Иван Петрович Кулибин и его водоход
Статьи в нашей новой серии подготовлены с помощью специалистов по интеллектуальной собственности Евгения Пена, предпринимателя (создал первый в России сервис цифрового депонирования ЕДРИД и Максима Дышлюка, юриста, создателя и руководителя "Национального центра интеллектуального капитала" (НЦИК), авторов бестселлера "Дело нашего ума".
Двести лет назад процесс госприемки в кораблестроении почти не отличался от сегодняшнего. 8 ноября 1782 года в Санкт-Петербурге собралась "Ея Величества Комиссия" из шести государственных лиц, в которую вошли, например, генерал-адмирал Иван Чернышев, вице-адмирал Петр Пущин – признанный знаток судостроения и даже сам генерал-прокурор князь Александр Вяземский.
В общем, все эти важные люди погрузились в ялик и пошли на нем вниз по течению Невы. Остальная публика с любопытством облепила набережную. А на серых волнах покачивалось невиданное судно. Его еще с утра вывели на середину фарватера и поставили напротив здания Кадетского корпуса. Поравнявшись с судном, ялик развернулся носом вверх по течению. Тогда специальная завозная лодка повезла вверх становой якорь новой плавучей конструкции. Засекли время: испытания начались.
Чудеса самостоятельно идущего вверх по реке корабля демонстрировал Иван Петрович Кулибин. К тому времени Ивана Петровича в столице хорошо знали. Был он чудаковат, мещанского происхождения, и, тем не менее, любим в свете и среди коллег в академии наук. Дело было не только в его легком характере, но и в огромном количестве изобретений и механизмов, поражавших тогдашнее общество. Еще на заре своей карьеры молодой Кулибин преподнес Екатерине II карманные часы собственного изготовления. В золоченом корпусе "яичной формы" помимо собственно часового механизма, помещались также механизм часового боя, музыкальный аппарат и сложный механизм крошечного театра-автомата с подвижными фигурками. Конечно, императрица отметила нижегородского «удивительного самоучку» и назначила его в 1769 году заведующим механической мастерской Петербургской академии наук. Здесь-то, по инициативе Кулибина, и стартовали серьезные изыскания в области судостроения и судоходства.
Иван Петрович вырос на Волге и с самого детства был хорошо знаком с проблемами речного промысла. С водой и рекой был неразрывно связан и путь в изобретатели: его инженерная карьера началась со строительства сложной системы обновления воды в рыбном пруде. Юный Ваня Кулибин, сын мелкого купца, самостоятельно придумал и собрал гидравлическое устройство для налива воды в пруд и перекачки лишней жидкости. Кстати, было ему тогда всего 13 лет!
Одна из проблем судоходства по рекам заключалась в необходимости транспортировки судна вверх по течению. Использовали для этого труд бурлаков: хотя и дешевый, но невероятно тяжелый и непроизводительный. Другой вариант "взводного" (то есть вверх по течению) судоходства был комбинированным: судно передвигалось от "подачи" к "подаче", забрасывая якорь и подтягиваясь с помощью каната. Тут опять-таки использовался ручной труд команды бурлаков, только на корабле. Оба этих способа были очень трудоемкими и долгими. Поэтому для большинства торговых задач судоходство вверх по течению не применяли. Иными словами, товар сплавляли вниз по течению, а обратно эти порожние баржи и лодки уже не возвращали: их было проще разобрать на бревна. Барки, плоты и другие одноразовые суда поглощали огромное количество леса. В итоге в крупных речных портах скапливалось невероятные объемы древесины. В 1780 году, например, в петербургский порт пришло столько барок, что при разборке получили 200 тысяч (!) кубометров дров. Порой власти, не найдя охотников на покупку «прорвы бревен», просто палили из них костры.
Вот на что Иван Петрович делал упор в обосновании своего изобретения, и вот почему с таким вниманием действовала комиссия. Организация быстрого и эффективного судоходства вверх по течению русских других рек сберегла бы невероятное количество леса и освободила бы еще большее количество народа от бессмысленного и изнурительного труда. В одном из журналов 19 века написали: «Нет в свете земли, которая имела бы столь пространное и важное внутреннее судоходство. На одной реке Волге употребляется ежегодно до 400 000 человек единственно для проводу барок. Из них погибает ежегодно до 7000 человек при самих судах, и еще многие тысячи возвращаются по домам с расстроенным от трудной, можно сказать, каторжной работы здоровьем».
А. К. Саврасов. Волга под Юрьевцем. 1871 | Источник: Wikimedia
Так в чем же состояла гениальность предложенного решения? Судно, названное Кулибиным "водоход", двигалось при помощи четырех огромных водяных колес. Сила воды толкала лопасти, а они, вращаясь, приводили в движение лебедку, которая и наматывала канат, соединенный со становым якорем.
Простота и эффективность заключалась в конструкции лопастей: обтянутые просмоленным холстом, рамки лопастей были подвешены на шарнирных петлях. При погружении в воду они прижимались к раме, воспринимая давление потока, а при выходе из воды свободно откидывались. КПД колеса как гидравлического двигателя, преобразующего энергию речного потока во вращение колес, значительно повышался.
По своей сути изобретенный и построенный Кулибиным корабль был первым в истории русской техники машинным судном. Два месяца под руководством Кулибина на реке Славянка строили колесный водоход. Прежде, чем приступить к постройке, Иван Петрович прошел всю Неву от устья до истока, чтобы измерить скорость течения (кстати сказать, измерял инструментами собственного изобретения, и вообще каждое его изобретение всегда обрастало массой новых, сопутствующих, новаций). Ведь от течения зависело, какого размера лопасти нужно изготовить.
И вот теперь высокая комиссия и досужие зеваки с изумлением наблюдали, как судно абсолютно самостоятельно движется против течения, не прибегая ни к труду бурлаков, ни к весельной, ни к тягловой силе.
В восхищенной толпе на набережной Невы распространялись радостные слухи: говорили, что сама императрица Екатерина подошла к окошку, чтобы взглянуть на триумф Кулибина, увидела успешный проход водохода – и даже махнула платочком. Комиссия осталась довольна результатом, а Кулибину выдали орден и выписали премию в 5000 рублей.
Впрочем, денег этих хватило лишь на то, чтобы покрыть расходы гениального механика, потому что строил он судно на собственные средства.
Итак, Кулибин раздал долги… А дальше дело застопорилось: хотя изобретение было признано остроумным, применения ему в делах Империи не нашлось. Купцам выгоднее было пользоваться почти дармовыми трудами бурлаков, а на флоте и в военном деле водоход не мог соперничать в скорости с обычными судами.
Несмотря на крах надежд, Кулибин не сдавался. Он испросил разрешения построить и испытать вторую модель самоходного судна с водяными колесами, приводимого в движение одним только "речным стремлением".
Для этого, взяв отставку и опять набрав денег в долг, отправился в родной Нижний Новгород. Поняв, что нужны какие-то обоснования для комиссии, заручился письмами нескольких крупных купцов, настаивавших на применении судна. Несколько лет он вел переписку с торговцами по всей России, накопив и обработав огромный материал по экономике речных перевозок.
Параллельно Кулибин работал над усовершенствованием своей "машины", стремясь облегчить вес деталей, разрабатывал новые способы изготовления валов для "отвода трения", сконструировал принципиально новые для того времени подшипники качения: "сноровлены так, что валы своими кольцами на них катались".
28 сентября 1804 года вновь собралась официальная комиссия: второй водоход Кулибина пошел против могучего течения Волги. Судно, нагруженное для проверки 6,5 тысячами пудов веса, за 16 часов прошло 13 верст: с момента первого запуска грузоподъемность и скорость существенно увеличились. А Кулибин, вдохновленный этим успехом, предлагал всем желающим постройку водохода бесплатно или на самых выгодных для купцов условиях: «дабы машинных судов польза могла быть ощутительна в любезном отечестве».
Увы: и вновь инновация столкнулась с глухой стеной равнодушия. Более того, среди волжских купцов стали циркулировать слухи о том, что, дескать, новые машины разгонят огромное количество работников из речных портов – а следовательно, «когда произведутся машинные суда, тогда, по уменьшении половины работного народу, товаров из лавок некому будет покупать».
В общем, все как всегда: работы Кулибина опередили свое время лет на тридцать (столько оставалось до появления на Волге первого гребного парохода), и общество, несмотря на назревшую экономическую ситуацию, было к ним не готово. Вот что ответили Ивану Петровичу на многочисленные письма в Академию наук: «(поскольку) приуготовление (такой машины) немалых требует издержек, то лучше всего употреблять к тому людей».
Но Кулибин не сдавался и начал работу над третьей моделью водохода. На сей раз к корпусу добавили парус, чтобы в движении также использовалась сила ветра. Парус был оригинальной – складной – конструкции. И опять изобретение не приняли к реализации, мотивировав сложностью исполнения.
Несмотря на все невзгоды, изобретение Ивана Петровича Кулибина прошло испытание временем. Позже многие из разработок, включая новые виды зубчатых соединений, управления парусом, и, конечно же, сама идея колесного парохода, были применены на практике. Название же машинного судна – "Водоход" – не забылось и в наши дни даже увековечено в качестве торговой марки российской судоходной круизной компании.
Ну, а началом этих перемен остается бессмертная строка номер 5 в Реестре кулибинских изобретений:
«Изобретены для водоходства машинные суда для пользы государства. Против первого опыта доведены до наивозможнейшей исправности».
История изобретений в России и в мире это, конечно же, история не только успехов и удач, но и трудностей, с которыми сталкиваются новаторы. Даже сегодня таких трудностей немало, от противодействия общества или коллег, до элементарного незнания новшеств в законодательстве или сложностей с оформлением своих идей.
В последнее время запрос на изучение патентного законодательства становится все острее, ведь от изобретений зависит так много: стартапы, технологический суверенитет, инвестиции и вес предприятия в отрасли.
Для того, чтобы детально разобраться с законами в области патентования и понять основы права интеллектуальной собственности, Максим Дышлюк записал компактный и глубокий обучающий курс.
Интересные статьи, посвященные нюансам авторского и патентного права, также публикуют в обзорах Всемирной организации интеллектуальной собственности (ВОИС или WIPO).
И, конечно, самые полезные новости из области интеллектуального права можно получать на специальном портале, позволяющем вести планомерный учет ваших объектов интеллектуальной собственности.
Фото: И. П. Кулибин, портрет работы П. П. Веденецкого (Эрмитаж) | Источник: Wikimedia
Текст: Евгений Пен, Максим Дышлюк