Кулибин

VIII Самокатка и оптический телеграф

И все же Кулибин находил время заниматься серьезными изобретениями.

В 1791 году он изобрел «самокатку». Она не дошла до нас, — не захотел этого сам автор. Изобретение всякого рода экипажей, приводимых в движение мускульной силой самих людей, чрезвычайно характерно для периода, предшествующего внедрению на транспорте механического двигателя. Большинство таких самодвижущихся повозок оказалось практически непригодным из-за несоответствия между весом экипажа и относительной слабостью мускульной силы людей, но два средства передвижения, использующих эту силу, — велосипед и дрезина — вошли в практику.

Почти во всех больших европейских странах с XV–XVI веков были свои изобретатели самокаток. В России Кулибин изобрел ее тоже не первым. Но о своем предшественнике он ничего не знал. Мало знаем о нем и мы. Этим предшественником Кулибина был крестьянин Нижегородской губернии Шамшуренков, построивший в 1752 году самодвижущуюся повозку, названную им «самобеглой коляской»[72].

Кулибин не знал истории самодвижущихся экипажей и думал, что осуществляет оригинальную и свежую идею.

Кулибин был и конструктором-изобретателем и строителем и, следовательно, заносил на бумагу только то, что не считал возможным удержать в памяти. Поэтому чтение его чертежей, относящихся к самокатке, очень затруднено. При этом текст, написанный карандашом, частью стерся, частью стал неразборчивым. На чертежах делались и посторонние записи. Специалисты разбирают различные пометки, относящиеся к какому-то музыкальному инструменту.

Установлено, что Кулибин проектировал одновременно и четырехколесную и трехколесную самокатку[73]. Современники упоминают только о трехколесной. Принцип устройства механизма сводился, видимо, к тому, что задние колеса вращались при помощи храповика, помещенного на оси. Такое устройство было вообще характерно для конструкций того времени. В «Некрологии», составленной сыном Кулибина, сказано: «Слуга становился на запятки в приделанные туфли, подымал и опускал ноги попеременно, без всякого почти усилия, и одноколка катилась довольно быстро». Описывает движение самокатки и Свиньин. Чертежи не дают специалистам возможности вполне разгадать устройство этих «туфель» (педалей) и выяснить их роль. В общем предполагается, что две тяги, которые были соединены с педалями, вращали вертикальную ось с большим на ней маховым колесом. При нажиме ног на «туфлю» собачки зацеплялись за зубья, поворачивали среднюю шестерню и давали ход маховому колесу. Инерция обеспечивала равномерность хода. Торможение достигалось растяжением пружин, стремящихся сворачиваться. При большой скорости торможение было невозможно, грозило поломкой зубцов барабана. Для остановки требовался более медленный ход. Свиньин имеет в виду торможение, когда говорит о том, что «механизм самокатки сей был так остроумно устроен, что в гору она катилась скоро, а под гору тихо».

Трехколесная самокатка Кулибина. Реконструкция Ростовцева.

Устройство тормозов представляет для специалистом большой интерес по новизне идеи и своеобразию ее выполнения.

Как мы уже отмечали, для механиков XVIII века весьма характерно устройство приборов, основанных на действии часовых пружин. И тут тоже в основу торможения был положен типичный для той поры принцип действия часовых пружин. Рулевое управление плохо представлено чертежами, и о нем приходится только догадываться. Уменьшение трения достигалось применением системы, аналогичной современным цилиндрическим подшипникам. Такое же устройство подшипников было у кулибинского подъемника, изобретенного для перенесения царицы в верхние этажи дворца.

На оборотной стороне одного чертежа, относящегося к самокатке, имеется надпись Кулибина, указывающая на способ крепления колес к оси: «У колес ступицы толстые и тонкие, концы отрезать гладко, надеть на палку и сыскать, повертев, настоящий центр, потом очертить во всех местах. У ступиц верно по чертам прорезать для круглого и квадратного конца оси дыры, сделать на круглом конце оси круглые, а на квадратном квадратные из толстой меди трубки, а к широкому концу трубки напаять для прикладки к ступице круга».

Длина самокатки предполагалась около трех метров, скорость передвижения — около тридцати километров в час. Для самокатки такая скорость была бы поистине огромна, так что наши ученые даже высказывают серьезные сомнения в правильности кулибинской формулы. Судя по рисунку, изображающему реконструкцию самокатки, это очень красивое и затейливое сооружение. Некоторые детали его весьма любопытны и оригинальны. В самом деле, ни в одном дошедшем до нас от XVIII века описании самокаток нет и намеков на такие детали, как маховое колесо, облегчающее работу стоящего на запятках человека и устраняющее неравномерность хода; как коробка скоростей, позволяющая по желанию менять скорость хода и служащая в то же время частью тормоза, как дисковые подшипники.

Подобные детали (да и то не все) характерны уже для паровых повозок некоторых английских изобретателей[74].

Кулибин по неизвестным для нас причинам уничтожил свое изобретение. Остались только десять чертежей, относящихся к 1784–1786 годам.

В 1792 году Кулибин был избран членом Вольного экономического общества и получил диплом. Общество это считалось одним из серьезных научных обществ в России и было старейшим в Европе. Оно было учреждено Екатериною в 1765 году. Членами его являлись вначале только приближенные ко двору ученые. Своей задачей оно ставило овладение земледельческими знаниями в целях их распространения для рационализации помещичьего хозяйства. Во времена Екатерины в заслугу обществу можно было поставить уже самый факт почина собирания сведений об экономической жизни России. Практически же на состояние сельского хозяйства, даже помещичьего, оно имело незначительное влияние. К сожалению, история не оставила нам никаких документов, по которым можно было бы судить о роли Кулибина в этом обществе.

По-видимому, к петербургскому же периоду относится замысел Кулибина изобрести плавучую мельницу. На особых разрозненных листках он излагает те выгоды, которые принесет его замысел как можно рациональнее использовать воду. В бумагах Кулибина имеются чертежи мельничного колеса, а также его деталей. Есть один такой набросок на обороте игральной карты — пятерки червей. По-видимому, мысль о мельнице долго и неустанно преследовала его. В какое время проектировал он эту мельницу и для кого — из бумаг не видно. Надпись на одной детали чертежа — «напомнить на Волге в Нижнем» разрешает это в самой общей форме. Можно предполагать, что мельницы эти он думал предложить волжским купцам.

В Архиве хранятся двадцать два листка с чертежами разного формата, с текстом и без текста, заключенные в обложку с надписью: «Подъемное кресло». Это лифт, который изобретен был в 1795 году в угоду престарелой царице. Сейчас употребляются лифты винтовые и подвесные. У Кулибина был лифт, основанный на первом принципе, на работе «горизонтальных и вертикальных колес», то есть лифт приводился в движение работой винта, поднимавшего кресло.

Незадолго до смерти Екатерины Кулибин занялся устройством оптического телеграфа. В реестр технических изобретений Кулибиным занесено:

«Сыскано мною и здесь внутреннее расположение машины телеграфа, которого сделана модель и отнесена в императорскую кунсткамеру».

Оптический телеграф Кулибина интересен тем, что изобретатель самостоятельно разрешил конструктивные задачи и выдумал код, очень важный для военного дела того времени. В наши дни, когда техника слабых токов получила широкое развитие и с электрическим телеграфом все свыклись, трудно полностью оценить все значение для того времени изобретения оптического телеграфа. А на самом деле оптический телеграф — важный этап в развитии средств связи.

Более полувека он считался наиболее совершенным средством передачи известий на расстояние. Он был упразднен в Европе и Америке только к середине XIX века.

За границей оптический телеграф внедрен впервые во Франции братьями Шапп, работавшими во время буржуазной революции XVIII века. Клод Шапп был физиком-любителем. В 1791 году вместе с братьями он установил в Париже модель телеграфа. Какие-то озорники похитили его аппараты. Тогда братья Шапп сконструировали новую модель телеграфа, представлявшую собою раму с отверстиями прямоугольной формы. Сигналы получались от комбинаций закрытых и открытых отверстий. Испытание модели происходило в саду при огромном стечении народа. Эта модель тоже погибла. Учредительное, а затем Законодательное собрания, стоявшие в то время у власти, отнеслись к опытам братьев Шапп равнодушно. Но и это не охладило творческого пыла изобретателей. Они в третий раз сконструировали модель и устроили три телеграфных поста. В этой модели для передачи сигналов устроен был семафор с крыльями. Тогда же было впервые введено и слово «semaphore», что значит «носитель знаков».

Лишь якобинский Конвент оказал изобретателям должную поддержку. Известный революционер и ученый Ж. Ромм доказал Конвенту важность изобретения Шаппов. Сами члены Конвента побывали на постах и приняли депеши. После этого был построен телеграф от Парижа до Лилля. Клод Шапп получил от Конвента звание первого в мире телеграфного инженера.

При Директории и Наполеоне оптический телеграф продолжал развиваться.

Секретный шифр братьев Шапп состоял из 92 занумерованных страниц, на каждой было 92 слова, тоже занумерованных. Шифр содержал 8460 слов. Семафор на телеграфе сигнализировал сперва номер страницы, потом слова на ней. Вскоре система Шаппа была введена почти во всех культурных странах Европы.

Кулибин работал над оптическим телеграфом параллельно с братьями Шапп, зная, вероятно, лишь о самом принципе изобретения, но не о деталях его устройства. И, как всегда, он создал телеграф своеобразной конструкции[75].

Из бумаг Кулибина видно, что конструировать приборы он начал уже в 1794 году, то есть до выхода анонимной брошюры: «Точное и подробное описание телеграфа или новоизобретенной дальноизвещающей машины», в которой описывалось устройство телеграфа Шаппа. О телеграфе Шаппа Кулибин, видимо, узнал из газет и как человек, больше всех понимавший значение телеграфа для такой большой страны, как Россия, тотчас же приступил к разработке чертежей. Потом он ознакомился с телеграфом Шаппа, быстро разгадав секрет его конструкции. Принцип сигнализации Кулибин взял у Шаппа.

Для составления комбинаций телеграфных знаков он использовал, так же как и Шапп, конструкцию из трех крыльев: одного длинного и двух коротких. Приводная же конструкция для перемещения частей аппарата разработана совершенно самостоятельно, очень просто, остроумно и изящно.

Код был придуман Кулибиным также самостоятельно, причем в этом отношении он шел дальше Шаппа. Передачу слов он производил по частям, разбивая их на однозначные и двухзначные слоги. Способ Кулибина занимает место между «алфавитным» и «цифровым» способами, и нет сомнения, что, если бы проект телеграфа был принят, изобретатель еще усовершенствовал бы свой код. Да и сам телеграф на практике все улучшался бы. Но даже и в этом виде, в каком изготовлены были модели и составлен шифр, его систему можно было признать оригинальной и допустить к применению в России как свою, русскую систему. Но царское правительство загубило и это изобретение.

Код оптического телеграфа Кулибина.

Проектом кулибинского телеграфа даже никто не заинтересовался, его сдали в архив, как курьезную игрушку.

Телеграф поставил в России Шато, сотрудник предприятий Шаппа. Это случилось в 1835 году, через сорок лет после изобретения оптического телеграфа. Шато соединил Петербург с Гатчиной и Царским Селом. Потом столица России была соединена с Варшавой.

Оптический телеграф Шато, введенный в 1835 г.

Правительство заплатило Шато сто двадцать тысяч рублей за «секрет» телеграфа и назначило шесть тысяч в год пожизненной пенсии за его установку. Кулибин же, который изобрел свой телеграф, более совершенный, чем телеграф Шаппа, не добился и того, чтобы его изобретение было рассмотрено. В архивах не сохранилось также полного комплекта его чертежей.