¿Qué inventó Kulibin?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

Todo el mundo sabe que Kulibin es un gran inventor, mecánico e ingeniero ruso. Su apellido se ha convertido durante mucho tiempo en un sustantivo común en ruso. Pero, como muestra una encuesta reciente, solo el cinco por ciento de los encuestados puede nombrar al menos uno de sus inventos. ¿Cómo es eso? Decidimos realizar un pequeño programa educativo: entonces, ¿qué inventó Ivan Petrovich Kulibin?

Ivan Petrovich, que nació en el asentamiento de Podnovye cerca de Nizhny Novgorod en 1735, era una persona increíblemente talentosa. Mecánica, ingeniería, relojería, construcción naval: todo se discutía en las hábiles manos de un autodidacta ruso. Tuvo éxito y estuvo cerca de la emperatriz, pero al mismo tiempo ninguno de sus proyectos, que podrían facilitar la vida de la gente común y contribuir al progreso, no fueron financiados adecuadamente ni implementados por el estado. Mientras que los mecanismos de entretenimiento (autómatas divertidos, relojes de palacio, cañones autopropulsados) se financiaron con gran alegría.

Barco navegable

A fines del siglo XVIII, el método más común para levantar cargamentos en barcos contra la corriente era el trabajo de arpillera, duro, pero relativamente económico. También había alternativas: por ejemplo, barcos a motor propulsados por bueyes. La estructura de la embarcación de la máquina era la siguiente: tenía dos anclas, cuyas cuerdas estaban unidas a un eje especial. Una de las anclas de un barco o a lo largo de la orilla se entregó hacia adelante 800-1000 my se aseguró. Los bueyes que trabajaban en el barco hicieron girar el eje y torcieron la cuerda del ancla, tirando del barco al ancla contra la corriente. Al mismo tiempo, otro barco estaba llevando el segundo ancla hacia adelante; así fue como se aseguró la continuidad del movimiento.

A Kulibin se le ocurrió la idea de cómo prescindir de los bueyes. Su idea era utilizar dos ruedas de paletas. La corriente, al hacer girar las ruedas, transfirió energía al eje: se enroló la cuerda del ancla y el barco se tiró del ancla utilizando la energía del agua. En el proceso de trabajo, Kulibin se distraía constantemente con los pedidos de juguetes para la descendencia real, pero logró obtener fondos para la fabricación e instalación de su sistema en un barco pequeño. En 1782, cargado con casi 65 toneladas (!) De arena, resultó ser confiable y mucho más rápido que un barco impulsado por bueyes o burlats.

En 1804, en Nizhny Novgorod, Kulibin construyó una segunda vía fluvial, que era dos veces más rápida que el bordado de arpillera. Sin embargo, el departamento de comunicaciones por agua de Alejandro I rechazó la idea y prohibió la financiación: las vías fluviales no se extendieron. Mucho más tarde, aparecieron cabrestantes en Europa y Estados Unidos, barcos que se tiraban del ancla utilizando la energía de una máquina de vapor.

Elevador de tornillo

El sistema de ascensores más común en la actualidad es una cabina con cabrestante. Los elevadores de cabrestante se crearon mucho antes de las patentes de Otis a mediados del siglo XIX; estructuras similares estaban en funcionamiento en el antiguo Egipto, fueron puestas en movimiento por animales de tiro o esclavos. A mediados de la década de 1790, Catalina II, envejecida y con sobrepeso, encargó Kulibin para desarrollar un ascensor conveniente para moverse entre los pisos del Palacio de Invierno. Ciertamente quería una silla elevadora, y ante Kulibin surgió un interesante problema técnico. Era imposible conectar un cabrestante a un elevador de este tipo, abierto desde arriba, y si "levantaba" la silla con un cabrestante desde abajo, causaría molestias al pasajero. Kulibin resolvió la pregunta ingeniosamente: la base de la silla estaba unida a un tornillo de eje largo y se movía a lo largo de él como una tuerca. Catherine se sentó en su trono móvil, el sirviente giró la manija, la rotación se transmitió al eje, y ella levantó la silla a la galería del segundo piso. El elevador de tornillo de Kulibin se completó en 1793, mientras que Elisha Otis construyó el segundo mecanismo de este tipo en la historia en Nueva York solo en 1859. Después de la muerte de Catherine, los cortesanos utilizaron el ascensor para entretenerse, y luego lo tapiaron. Hoy se conservan dibujos y restos del mecanismo de elevación.

Teoría y práctica de la construcción de puentes

Desde la década de 1770 hasta principios de 1800, Kulibin trabajó en la creación de un puente estacionario de un solo tramo a través del Neva. Hizo un modelo de trabajo, en el que calculó las fuerzas y tensiones en varias partes del puente, ¡a pesar de que la teoría de la construcción de puentes aún no existía en ese momento! Empíricamente, Kulibin predijo y formuló una serie de leyes de resistencia a los materiales, que se confirmaron mucho más tarde. Al principio, el inventor desarrolló el puente por su cuenta, pero el conde Potemkin asignó dinero para el diseño final. El modelo a escala 1:10 alcanzó una longitud de 30 m.

Todos los cálculos de puentes fueron presentados a la Academia de Ciencias y verificados por el famoso matemático Leonard Euler. Resultó que los cálculos eran correctos y las pruebas del modelo mostraron que el puente tenía un gran margen de seguridad; su altura permitía el paso de los barcos de vela sin operaciones especiales. A pesar de la aprobación de la Academia, el gobierno no ha asignado fondos para la construcción del puente. Kulibin recibió una medalla y un premio, en 1804 el tercer modelo se había podrido por completo y el primer puente permanente sobre el Neva (Blagoveshchensky) se construyó solo en 1850.

En la década de 1810, Kulibin se dedicó al desarrollo de puentes de hierro. Ante nosotros está el proyecto de un puente de tres arcos sobre el Neva con calzada suspendida (1814). Más tarde, el inventor creó un proyecto para un puente de cuatro arcos más complejo.

En 1936, se llevó a cabo un cálculo experimental del puente Kulibinsky utilizando métodos modernos, y resultó que el autodidacta ruso no cometió un solo error, aunque en su momento se desconocían la mayoría de las leyes de resistencia de los materiales. El método de hacer un modelo y probarlo con el propósito de calcular la resistencia de la estructura del puente se generalizó posteriormente; varios ingenieros acudieron a él en diferentes momentos de forma independiente. Kulibin también fue el primero en proponer el uso de celosías en la construcción del puente, 30 años antes que el arquitecto estadounidense Itiel Town, que patentó este sistema.

Sobre el puente que cruza el neva

A pesar de que no se apreció ni un solo invento serio de Kulibin, fue mucho más afortunado que muchos otros autodidactas rusos, a quienes no se les permitió ni siquiera en el umbral de la Academia de Ciencias, o fueron enviados a casa con 100 rublos. de un premio y una recomendación para no entrometerse más en sus propios asuntos.

El famoso puente de un solo tramo que cruza el Neva: cómo se vería si se hubiera construido. Kulibin realizó sus cálculos en modelos, incluso en una escala de 1:10.

Cochecito autónomo y otras historias

A menudo, a Kulibin, además de los diseños que realmente inventó, se le atribuyen muchos otros, que realmente mejoró, pero no fue el primero. Por ejemplo, a Kulibin se le atribuye muy a menudo la invención del patinete de pedales (el prototipo del velomóvil), mientras que este sistema fue creado 40 años antes por otro ingeniero autodidacta ruso, y Kulibin fue el segundo. Veamos algunos de los conceptos erróneos más comunes.

El cochecito autónomo de Kulibin se distinguía por un sistema de conducción complejo y requería un esfuerzo significativo por parte del conductor. Fue el segundo velomóvil de la historia.

Entonces, en 1791, Kulibin construyó y presentó a la Academia de Ciencias un carruaje autopropulsado, una "silla de ruedas autónoma", que fue esencialmente el predecesor del velomóvil. Estaba diseñado para un pasajero, y el automóvil lo conducía un sirviente que estaba parado sobre los talones y presionando alternativamente los pedales. El carruaje autónomo sirvió como atracción para la nobleza durante algún tiempo, y luego se perdió en la historia; solo sus dibujos han sobrevivido. Kulibin no fue el inventor del velomóvil: 40 años antes que él, otro inventor autodidacta, Leonty Shamshurenkov (conocido en particular por el desarrollo del sistema de elevación Tsar Bell, que nunca se utilizó para el propósito previsto), construyó un autodidacta. silla de ruedas de diseño similar en San Petersburgo. El diseño de Shamshurenkov era biplaza; en dibujos posteriores, el inventor planeó construir un trineo autopropulsado con un verstómetro (un prototipo de velocímetro), pero, por desgracia, no recibió la financiación adecuada. Al igual que el scooter de Kulibin, el scooter de Shamshurenkov no ha sobrevivido hasta el día de hoy.

El famoso reloj de huevos, trabajado por Kulibin en 1764-1767 y presentado a Catalina II para la Pascua de 1769. En gran parte gracias a este regalo, Kulibin dirigió los talleres en la Academia de Ciencias de San Petersburgo. Ahora se guardan en el Hermitage.

Prótesis de pierna

A finales de los siglos XVIII-XIX, Kulibin presentó a la Academia Médico-Quirúrgica de San Petersburgo varios proyectos de "piernas mecánicas": prótesis de las extremidades inferiores que eran muy perfectas en ese momento, capaces de simular una pierna perdida por encima del rodilla (!). El "probador" de la primera versión de la prótesis, fabricada en 1791, fue Sergei Vasilyevich Nepeitsyn, en ese momento un teniente que perdió la pierna durante el asalto a Ochakov. Posteriormente, Nepeitsyn ascendió al rango de mayor general y recibió el sobrenombre de Iron Leg de los soldados; llevaba una vida plena y no todo el mundo adivinaba por qué el general cojeaba un poco. La prótesis del sistema Kulibin, a pesar de las críticas favorables de los médicos de San Petersburgo encabezados por el profesor Ivan Fedorovich Bush, fue rechazada por el departamento militar, y la producción en serie de prótesis mecánicas que imitan la forma de la pierna comenzó más tarde en Francia.

Destacar

En 1779, Kulibin, aficionado a los dispositivos ópticos, presentó su invento al público de San Petersburgo: un reflector. Antes que él existían sistemas de espejos reflectantes (en particular, se usaban en faros), pero el diseño de Kulibin estaba mucho más cerca de un reflector moderno: una sola vela, reflejada en reflectores de espejo colocados en un hemisferio cóncavo, daba una corriente fuerte y direccional de ligero. La "Linterna Maravillosa" fue recibida positivamente por la Academia de Ciencias, elogiada en la prensa, aprobada por la emperatriz, pero quedó sólo como un entretenimiento y no se usó para iluminar las calles, como inicialmente creía Kulibin. Posteriormente, el propio capitán hizo una serie de reflectores para pedidos individuales de armadores, y también hizo una linterna compacta para un carro sobre la base del mismo sistema, lo que le reportó ciertos ingresos. Los maestros se decepcionaron por la falta de protección de los derechos de autor: otros maestros comenzaron a hacer carruajes a gran escala "linternas Kulibin", lo que devaluó enormemente la invención.

El reflector, creado en 1779, sigue siendo un truco técnico. En la vida cotidiana, solo se usaron versiones más pequeñas como linternas en los carruajes.

¿Qué más hizo Kulibin?

- Estableció el trabajo de talleres en la Academia de Ciencias de San Petersburgo, donde se dedicó a la fabricación de microscopios, barómetros, termómetros, telescopios, balanzas, telescopios y muchos otros instrumentos de laboratorio. - Reparó el planetario de la Academia de Ciencias de San Petersburgo. - Se le ocurrió un sistema original para lanzar barcos al agua. - Creó el primer telégrafo óptico en Rusia (1794), enviado a la cámara Kunst como curiosidad. - Desarrolló el primer proyecto en Rusia de un puente de hierro (a través del Volga). - Se construyó una sembradora que proporciona una siembra uniforme (no construida). - Disposición de fuegos artificiales, creación de juguetes mecánicos y autómatas para el entretenimiento de la nobleza. - Reparado y ensamblado de forma independiente muchos relojes de diferentes diseños: pared, piso, torre.

Máquina de movimiento perpetuo

Mucho se ha escrito sobre los inventos del propio Ivan Kulibin. Pero los biógrafos siempre han tratado de ignorar su trabajo en una máquina de movimiento perpetuo, que, al parecer, no pinta a un mecánico brillante.

La idea de empezar a inventar un motor milagroso se originó en Kulibin a principios de los años 70 del siglo XVIII, cuando se desempeñaba como mecánico en la Academia de Ciencias de San Petersburgo. Los experimentos en una máquina de movimiento perpetuo le quitaron no solo tiempo y esfuerzo, sino también considerables fondos personales, lo que lo obligó a endeudarse.

En aquellos días, la ley de conservación de la energía aún no estaba fundamentada con precisión. Kulibin no tenía una educación sólida, y para él, un mecánico autodidacta, era difícil entender este difícil tema. La gente a su alrededor tampoco pudo ayudar. Algunos no sabían cómo explicar claramente su delirio. Otros mismos no estaban convencidos de que la energía no proviene de la nada y no desaparece por ningún lado. Finalmente, otros mismos creyeron que una máquina de movimiento perpetuo era posible y alentaron a Kulibin a seguir buscando.

Este último incluyó, por ejemplo, al famoso escritor y periodista Pavel Svinin. En su libro sobre Kulibin, publicado en 1819, un año después de la muerte de Ivan Petrovich, él, refiriéndose a la máquina de movimiento perpetuo Kulibin, escribió: “Es una lástima que no haya logrado terminar este importante invento. Quizás hubiera sido más feliz que sus predecesores, quienes se detuvieron en este escollo; tal vez hubiera probado que el movimiento perpetuo no es una quimera de la mecánica …"

Sorprendentemente, incluso el gran Leonard Euler apoyó el trabajo de Kulibin sobre la invención de una máquina de movimiento perpetuo”. “Es curioso notar”, escribió Svinin, “que Kulibin se sintió alentado a este descubrimiento por el famoso matemático Euler, quien, cuando se le preguntó qué pensaba sobre el movimiento perpetuo, respondió que consideraba que existía en la naturaleza y pensó que lo haría. ser encontrado de una manera feliz, como revelaciones que antes se consideraban imposibles . Y Kulibin siempre recurrió a la autoridad de Euler cuando tuvo que defender la idea de una máquina de movimiento perpetuo de los críticos.

La Academia Izvestia publicó un artículo titulado "Consejo a los que sueñan con inventar el movimiento perpetuo o sin fin". Decía: “Es completamente imposible inventar el movimiento continuo … Estos estudios inútiles son extremadamente dañinos porque sobre todo (especialmente) porque arruinaron a muchas familias y muchos mecánicos hábiles que podían brindar grandes servicios a la sociedad con sus conocimientos, perdidos, llegando a la solución de este problema, todas sus posesiones, tiempo y labores ".

Nadie sabe si Kulibin ha leído este artículo. Solo se sabe que a pesar de la opinión de la Academia de Ciencias, continuó trabajando en una máquina de movimiento perpetuo con su característica terquedad con la confianza de que incluso este problema tarde o temprano se resolvería.

Kulibin ha desarrollado varios modelos de su automóvil. Tomó como base una vieja idea, conocida desde la época de Leonardo da Vinci, a saber: una rueda con pesos moviéndose en su interior. Se suponía que estos últimos ocupaban una posición que perturbaba el equilibrio todo el tiempo y causaba una rotación aparentemente ininterrumpida de la rueda.

En el extranjero, también trabajaron en la creación de una máquina de movimiento perpetuo. Kulibin siguió de cerca estos trabajos de acuerdo con los mensajes que le llegaron. Y una vez, en 1796, según la orden de Catalina II, incluso tuvo la oportunidad de considerar y evaluar uno de esos proyectos extranjeros. Era la máquina de movimiento perpetuo del mecánico alemán Johann Friedrich Heinle.

Ivan Petrovich no solo "con el mayor cuidado y diligencia" estudió el dibujo y la descripción del móvil perpetuo extranjero, sino que también hizo su modelo. Constaba de dos tubos cruzados con fuelles llenos de líquido. Con la rotación de dicha cruz, el líquido fluiría a través de los tubos de un fuelle a otros. El equilibrio, según el inventor, debería haberse perdido y todo el sistema debería haber estado en perpetuo movimiento.

El modelo de motor Heinle, por supuesto, resultó inoperante. Al realizar experimentos con ella, Kulibin, como escribió, "no encontró lo que buscaba en ese éxito". Pero esto no sacudió en lo más mínimo su fe en el principio mismo del movimiento perpetuo.

En el otoño de 1801, Ivan Petrovich regresó de San Petersburgo a su tierra natal, Nizhny Novgorod. Incluso aquí no abandonó su infructuosa búsqueda del movimiento perpetuo. Pasó mucho tiempo, llegó el año 1817. Y entonces, un día en el periódico capitalino "Russian Invalid" del 22 de septiembre, Kulibin leyó un artículo que le pareció un trueno. La nota informaba que cierto mecánico llamado Petere de Mainz "finalmente inventó el llamado perpetuum mobile, que ha sido en vano durante muchos siglos".

Además, se describió el motor en sí, que tenía la forma de una rueda con un diámetro de 8 pies y un grosor de 2 pies: “Se mueve por su propia fuerza y sin ayuda de resortes, mercurio, fuego, fuerza eléctrica o galvánica.. Su velocidad supera la probabilidad. Si lo conecta a un carro de carretera o silla de ruedas, puede viajar 100 millas francesas en 12 horas, escalando las montañas más empinadas.

Esta noticia (por supuesto, falsa) hizo que el viejo inventor se emocionara increíblemente. Le parecía que Peter se había apropiado de sus ideas, robado su amada creación, a la que él, Kulibin, había dedicado muchas décadas de arduo trabajo. Con prisa febril, comenzó a apelar a todos los que tenían poder e influencia, incluido el zar Alejandro I.

Entonces se dejó de lado la precaución, se olvidó el secreto. Ahora Kulibin escribió con franqueza que había estado trabajando en la creación de una "máquina de movimiento perpetuo" durante mucho tiempo, que no estaba lejos de resolver este problema, pero necesitaba fondos para continuar con los experimentos finales. En las "notas de petición", recordó sus méritos anteriores y expresó su deseo de volver al servicio en la capital para construir un puente de hierro a través del Neva y, lo más importante, continuar la creación de una máquina de movimiento perpetuo.

La solicitud de Kulibin de permiso para regresar a San Petersburgo fue rechazada con delicadeza. La construcción del puente de hierro se consideró demasiado cara. Guardaron silencio sobre la máquina de movimiento perpetuo.

Hasta los últimos días de Ivan Petrovich, su querido sueño de una "máquina de movimiento perpetuo", un sueño tirano, como lo llamó uno de los biógrafos de Kulibin, no lo abandonó. Las enfermedades lo abrumaban cada vez más. Me atormentaba la falta de aire y "otros malestares". Rara vez salía afuera ahora. Pero incluso en la cama, en almohadas, pidió que le pusieran a su lado dibujos de la "máquina del movimiento perpetuo". Incluso de noche, en el insomnio, el inventor volvió una y otra vez a esta máquina fatal, hizo algunas correcciones en dibujos antiguos, dibujó otros nuevos.

Ivan Petrovich Kulibin murió el 30 de julio (estilo antiguo) de 1818 a la edad de 83 años, murió tranquilamente, como dormido. Su familia permaneció en extrema pobreza. Para enterrar a su esposo, la viuda tuvo que vender un reloj de pared, y su viejo amigo Alexei Pyaterikov agregó una pequeña cantidad. Este dinero se utilizó para enterrar al gran inventor.