Николай Кочин - Кулибин

IX

САМОКАТКА

1791 году Кулибин изобрел самокатку. Она не дошла до нас — не захотел этого сам автор. И это, как увидим, имеет свое объяснение.

Самокатка не велосипед, это экипаж, но для индивидуального пользования. В движение она приводится мускульной силой человека. Идея создания такого экипажа зародилась очень давно. Историки техники первообразом самокатки считают бесхитростную каталку римских детей. Это горизонтальная узенькая дощечка на двух маленьких колесиках. К ней приделана вертикальная палка, которая служит и опорой руке и рулем. На таких тележках ездили римские дети, одной ногой на доске и отталкиваясь от земли другой. К счастью для детей, тележки эти две тысячи лет не претерпели никаких изменений, и сейчас на них с грохотом носятся ребятишки по тротуарам. Тут-то принцип использования мускульной силы для самодвижения применен был впервые. Потом уже додумались до самокаток; после них и до велосипеда. 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.

«Кулибинский фонарь» с зеркальным отражателем.

Трехколесная самокатка Кулибина. Реконструкция Ростовцева.

Г. Р. Державин. С портрета работы Тончи.

Самокатки или тележки, движущей силой которых были мускулы человека, придумывались еще в эпоху Возрождения. И даже, пожалуй, раньше. Рожер Бэкон[58] в 1257 году высказывал мнение о возможности устройства такой тележки. В XVI веке известны были механические повозки, служившие военным целям. Это, если хотите, предки современных бронемашин и танков. До нашего времени сохранились даже имена знаменитых мастеров по изготовлению таких повозок. В Англии еще в XVII веке запатентованы «автоматические экипажи», хотя конструкция их нам неизвестна. Исаак Ньютон в молодости изобрел какую-то самокатку, но она могла двигаться только дома и притом на очень гладком полу. В те времена некоторые «изобретатели» производили целые сенсации своими выдумками. Так, один немец продал шведскому принцу удивительную повозку, которая двигалась сама без применения какой бы то ни было силы, якобы за счет скрытого внутри повозки механизма. Но «механизмом» оказались запрятанные в коляску люди.

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, который еще в 1752 году построил самодвижущуюся повозку, названную им «самобеглой коляской». История покрыла мраком неизвестности судьбу этого удивительного изобретателя из народа, и никто не знает, куда девался и сам изобретатель и его «самобеглая коляска».

Приступая к своему изобретению, Кулибин думал, что осуществляет оригинальную и свежую идею.

Надо помнить, что Кулибин был и конструктором-изобретателем, и строителем и, следовательно, заносил на бумагу только то, что не надеялся удержать в памяти. Поэтому чтение его чертежей, относящихся к самокатке, очень затруднено. При этом текст, написанный карандашом, или стерся, или стал неразборчивым. На чертежах делались и посторонние записи.

Установлено, что Кулибин проектировал одновременно и четырехколесную и трехколесную самокатку. 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 маховым колесом на ней. 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 сжиматься. 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». Устройство тормозов представляет для специалистов большой интерес по новизне идей и своеобразию ее выполнения. И тут сказался типичный для той поры в основу торможения положенный принцип натяжения часовых пружин.

Как мы уже отмечали, для механиков XVIII века весьма характерно устройство приборов, основанных на действии часовых пружин. И Кулибиным в основе торможения был положен этот типичный для той поры принцип. Рулевое управление плохо представлено чертежами, и о нем приходится только догадываться. Уменьшение трения достигалось применением системы, аналогичной современным цилиндрическим подшипникам. Таково 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 3 метров, скорость передвижения — около 30 километров в час. Для самокатки такая скорость была бы поистине огромна, так что наши ученые даже высказывают серьезные сомнения в правильности кулибинской формулы. Советский специалист А. И. Ростовцев совместно с художником сделали аксонометрическую реконструкцию[59] самокатки. Судя по рисунку, это очень красивое и затейливое изобретение. Некоторые детали его очень любопытны и оригинальны. В самом деле, ни в одном из дошедших до нас от XVIII века описании самокаток нет и намеков на такие детали, как маховое колесо, облегчавшее работу стоящего на запятках человека и устранявшее неравномерность хода, как коробка скоростей, позволяющая по желанию менять скорость хода и служащая в то же время частью тормоза; как дисковые подшипники. Интересно отметить, что по типу наиболее близкой кулибинской повозке была «самобеглая коляска» Шамшуренкова.