Прожекторы широко используются при создании систем наружного освещения. История этого осветительного прибора тесно связана с именем русского изобретателя Ивана Петровича Кулибина.
19 февраля (2 марта по народному новому стилю) 1779 года в газете «Санкт-Петербургские ведомости» было напечатано извещение о новом «интеллекте» механика Ивана Петровича Кулибина, которое обсуждалось и рассматривалось на общем собрании петербургского Петербургская академия наук. Он изобрел «искусство делать особую вогнутую линию зеркала, состоящего из множества частиц, когда перед ним стоит только одна свеча, чтобы произвести чудесный эффект, умножающий свет в пятьсот раз».
Далее сообщалось, что это «зеркало очень способно изображать различные огненные фигуры, если их вырезать на какой-либо плоскости и поместить зеркало за эту плоскость. Лучи.. дадут очень яркое освещение».
Иван Кулибин прославился своими многочисленными изобретениями, сделанными во второй половине 18 века. На родине в Нижегородской губернии Кулибина называли русским Архимедом.
Слава о талантливом изобретателе достигла Петербурга. В 1769 году он был представлен Екатерине II и подарил императрице карманные часы, над которыми работал несколько лет. Мастерство Ивана Кулибина получило достойную оценку. Его назначили начальником механической мастерской Петербургской Академии наук с окладом 300 рублей в год с «квартирой». В перестроенном виде сохранился трехэтажный дом на Васильевском острове, где «нижегородский горожанин» Кулибин получил не только квартиру, но и мастерскую для собственных изобретений. Его современный адрес — набережная лейтенанта Шмидта, дом № 1/2. В документах второй половины XVIII века дом назывался Волковым по имени одного из бывших владельцев земли.
Императорская академия наук
Дом принадлежал Академии наук. Здесь жили ученые и академический персонал. Имелись также типография и мастерские – столярная, «словесная», инструментальная и «барометрическая».
Современники свидетельствуют, что академические мастерские, которые были отданы талантливому изобретателю, он привел в образцовое состояние. Они производили навигационные, астрономические и оптические приборы, электростатические машины. Он проработал в мастерских Академии наук более тридцати лет. Вернувшись в Нижний Новгород в 1801 году, изобретатель продолжил свое дело.
Всего известно 37 изобретений талантливого конструктора. Среди его изобретений — уникальное для того времени прожекторное (реверберационное) осветительное устройство, которое с помощью зеркальной системы концентрировало и многократно увеличивало световой поток лампы. В то время она была еще толстой.
Оригинальный фонарь Кулибина, изготовленный в петербургской мастерской изобретателя, хранится в Нижнем Новгороде в Музее речного флота Волжского государственного университета водного транспорта (ВГУВТ). На сайте вуза есть страница о музее, которая содержит виртуальный тур по залам и фотографии, в том числе изображение фонаря Кулибина.
История сохранила сведения о том, как Кулибин представил это изобретение петербургской публике, в то время не избалованной разнообразием светильников наружного освещения. Иван Петрович Кулибин установил фонарь с рефлектором из множества мелких зеркал в окне своей квартиры, окна которой в верхнем этаже здания выходили на Неву. На противоположном берегу находилась передняя Английская набережная. Трудно передать удивление собравшихся там зрителей, так как прожектор в одно мгновение залил набережную светом. Слава о чудодейственном фонаре быстро разнеслась по Петербургу. Еще Екатерина II изъявила желание увидеть новое творение изобретателя, свет которого можно было увидеть в виде маленькой звезды на расстоянии 30 верст.
Кулибинский фонарь. Музей речного флота Волжской государственной академии инженеров водного транспорта
«Кулибинский фонарь» стал первым прожектором, получившим практическое применение. Современник Кулибина, поэт Г. Р. Державин посвятил этому изобретению поэтические строки:
«Видишь ли, у полюсов ночью, как иногда
Я яркая полоса
В вагонах, на улицах и в лодках по реке
Я сияю на расстоянии
Я освещаю собой весь дворец,
Как полная луна».
Сведения о зрительном восприятии этого светооптического прибора были известны и из записок Державина: он красиво светил на большие расстояния, но чем ближе человек подходил к фонарю, тем слабее становился свет. Изобретение Кулибина быстро стало одной из достопримечательностей Петербурга. Некоторое время в мастерской изобретателя не было отбоя от желающих иметь модную оптическую диковинку. Заказы приходили даже из других городов. Фонари в зависимости от размера стоят от шестидесяти до ста пятидесяти рублей за штуку. Мастерская изготовляла фонари из белого листового железа и жести с деревянными «наличниками». Переднее стекло может быть сплошным или составным. Внутри кулибинского фонаря находилась масляная лампа в виде медной пластины со световыми кольцами, к которой крепились один или несколько фитилей и емкости для жидкости. Необходимый воздух, чтобы лампа горела внутри фонаря, поступал через отверстия по бокам и внизу. Возвышающаяся над корпусом фонаря конструкция предназначалась для отвода продуктов горения.
Несмотря на то, что фонарь имел довольно простое устройство, требования для его успешной работы влекли за собой обязательное выполнение ряда действий. Поэтому Иван Петрович Кулибин составил «Описание употребления фонарей с зеркалами, сделанных в Петербурге Императорской Академией наук изобретенным им механиком Кулибиным». Этот небольшой тираж в несколько страниц был отпечатан в типографии Академии наук, располагавшейся в уже упомянутом Волчьем доме, и адресован счастливым обладателям модных фонариков.
Точные чертежи этой светооптической новинки, добавленные автором в текст, открыли возможность ее самостоятельного изготовления. Так и произошло на самом деле. Подобные фонари разных размеров позже производились небольшими ремесленными мастерскими.
Ценность и уникальность упомянутого издания состоит в том, что в нем содержится подробная информация о практике ежедневного ухода за имевшимися в то время уличными светильниками с масляными лампами, от установки до очистки закопченных стекол. Так, например, фитили вырезались из «мотка бумажной лампы». Обрезать их надо было с умением: если концы оставить длинными, то огонь лопнет, а короткие очень трудно поджечь. Летом масляные лампы заправляли «древесным маслом» (так называли некачественное привозное оливковое масло), а в холодную погоду в лампу заливали только «самое чистое растительное масло». Также следовала инструкции по чистке фонаря и другим рекомендациям. Все эти детали также являются уникальным источником истории устройства. До сих пор только старейшая публичная и ряд музейных библиотек сохранили несколько экземпляров этого уникального издания.
Изобретатель Иван Петрович Кулибин (1735-1818)
Среди задач академического механика было также подразделение Верховного суда фейерверков. Кулибин написал о них специальный трактат. Чтобы выполнить волю императрицы Екатерины II, Кулибин изобрел способ создать в дворцовых залах оптическое освещение без пороха. Благодаря богатому воображению автора они представляли собой еще и яркое и впечатляющее зрелище. Для создания световых эффектов изобретатель использовал изобретенный им фонарь — прожектор. С помощью «колесных и фонтанных машин», а также приспособлений для изготовления разноцветных огней, «ракет» в виде павлиньих хвостов и вращающихся колес талантливый механик создал световые ракеты в виде ушек, змей, сверкающих капель, приводимых в движение зеркальное отображение фигур.
Фонарь с зеркальным отражателем был предшественником прожектора. Кулибин создал несколько проектов своих фонарей различного назначения (уличное освещение, освещение дворцов, оптические фейерверки, фонари для маяков, карет и т д.), в основе которых лежал простой принцип зеркального отражения света. Изобретатель также сконструировал различные устройства и машины, необходимые для их производства. Он не только подробно разработал технологический процесс производства своих фонарей, но и рекомендации по дальнейшей успешной эксплуатации.
Личный фонд Ивана Петровича Кулибина, в котором собраны рукописные материалы и рисунки изобретателя, хранится в Санкт-Петербургском филиале архива Российской академии наук. Кроме того, в фонде Канцелярии Академии наук представлена большая группа его рукописей, депонированных в результате более чем тридцатилетней деятельности изобретателя в Санкт-Петербурге. Эти и другие материалы, отражающие всю сложную и многогранную деятельность Ивана Петровича Кулибина, полны новых открытий для исследователей.