui mai bun model al unui astfel de pod, „care ar consta dintr-un singur arc sau boltă fără piloți și ar fi aprobat prin capete numai pe malurile râului. ." Revenind la echipa internațională de constructori de poduri, britanicii au considerat, evident, sarcina propusă foarte dificilă din punct de vedere tehnic și acest lucru a fost adevărat. Deși podurile cu un singur arc există de mult timp, cel mai mare dintre ele - peste Rin la Schiffhausen - avea o deschidere, sau deschidere, de 60 de metri; englezii, în schimb, urmau să arunce un pod peste Tamisa, unde un pod cu un singur arc ar trebui să aibă o deschidere de patru sau cinci ori mai mare.

Pod cu un singur arc peste Neva, proiectat de KulibinaT

Acum, pentru Kulibin, nu a fost vorba doar de satisfacerea nevoilor capitalei, ci și de competiția cu ingineri din întreaga lume. Ivan Petrovici s-a dedicat în întregime rezolvării unei sarcini dificile și deja în 1773 și-a prezentat faimosul proiect al unui pod de lemn cu un singur arc peste Neva.

Ținând cont de dificultățile de a construi suporturi la adâncimi mari cu o curgere rapidă a râului, inginerul rus a rezolvat problema cu curaj strălucit și inspirație captivantă. El a propus blocarea Nevei cu un pod arcuit de o travă, lungime de trei sute de metri, cu suporturi de piatră pe maluri. Nu a fost doar o soluție la problema unui pod cu un singur arc peste un râu mare, a fost și primul pod din lume realizat din zăbrele, care mai târziu a devenit atât de larg utilizat în construirea podurilor. Cat de mare. a fost curajul gandului unui inginer rus, se poate judeca dupa faptul ca pana acum cel mai mare pod de lemn cu o singura arc construit vreodata este considerat a fi un pod cu o gaura de 119 metri peste raul Limmat din Elvetia, construit în 1788 şi ars în 1799 de francezi.

Alexander-Stepanovich Ershov, profesor de mecanică la Universitatea din Moscova, unul dintre cei mai energici și autoritari cercetători ai dezvoltării gândirii tehnice ruse, transmite într-unul dintre articolele sale o astfel de evaluare a „arcului Kulibin” făcut de Dmitri Ivanovici Zhuravsky:

„Poartă semnul unui geniu; este construit după un sistem recunoscut de știința modernă drept cel mai rațional; podul este susținut de o arcadă, îndoirea acestuia este împiedicată de un sistem diagonal care, din necunoașterea a ceea ce se face în Rusia, se numește american.

Zhuravsky Dmitri Ivanovici (1821 - 1891)

Opinia sa despre podul Kulibin este deosebit de valoroasă pentru noi prin faptul că stabilește prioritatea țării noastre în crearea unui sistem diagonal, la studiul căruia însuși Zhuravsky a lucrat cel mai mult și a cărei teorie a prezentat-o ​​în celebra sa lucrare.

Lucrarea remarcabilă a lui A. S. Ershov „Despre semnificația artei mecanice și statutul ei în Rusia”, publicată în 1859, a rămas neinfluentă, deși în ea autorul a restaurat adevărul istoric nu numai în legătură cu Kulibin, ci și în raport cu o serie de mecanicii rusi.

După ce a făcut toate calculele preliminare și a făcut o mulțime de experimente, Kulibin a construit un model al podului său lung de aproximativ 30 de metri. Modelul a fost testat în prezența celor mai importanți academicieni din Sankt Petersburg.

Modelul a rezistat la o sarcină de trei mii de lire sterline, care era limita rezistenței sale prin calcul. Kulibin a ordonat să mărească încărcătura cu încă cinci sute de lire, iar când nu era suficientă marfă în curte, a invitat pe toți cei prezenți să urce pe pod. Modelul a rezistat acestei sarcini suplimentare. În raportul de testare, s-a consemnat că proiectul a fost corect și că a fost foarte posibil să se construiască un pod peste Neva pe el cu o deschidere de 140 de sazhens, adică aproximativ 300 de metri.

Proiectul lui Kulibin a îndeplinit, de asemenea, pe deplin condițiile competiției, deoarece era mai mare chiar și în ceea ce privește gaura decât era necesar pentru a acoperi Tamisa.

Dându-și seama că un pod de lemn este de scurtă durată, Kulibin a propus ideea unui pod de fier în 1799, iar în 1818 l-a proiectat și a construit un model. Era un pod arcuit cu trei trave, cu o lungime totală de 130 de brazi, cu trecere pentru nave în largul coastei. Un model excelent al acestui pod, păstrat în muzeul Institutului de Comunicații, a putut fi văzut de toți constructorii de poduri ruși care au urmat.

Care este meritul lui Ivan Petrovici Kulibin?

El a oferit un design calitativ nou al unui pod de lemn, împreună cu o descriere detaliată a lucrării pentru implementarea acestei structuri cele mai complexe. În calitate de designer, a introdus în practică o serie de noi experimente pe părți individuale ale structurii, folosind dispozitive inventate de el pentru aceasta. El nu s-a limitat doar la experimente, ci a conturat teoria funcționării structurii conform modelului testat. În cele din urmă, el a fost primul care a pus problema fierului ca material pentru poduri, într-o perioadă în care întreaga lume se mulțumea încă cu piatră și lemn.

Daniil Bernoulli, academician rus, una dintre cele mai mari minți ale vremii, după ce a primit un mesaj despre testarea modelului podului Kulibino, și-a întrebat corespondentul:
„Vă rog să mă informați care este înălțimea modelului în mijlocul său în comparație cu extremitățile sale și cum acest mare artist a plasat trei mii și jumătate de kilograme pe modelul său.”
Podul Kulibin a fost un eveniment din istoria ingineriei și a contribuit foarte mult la dezvoltarea ulterioară a construcției podurilor.
Ideea lui Kulibin despre utilizarea fierului în construirea podurilor a fost în curând implementată, deși nu și în Rusia.

Cea mai simplă formă a unui pod de fier este, de asemenea, un pod cu grinzi. Este o sarpă de fier așezată pe fundații speciale și care le transmite presiune în direcție verticală. La început, fermele erau făcute din grinzi de fontă, dar în curând au trecut la cele din fier.
O serie de grinzi tubulare de fier formează cel mai simplu pod, des întâlnit pe căile ferate cu trave mici; în mare, astfel de grinzi devin grele și, prin urmare, peretele lor vertical continuu este înlocuit cu unul prin unul, format din două rânduri de bretele plate: unele dintre ele lucrează în compresie, altele în tensiune. O astfel de grindă este deja o ferme diagonală.
Fermele sunt așezate întregi de-a lungul întregii lungimi a podului sau tăiate la fiecare bont. Pentru a ușura asamblarea, au trecut de la poduri cu grinzi la poduri cantilever - fermele lor, având acoperit o treaptă, atârnă peste următoarea. Două astfel de structuri de deschidere cu capete suspendate, sau „console”, sunt conectate printr-o așa-numită ferme suspendată și acoperă a treia travee.

Construcția podului în dezvoltarea sa ulterioară a trecut la ferme mai complexe, cu o coardă superioară sau inferioară curbată. O varietate de cerințe pentru constructorii de poduri i-au forțat să creeze modele care îndeplinesc aceste cerințe. Aceste cerințe sunt atât de largi și eterogene încât se poate vorbi de arta construirii podurilor. Multe poduri, mai ales cele mari, sunt construite diferit, în funcție de scopul lor, de condițiile locului etc.

Construcția podurilor se încheie cu testarea lor prin intermediul unei sarcini corespunzătoare sarcinii. În practica europeană, au existat cazuri de distrugere a podurilor în timpul testării acestora. În practica rusă, astfel de incidente, cel puțin în construcția de poduri mari, sunt complet necunoscute.

Problema unui pod feroviar cu deschideri mari, sau deschideri, ușoare și puternice, a apărut în întregime în fața inginerilor ruși deja când au construit prima autostradă rusească - calea ferată Sankt Petersburg-Moscova. Această problemă a fost rezolvată complet de Stanislav Valeryanovich Kerbedz și Dmitri Ivanovich Zhuravsky. Activitatea lor este strâns legată de construcția primelor căi ferate rusești.

Podul de lemn al lui D. I. Zhuravsky peste râpa Verebinsky

Podul Verebinsky - un pod peste râpa Verebinsky și râul Verebya lângă gara Verebye de pe calea ferată Nikolaevskaya (Sankt Petersburg - Moscova). La momentul deschiderii - cel mai înalt și mai lung pod de cale ferată din Rusia. Construit conform proiectului lui D. I. Zhuravsky în 1851.

Are 9 trave, construite din lemn, cu legături de fier.

Și acesta este podul Mstinsky. Sub râul Msta.