Was hat Kulibin erfunden?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Jeder weiß, dass Kulibin ein großer russischer Erfinder, Mechaniker und Ingenieur ist. Sein Nachname ist im Russischen längst zu einem gebräuchlichen Substantiv geworden. Doch wie eine aktuelle Umfrage zeigt, können nur fünf Prozent der Befragten mindestens eine seiner Erfindungen benennen. Wieso das? Wir beschlossen, ein kleines Bildungsprogramm durchzuführen: Also, was hat Ivan Petrovich Kulibin erfunden?

Ivan Petrovich, der 1735 in der Siedlung Podnovye in der Nähe von Nischni Nowgorod geboren wurde, war ein unglaublich talentierter Mensch. Mechanik, Maschinenbau, Uhrmacherei, Schiffbau – alles lag in den geschickten Händen eines russischen Autodidakten. Er war erfolgreich und stand der Kaiserin nahe, aber gleichzeitig wurde keines seiner Projekte, die den einfachen Leuten das Leben erleichtern und zum Fortschritt beitragen konnten, weder angemessen finanziert noch vom Staat umgesetzt. Während Unterhaltungsmechanismen - lustige Automaten, Palastuhren, selbstfahrende Waffen - mit großer Freude finanziert wurden.

Schiffbares Schiff

Ende des 18. Jahrhunderts war Burlak-Arbeit die gebräuchlichste Methode, um Fracht auf Schiffen gegen den Strom zu heben - hart, aber relativ kostengünstig. Es gab auch Alternativen: zum Beispiel von Ochsen angetriebene, motorbetriebene Schiffe. Der Aufbau des Maschinenschiffes war wie folgt: Es hatte zwei Anker, deren Seile an einem speziellen Schacht befestigt waren. Einer der Anker auf einem Boot oder am Ufer wurde 800-1000 m nach vorne geliefert und gesichert. Die auf dem Schiff arbeitenden Ochsen drehten die Welle und verdrehten das Ankerseil, wodurch das Schiff gegen die Strömung zum Anker gezogen wurde. Gleichzeitig trug ein anderes Boot den zweiten Anker nach vorn – so war die Bewegungskontinuität gewährleistet.

Kulibin hatte die Idee, auf Ochsen zu verzichten. Seine Idee war, zwei Schaufelräder zu verwenden. Die Strömung, die die Räder drehte, übertrug Energie auf die Welle - das Ankerseil wurde aufgewickelt und das Schiff zog sich mit der Energie des Wassers zum Anker. Während der Arbeit wurde Kulibin ständig von Spielzeugbestellungen für den königlichen Nachwuchs abgelenkt, aber es gelang ihm, Mittel für die Herstellung und Installation seines Systems auf einem kleinen Schiff zu erhalten. 1782 mit fast 65 Tonnen (!) Sand beladen, erwies es sich als zuverlässig und viel schneller als ein mit Ochsen oder Burlats angetriebenes Schiff.

1804 baute Kulibin in Nischni Nowgorod eine zweite Wasserstraße, die doppelt so schnell war wie die Burlak-Stickerei. Trotzdem lehnte die Abteilung für Wasserkommunikation unter Alexander I. die Idee ab und verbot die Finanzierung - die Wasserstraßen breiteten sich nicht aus. Viel später tauchten in Europa und in den USA Spills auf - Schiffe, die mit der Energie einer Dampfmaschine selbst vor Anker gingen.

Schraubenaufzug

Das heute am weitesten verbreitete Aufzugssystem ist eine Windenkabine. Windenlifte wurden lange vor den Patenten von Otis Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelt – ähnliche Konstruktionen waren im alten Ägypten in Betrieb, sie wurden durch Zugtiere oder Sklavenkraft in Bewegung gesetzt. Mitte der 1790er Jahre beauftragte die alternde und übergewichtige Katharina II Kulibin entwickelt einen bequemen Aufzug für den Wechsel zwischen den Stockwerken des Winterpalastes. Sie wollte unbedingt einen Sessellift, und vor Kulibin tauchte ein interessantes technisches Problem auf. Es war unmöglich, an einem solchen Aufzug, der von oben geöffnet wurde, eine Winde anzubringen, und wenn Sie den Stuhl mit einer Winde von unten „aufheben“, würde dies für den Passagier zu Unannehmlichkeiten führen. Kulibin löste die Frage witzig: Die Basis des Stuhls wurde an einer Längsachsenschraube befestigt und wie eine Mutter daran entlang bewegt. Catherine saß auf ihrem beweglichen Thron, der Diener drehte den Griff, die Drehung wurde auf die Achse übertragen und sie hob den Stuhl auf die Galerie im zweiten Stock. Kulibins Schraubenheber wurde 1793 fertiggestellt, während Elisha Otis erst 1859 den zweiten solchen Mechanismus in der Geschichte in New York baute. Nach dem Tod von Catherine wurde der Aufzug von den Höflingen zur Unterhaltung benutzt und dann zugemauert. Heute sind Zeichnungen und Reste des Hebemechanismus erhalten.

Theorie und Praxis des Brückenbaus

Von den 1770er bis Anfang des 19. Jahrhunderts arbeitete Kulibin an der Schaffung einer einfeldrigen stationären Brücke über die Newa. Er erstellte ein Arbeitsmodell, an dem er die Kräfte und Spannungen in verschiedenen Teilen der Brücke berechnete – obwohl die Theorie des Brückenbaus damals noch nicht existierte! Empirisch hat Kulibin eine Reihe von Widerstandsgesetzen gegen Materialien vorhergesagt und formuliert, die erst viel später bestätigt wurden. Der Erfinder entwickelte die Brücke zunächst auf eigene Kosten, aber Graf Potemkin stellte Geld für die endgültige Anlage bereit. Das Modell im Maßstab 1:10 erreichte eine Länge von 30 m.

Alle Brückenrechnungen wurden der Akademie der Wissenschaften vorgelegt und von dem berühmten Mathematiker Leonard Euler verifiziert. Es stellte sich heraus, dass die Berechnungen korrekt waren und die Tests des Modells zeigten, dass die Brücke einen großen Sicherheitsspielraum hatte; seine Höhe ermöglichte es Segelschiffen, ohne besondere Maßnahmen zu passieren. Trotz Zustimmung der Akademie hat die Regierung keine Mittel für den Bau der Brücke bereitgestellt. Kulibin erhielt eine Medaille und einen Preis, bis 1804 war das dritte Modell vollständig verrottet und die erste permanente Brücke über die Newa (Blagoveshchensky) wurde erst 1850 gebaut.

In den 1810er Jahren beschäftigte sich Kulibin mit der Entwicklung von Eisenbrücken. Vor uns liegt das Projekt einer Dreibogenbrücke über die Newa mit einer Hängefahrbahn (1814). Später erstellte der Erfinder ein Projekt für eine komplexere Vierbogenbrücke.

1936 wurde eine experimentelle Berechnung der Kulibinsky-Brücke mit modernen Methoden durchgeführt, und es stellte sich heraus, dass der russische Autodidakt keinen einzigen Fehler machte, obwohl zu seiner Zeit die meisten Festigkeitsgesetze unbekannt waren. Die Methode, ein Modell zu erstellen und zum Zwecke der Festigkeitsberechnung des Brückenbauwerks zu testen, hat sich in der Folge weit verbreitet, verschiedene Ingenieure kamen zu unterschiedlichen Zeiten unabhängig davon. Kulibin war auch der erste, der die Verwendung von Gitterbindern beim Bau der Brücke vorschlug - 30 Jahre bevor der amerikanische Architekt Itiel Town dieses System patentieren ließ.

Über die Brücke über die Newa

Trotz der Tatsache, dass keine einzige ernsthafte Erfindung von Kulibin wirklich geschätzt wurde, hatte er viel mehr Glück als viele andere russische Autodidakten, die entweder nicht einmal an der Schwelle der Akademie der Wissenschaften zugelassen wurden oder mit 100 Rubel nach Hause geschickt wurden eines Preises und der Empfehlung, sich nicht mehr in die eigenen Geschäfte einzumischen.

Die berühmte einfeldrige Brücke über die Newa – so könnte sie aussehen, wenn sie gebaut worden wäre. Kulibin führte seine Berechnungen an Modellen durch, unter anderem im Maßstab 1:10.

Selbstfahrender Kinderwagen und andere Geschichten

Oft werden Kulibin neben den Designs, die er wirklich erfunden hat, viele andere zugeschrieben, die er wirklich verbessert hat, aber nicht der erste war. Kulibin wird zum Beispiel sehr oft die Erfindung des Tretrollers (der Prototyp des Velomobils) zugeschrieben, während ein solches System 40 Jahre zuvor von einem anderen russischen Autodidakten entwickelt wurde und Kulibin der zweite war. Schauen wir uns einige der häufigsten Missverständnisse an.

Der selbstlaufende Kinderwagen von Kulibin zeichnete sich durch ein komplexes Antriebssystem aus und erforderte vom Fahrer erhebliche Anstrengungen. Es war das zweite Velomobil der Geschichte.

So baute Kulibin 1791 und präsentierte der Akademie der Wissenschaften einen selbstfahrenden Wagen, einen "selbstfahrenden Rollstuhl", der im Wesentlichen der Vorgänger des Velomobils war. Es war für einen Passagier ausgelegt, und das Auto wurde von einem Diener gefahren, der auf den Fersen stand und abwechselnd auf die Pedale trat. Die selbstfahrende Kutsche diente einige Zeit als Anziehungspunkt für den Adel, dann ging sie in die Geschichte ein; nur ihre Zeichnungen sind erhalten. Kulibin war nicht der Erfinder des Velomobils - 40 Jahre vor ihm baute ein weiterer autodidaktischer Erfinder Leonty Shamshurenkov (insbesondere bekannt für die Entwicklung des Tsar Bell-Hebesystems, das nie für seinen vorgesehenen Zweck verwendet wurde), einen Autodidakten Rollstuhl ähnlicher Bauart in St. Petersburg. Shamshurenkovs Entwurf war ein Zweisitzer, in späteren Zeichnungen plante der Erfinder, einen selbstfahrenden Schlitten mit einem Verstometer (einem Prototyp eines Tachometers) zu bauen, erhielt jedoch leider keine ausreichende Finanzierung. Wie Kulibins Roller hat Shamshurenkovs Roller bis heute nicht überlebt.

Die berühmte Eieruhr, die 1764-1767 von Kulibin hergestellt und zu Ostern 1769 Katharina II. geschenkt wurde. Vor allem dank dieser Gabe leitete Kulibin die Workshops an der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften. Sie werden jetzt in der Eremitage aufbewahrt.

Beinprothese

An der Wende vom 18. zum 19. Jahrhundert präsentierte Kulibin der St. Petersburger Medizinisch-Chirurgischen Akademie mehrere Projekte von "mechanischen Beinen" - zu dieser Zeit sehr perfekte Prothesen der unteren Extremitäten, die in der Lage waren, ein über dem Körper verlorenes Bein zu simulieren Knie (!). Der "Tester" der ersten Version der Prothese aus dem Jahr 1791 war Sergei Wassiljewitsch Nepeizyn - damals ein Leutnant, der beim Sturm auf Ochakov sein Bein verlor. Anschließend stieg Nepeitsyn in den Rang eines Generalmajors auf und erhielt von den Soldaten den Spitznamen Iron Leg; er führte ein erfülltes Leben, und nicht jeder ahnte, warum der General leicht hinkte. Die Prothese des Kulibin-Systems wurde trotz positiver Kritiken der St. Petersburger Ärzte unter der Leitung von Professor Ivan Fedorovich Bush von der Militärabteilung abgelehnt, und die Serienproduktion mechanischer Prothesen, die die Form des Beins nachahmen, begann später in Frankreich.

Scheinwerfer

1779 präsentierte Kulibin, der optische Geräte liebte, der St. Petersburger Öffentlichkeit seine Erfindung - einen Suchscheinwerfer. Vor ihm gab es Systeme von reflektierenden Spiegeln (insbesondere wurden sie bei Leuchttürmen verwendet), aber Kulibins Design war einem modernen Suchscheinwerfer viel näher: Eine einzelne Kerze, die von Spiegelreflektoren in einer konkaven Halbkugel reflektiert wurde, gab einen starken und gerichteten Strahl von hell. Die "Wunderbare Laterne" wurde von der Akademie der Wissenschaften positiv aufgenommen, in der Presse gelobt, von der Kaiserin gebilligt, blieb aber nur Unterhaltung und diente nicht der Straßenbeleuchtung, wie Kulibin zunächst glaubte. Der Kapitän fertigte anschließend selbst eine Reihe von Scheinwerfern für einzelne Reederaufträge an und fertigte nach dem gleichen System auch eine kompakte Laterne für eine Kutsche an - dies brachte ihm ein gewisses Einkommen. Die Meister wurden durch den fehlenden Urheberrechtsschutz im Stich gelassen - andere Meister begannen, großformatige "Kulibin-Laternen" herzustellen, was die Erfindung stark abwertete.

Der 1779 geschaffene Suchscheinwerfer ist ein technisches Gimmick geblieben. Im Alltag wurden nur kleinere Versionen als Laternen auf Kutschen verwendet.

Was hat Kulibin sonst noch gemacht?

- Er gründete die Werkstätten der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften, wo er Mikroskope, Barometer, Thermometer, Teleskope, Waagen, Teleskope und viele andere Laborinstrumente herstellte. - Reparierte das Planetarium der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften. - Er hat ein originelles System entwickelt, um Schiffe ins Wasser zu lassen. - Erschuf den ersten optischen Telegrafen in Russland (1794), der als Kuriosität an die Kunst-Kamera geschickt wurde. - Entwicklung des ersten in Russland Projekt einer Eisenbrücke (über die Wolga). - Konstruierte eine Sämaschine, die eine gleichmäßige Aussaat ermöglicht (nicht gebaut). - Arrangierte Feuerwerk, schuf mechanisches Spielzeug und Automaten zur Unterhaltung des Adels. - Viele Uhren mit unterschiedlichen Layouts - Wand, Boden, Turm - repariert und unabhängig zusammengebaut.

Perpetuum Mobile

Über die Erfindungen von Ivan Kulibin selbst ist viel geschrieben worden. Aber Biographen haben immer versucht, seine Arbeit an einem Perpetuum Mobile zu ignorieren, das anscheinend keine brillante Mechanik malt.

Die Idee, einen Wundermotor zu erfinden, entstand Anfang der 70er Jahre des 18. Jahrhunderts in Kulibin, als er als Mechaniker an der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften arbeitete. Experimente an einem Perpetuum Mobile nahmen ihm nicht nur Zeit und Mühe, sondern auch erhebliche persönliche Mittel und zwangen ihn, sich zu verschulden.

Damals war der Energieerhaltungssatz noch nicht genau begründet. Kulibin hatte keine solide Ausbildung, und für ihn, einen Autodidakten, war es schwierig, dieses schwierige Thema zu verstehen. Auch die Menschen um ihn herum konnten nicht helfen. Einige wussten nicht, wie sie seine Täuschung klar erklären sollten. Andere waren selbst nicht davon überzeugt, dass Energie nicht aus dem Nichts kommt und nirgendwo verschwindet. Schließlich glaubten andere selbst, dass ein Perpetuum Mobile möglich sei, und ermutigten Kulibin, die Suche fortzusetzen.

Zu letzteren gehörte beispielsweise der berühmte Schriftsteller und Journalist Pavel Svinin. In seinem Buch über Kulibin, das 1819, ein Jahr nach dem Tod von Iwan Petrowitsch, veröffentlicht wurde, schrieb er in Bezug auf das Perpetuum mobile Kulibin: „Es ist schade, dass es ihm nicht gelungen ist, diese wichtige Erfindung zu vollenden. Vielleicht wäre er glücklicher gewesen als seine Vorgänger, die vor diesem Stolperstein stehen blieben; vielleicht hätte er bewiesen, dass das Perpetuum mobile keine Chimäre der Mechanik ist …"

Überraschenderweise unterstützte sogar der große Leonard Euler Kulibins Arbeit an der Erfindung eines Perpetuum Mobile. „Es ist merkwürdig“, schrieb Svinin, „dass Kulibin zu dieser Entdeckung von dem berühmten Mathematiker Euler ermutigt wurde, der auf die Frage, was er über das Perpetuum mobile halte, antwortete, dass er es für in der Natur existieren würde und dachte, dass es so wäre auf eine glückliche Weise gefunden werden, wie Offenbarungen, die zuvor für unmöglich gehalten wurden.“Und Kulibin wandte sich immer an die Autorität Eulers, wenn er die Idee eines Perpetuum Mobile vor Kritikern verteidigen musste.

Die Izvestia-Akademie veröffentlichte einen Artikel mit dem Titel "Rat für diejenigen, die davon träumen, das Perpetuum oder Endless Motion zu erfinden". Darin hieß es: „Es ist völlig unmöglich, kontinuierliche Bewegung zu erfinden … Diese nutzlosen Studien sind äußerst schädlich, weil sie vor allem (vor allem) viele Familien ruiniert haben und viele geschickte Mechaniker, die mit ihrem Wissen der Gesellschaft große Dienste leisten könnten, verloren, verloren, die Lösung dieses Problems zu erreichen, all ihr Hab und Gut, ihre Zeit und Arbeit."

Niemand weiß, ob Kulibin diesen Artikel gelesen hat. Bekannt ist nur, dass er trotz der Meinung der Akademie der Wissenschaften mit seiner charakteristischen Sturheit weiter an einem Perpetuum Mobile arbeitete, in der Zuversicht, dass auch dieses Problem früher oder später gelöst werden würde.

Kulibin hat eine Reihe von Modellen seines Autos entwickelt. Als Grundlage diente ihm eine alte Idee, die seit Leonardo da Vinci bekannt ist, nämlich: ein Rad mit darin sich bewegenden Gewichten. Letztere sollten eine Position einnehmen, die ständig das Gleichgewicht stört, und eine scheinbar ununterbrochene Drehung des Rades verursachen.

Im Ausland arbeiteten sie auch an der Entwicklung eines Perpetuum Mobile. Kulibin verfolgte diese Arbeiten gemäß den Nachrichten, die ihn erreichten, aufmerksam. Und einmal, im Jahr 1796, hatte er im Auftrag von Katharina II. sogar Gelegenheit, eines dieser ausländischen Projekte zu prüfen und zu bewerten. Es war das Perpetuum Mobile des deutschen Mechanikers Johann Friedrich Heinle.

Ivan Petrovich studierte nicht nur "mit größter Sorgfalt und Gewissenhaftigkeit" die Zeichnung und Beschreibung des ausländischen Perpetuum Mobile, sondern fertigte auch dessen Modell an. Es bestand aus zwei gekreuzten Rohren mit mit Flüssigkeit gefüllten Bälgen. Bei der Drehung eines solchen Kreuzes würde die Flüssigkeit durch die Rohre von einem Balg zum anderen fließen. Das Gleichgewicht, so der Erfinder, hätte verloren gehen müssen und das ganze System hätte in ständiger Bewegung sein müssen.

Das Heinle-Motormodell erwies sich natürlich als funktionsunfähig. Als er mit ihr Experimente durchführte, fand Kulibin, wie er schrieb, "nicht das, was er in diesem Erfolg wollte". Aber das hat seinen Glauben an das Prinzip des Perpetuum mobile nicht im Geringsten erschüttert.

Im Herbst 1801 kehrte Iwan Petrowitsch aus St. Petersburg in seine Heimat Nischni Nowgorod zurück. Auch hier gab er seine erfolglose Suche nach dem Perpetuum mobile nicht auf. Es verging viel Zeit, das Jahr 1817 kam. Und dann las Kulibin eines Tages in der Hauptstadtzeitung "Russian Invalid" vom 22. September einen Artikel, der für ihn wie Donnerschlag klang. Darin heißt es, dass ein gewisser Mechaniker namens Petere aus Mainz "endlich das sogenannte Perpetuum Mobile erfunden hat, das viele Jahrhunderte vergeblich war".

Außerdem wurde der Motor selbst beschrieben, der die Form eines Rades mit einem Durchmesser von 2,40 m und einer Dicke von 2 Fuß hatte: „Er bewegt sich aus eigener Kraft und ohne Hilfe von Federn, Quecksilber, Feuer, elektrischer oder galvanischer Kraft. Seine Geschwindigkeit übersteigt die Wahrscheinlichkeit. Wenn Sie es an einer Kutsche oder einem Rollstuhl befestigen, können Sie in 12 Stunden 100 französische Meilen zurücklegen und die steilsten Berge erklimmen.

Diese (natürlich falschen) Nachrichten haben den alten Erfinder unglaublich aufgeregt. Es schien ihm, als hätte Peter sich seine Ideen angeeignet, seine geliebte Idee gestohlen, der er, Kulibin, viele Jahrzehnte harter Arbeit gewidmet hatte. In fieberhafter Eile begann er, an alle Machthaber und Einflussnehmer zu appellieren, darunter auch an Zar Alexander I.

Dann wurde die Vorsicht beiseite gelegt, die Geheimhaltung vergessen. Nun schrieb Kulibin offen, dass er schon lange an der Schaffung einer "Maschine des Perpetuum mobile" arbeite, dass er nicht weit von der Lösung dieses Problems sei, aber Geld brauche, um die letzten Experimente fortzusetzen. In den „Petitionsnotizen“erinnerte er an seine früheren Verdienste und äußerte den Wunsch, in der Hauptstadt wieder in Dienst zu treten, um eine eiserne Brücke über die Newa zu bauen und vor allem die Entwicklung eines Perpetuum Mobile fortzusetzen.

Kulibins Antrag auf Rückkehr nach St. Petersburg wurde vorsichtig zurückgewiesen. Der Bau der Eisenbrücke galt als zu teuer. Sie schwiegen über das Perpetuum Mobile.

Bis in die letzten Tage von Iwan Petrowitsch verließ ihn sein heißer Traum von einer "Maschine des Perpetuum mobile", ein Tyrannentraum, wie ihn einer von Kulibins Biografen nannte, nicht. Krankheiten überfielen ihn immer mehr. Ich wurde von Atemnot und "anderen Ungesunden" gequält. Er ging jetzt selten nach draußen. Aber auch im Bett, in Kissen, bat er darum, Zeichnungen der "Maschine des Perpetuum Mobile" neben sich zu legen. Auch nachts, in Schlaflosigkeit, kehrte der Erfinder immer wieder zu dieser fatalen Maschine zurück, korrigierte alte Zeichnungen, zeichnete neue.

Iwan Petrowitsch Kulibin starb am 30. Juli (alten Stil), 1818 im Alter von 83 Jahren, ruhig, wie im Schlaf. Seine Familie blieb in extremer Armut. Um ihren Mann zu begraben, musste die Witwe eine Wanduhr verkaufen, und ihr alter Freund Alexei Pjaterikow fügte einen kleinen Betrag hinzu. Dieses Geld wurde verwendet, um den großen Erfinder zu begraben.