Чтение онлайн

Проект деревянного моста через Неву, составленный Кулибиным в 1776 г.

Вверху: вид Петергофского дворца. Внизу: вид Царскосельского дворца в середине XVIII в.

По рисункам Махаева с гравюр Нике.

Жаль, что до сих пор не найдено полного описания производства работ по предполагавшемуся сооружению этого моста. Есть данные, свидетельствующие, что такое описание существовало. В XVIII веке проекты крупных сооружений уже сопровождались указаниями, как провести их в жизнь. Часто работа гарантировалась собственным денежным риском инженера. Кулибин, не имевший дотоле опыта в этом деле, а тем более средств, обязательно должен был представить описание самого процесса работы по постройке своего сооружения.

По сохранившимся схемам и записям можно судить, что процесс постройки был предусмотрен во всех деталях и включал ряд интереснейших изобретательских и рационализаторских идей.

Так, например, конструкцию арки во время работ Кулибин предполагал удерживать тросами, переброшенными через специально устроенные на берегах башни. Сохранилась схема таких башен и чертеж общей схемы производственных работ. Даже для того только, чтобы выяснить, насколько в этом деле применимы канаты, Кулибин наметил целую программу опытов:

«1. Попробовать взять железной проволоки трехаршинной, взвесить, потом приискать таковых ровно весу и меры бечевку и пробовать: которая на себе больше тяжесть поднимает. 2. Взять железную проволоку 120 сажен и взвесить, потом растянуть через вертлуг, тяжестью порвать, из того можно будет узнать, какую против своей тяжести можно поднять тяжесть».

Сборку лесов Кулибин проектировал провести зимой. В связи с этим им был исследован вопрос о грузоподъемности льда Невы. Все продумано и предусмотрено. Так, под «полатями», на которых предполагалось собирать арки, он думал установить сваи, вмороженные в лед. Столь же тщательно разработан был процесс производства работ по постройке основных арочных ферм. Для их заготовки и разметки Кулибин хотел построить горизонтальную площадку и на ней сделать точный чертеж арок моста. Этот прием и сейчас употребляется при постройке больших деревянных арочных мостов и прочных кружал под каменные, бетонные и железобетонные мосты. Он был применен, например, в наше время при постройке моста через канал Москва — Волга у станции Химки Октябрьской железной дороги.

Словом, весь проект производства работ по сооружению моста был разработан удивительно остроумно и исчерпывающе. Дошедших до нас документов достаточно для того, чтобы инженеры могли произвести постройку моста. Следует особенно подчеркнуть, что для определения очертания арочной фермы Кулибин экспериментально применил построение веревочного многоугольника [53] . В это время теорема о веревочном многоугольнике не была еще разработана. Начало теоретического обоснования этой теоремы относится к 30-м годам прошлого столетия. Теория о многоугольнике сил считается принадлежащей Вариньону. Но работы Вариньона вышли позднее проекта Кулибина, и он не мог их знать. Кулибин самостоятельно открыл закон взаимодействия сил в арке, но он не сформулировал этого закона теоретически и потому не занял должного места в курсах теоретической механики.

Постройка Кулибиным модели в масштабе одной десятой натуральной величины моста была крупным событием в строительной технике того времени. Она показывала трудности, которые стояли перед изобретателем, и наглядно убеждала в возможности воплощения его идеи. Вот почему Кулибин остро осознавал всю важность постройки модели и настойчиво добивался выдачи на нее средств. В этом помог ему Г. А. Потемкин, всесильный фаворит царицы, который интересовался течением этого дела и, если верить рассказу первого биографа Кулибина — П. П. Свиньина [54] , будто бы даже приезжал к Кулибину. Вот как описан один из его визитов.

Титульный лист книги Кулибина Описание представленного на чертеже моста. 1799 г.

В 1776 году Кулибин в тесном кругу знакомых праздновал день своих именин. В это время посыльный известил Кулибина, что в Академию прибыл «светлейший князь».

«Оставив стол и родных, Кулибин побежал встречать вельможу.

— Я приехал посмотреть на твой мост, — сказал ему князь и взобрался на самую середину модели. — Что говорят об изобретении ученые?

— Господин Эйлер одобрил мое сочинение о вычислении тяжестей.

— Ну, а другие?

— Другие, ваша светлость, забавляются на мой счет.

Потемкин выразил одобрение модели и пошел к Кулибину на дом рассматривать чертежи. Он был удивлен, застав там гостей.

— Сегодня я именинник, — сказал смущенный Кулибин.

— Ах, вон как? Что же ты не позвал меня на именины? Ну, подавай вино, я хочу тебя поздравить».

Этот случай заставил говорить о Кулибине больше, чем все его изобретения. Петербургская знать долго судачила о посещении князем бедного механика. «Потемкин пил вино у Кулибина» — это волновало даже царедворцев. И угодливые академики наперебой спешили поздравить презираемого ими «плотника».

Модель строилась в отапливаемом сарае академического двора. В длину она была 14 сажен (около 30 метров). Строили ее семнадцать месяцев. «Весу в модели вышло 330 пудов, ей должно поднять на себе тяжести по правилу механики в 9 крат больше собственной своей тяжести, а именно 2970 пудов; но для удобнейшего в том исчисления, должно полагать вес со включением собственного в модели весу вдесятеро больше, коего составится вообще 3300 пудов», так говорит Кулибин в своем «Описании» [55] .

Общая стоимость модели, согласно счету Кулибина, выразилась в 3524 рублях 96 копейках. Всего в разное время на нее было выдано правительством изобретателю три тысячи рублей. Выходит, что даже расходы по модели приходилось частично оплачивать самому механику, что делалось им, впрочем, не в первый раз.

Приближался день испытания модели. Большинство академиков смеялось над Кулибиным. Никому не верилось, что «доморощенные» расчеты могут к чему-нибудь привести.

Однако, не имея ни малейшего представления о сопротивлении материалов — научной дисциплине, без которой теперь ни один инженер шагу не делает, — Кулибин вычислил сопротивление частей моста с помощью гирек и веревок и интуицией угадал законы механики, открытые позднее.

Из ученых только величайший математик XVIII века — Эйлер-отец — верил в Кулибина. Он даже взял его чертежи с математическими выкладками и проверил их. Все оказалось правильным. Выводы по проверке чертежей и математических правил Эйлер потом опубликовал в «Месяцеслове с наставлениями на 1776 год», изданном Петербургской Академией наук. В статье «Легкое правило, каким образом из модели деревянного моста или подобной другой машины, которая тяжесть нести должна, познавать можно ли тоже сделать в большем, чем в модели [виде]» приведены эти вычисления академика Эйлера, свидетельствующие о полной и научной обоснованности устройства кулибинской модели моста.

Но большинство академиков и после этого упорно не желало верить в русского изобретателя. «Этот Кулибин состроит нам лестницу на самое небо», острили они. И почти все были убеждены, что мост рухнет.

На проверке модели присутствовала комиссия, в которую входили лучшие ученые того времени — Леонард Эйлер, его сын Иоганн-Альбрехт, Семен Котельников, Степан Румовский, Крафт, Лексель и адъюнкты: Иноходцев, Фусс, Головин. Все члены комиссии насмешливо улыбались, был серьезен один Эйлер-отец — великий ученый своего века.