Незабаром слава про юного диво-механіці рознеслася по всьому Нижнього Новгороду. А якщо врахувати, що нижегородські купці роз'їжджалися по всій Росії, а іноді заглядали і в Європу і Азію, дуже скоро про талановитого самородка почули і в інших містах і селах. Єдине, чого не вистачало Вані, - так це тямущих підручників.
Вишкіл у дяка - його єдина освіта. Батько сподівався зробити зі свого сина торговця борошном, але допитливий юнак прагнув до занять механікою, де його виняткові здібності проявилися дуже рано і різноманітно. В саду батьківського дому був старий ставок з затхлій водою. Юний Кулібін придумав гідравлічний пристрій, за допомогою якого вода з сусідньої гори збиралася в басейні, звідти надходила в ставок, а зайва вода зі ставка виводилася назовні. Таким чином ставок став проточним, в якому могла водитися риба. Ця розробка остаточно примирила батька винахідника з вибором сина.
В нагороду Кулібіна - за виріб, а Костроміну - за сприяння дано було по 1000 рублів кожному, вироби передані для зберігання в Кунсткамеру. Кулібін був призначений механіком при Академії наук, з платнею 300 рублів на рік, при казенної квартирі, а Костроміну завітала срібна гуртка - «за благородну і великодушне соціальна виплата даруванням Кулібіна».
Створюючи складний механізм першого зі своїх творінь, І.П. Кулібін почав працювати саме в тій області, якою займалися кращі техніки і вчені того часу, аж до великого Ломоносова, що приділив чимало уваги роботі зі створення точних годинників. Робота Кулібіна над годинником мала велике значення.
Він повинен був: «мати головне смотрение над інструментальним, слюсарні, токарні та над тою Полат, де робляться оптичні інструменти, термометри та барометри». Його зобов'язали також: «чистити і направляли астрономічні та інші при Академії знаходяться годинник, телескопи, підзорні труби та інші, особливо фізичні інструменти від Комісії (т. Е. Від керівного органу Академії), до нього надсилаються». «Кондиція» містила також особливий пункт про неодмінне навчанні І.П. Кулібіни працівників академічних майстерень: «Робити нескритное показання академічним художникам у всьому тому, в чому він сам вправний». Передбачена була також підготовка визначених до Кулібіна для навчання хлопчиків по сто рублів за кожного з учнів, які «самі без допомоги і свідчення майстра в стані будуть зробити який-небудь великий інструмент, так, наприклад, телескоп або більшу астрономічну трубу від 15 до 20 футів , посередньої доброти ». За керівництво майстернями і роботу в них поклали 350 рублів на рік, надавши І.П. Кулібіна право займатися в другу половину дня його особистими винаходами. Так Іван Петрович Кулібін став «Санкт-Петербурзької Академії механіком».
Він став безпосереднім продовжувачем чудових праць Ломоносова, який багато зробив для розвитку академічних майстерень і приділяє їм особливу увагу аж до своєї кончини в 1765 р
1770 в протоколах академічної конференції записали: «. в міркуванні багатьох великих труднощів, бувають при укладення таких телескопів, заблагорассуждено художника Кулібіна заохотити, щоб він і надалі робив такі інструменти, тому що не можна в тому сумніватися, що він незабаром доведе оні до того досконалості, до якого вони наведені в Англії » .
Кулібін особисто змайстрував і керував виготовленням дуже великої кількості інструментів для наукових спостережень і дослідів. Через його руки пройшло безліч приладів: інструменти гідродинамічні, «інструменти, службовці до здійснення механічних дослідів», інструменти оптичні та акустичні, готовальні, астролябії, телескопи, підзорні труби, мікроскопи, «електричні банки», сонячні та інші годинники, ватерпаси, точні ваги і багато інших. Інструментальна, токарна, слюсарна, барометренная палати, які працювали під керівництвом Кулібіна, постачали вчених і всю Росію найрізноманітнішими приладами. «Зроблено Кулібіни» - цю марку можна поставити на значному числі наукових приладів, які перебували в той час в обігу в Росії.
Складені ним численні інструкції учили тому, як поводитися з найскладнішими приладами, як домогтися від них найбільш точних показань. «Опис, як містити в порядній силі електричну машину», написане Іваном Кулібіни, - тільки один із прикладів того, як навчав він постановці наукових дослідів. «Опис» було складено для академіків, які виробляють експериментальні роботи з вивчення електричних явищ. Складено «Опис» просто, ясно і строго науково. Кулібін вказав тут все основні правила поводження з приладом, способи усунення несправностей, прийоми, що забезпечують найбільш ефективну дію приладу. Крім інструкцій Кулібін становив також наукові описи приладів, як, наприклад: «Опис астрономічної перспективи в 6 дюймів, яка в тридцять разів збільшує, і, отже, Юпітеровим супутників ясно показувати буде».
Під час виконання різноманітних робіт Кулібін постійно дбав про виховання своїх учнів і помічників, серед яких слід назвати його нижегородського помічника Шерстневского, оптиків Бєляєва, слюсаря Єгорова, найближчого соратника Косарєва.
І.П. Кулібін створив при академії зразкове на той час виробництво фізичних та інших наукових інструментів. Скромний нижегородський механік став на одне з перших місць в справі розвитку російської техніки приладобудування.
У перші роки свого перебування в Санкт-Петербурзі Іван Петрович займався справжньою творчістю, тим більше що під його керівництвом працювали такі ж, як він, блискучі майстри: інструментальник Петро Косарєв, оптики - сім'я Бєляєва. Як з рогу достатку посипалися винаходи: нові прилади і «всякі машини, які ... корисні в цивільної та військової архітектури і в іншому». Ось тільки далеко не повний перелік того, чого дивувалися сучасники: точні ваги, морські компаси, складні ахроматичні телескопи, замінили прості григоріанський, і навіть ахроматичний мікроскоп. Іноземці були просто в шоці, коли бачили ці прилади. У ті часи в освіченій Європі не мали інструментів і пристосувань, наприклад, для розточування і обробки внутрішньої поверхні циліндрів.
При цьому займатися серйозними, по-справжньому значущими для розвитку науки і техніки справами Івану Петровичу доводилося, раз у раз відволікаючись на виконання замовлень від імператриці і численних придворних. Для Катерини II Кулібін винайшов спеціальний ліфт, який піднімав важку царицю, для Потьомкіна - любителя гучних і барвистих феєрверків - такі чудеса піротехніки, що ними могли б пишатися і родоначальники цього виду забави - китайці.
У 1775 р Кулібін зі своїм сімейством був виключений з подушного окладу. Граф В.Г. Орлов радив Кулібіна відмовитися від російського сукні і збрити бороду, щоб, увійшовши в загальний лад служивих людей, отримувати загальні відмінності - чини, ордени і т. Д. - але Кулібін не погодився на це. Імператриця, дізнавшись про це і схвалюючи повагу Кулібіна до звичаїв батьківщини, подарувала йому в 1778 році особливу золоту медаль для носіння на шиї на Андріївській стрічці; така медаль давала право входу до палацу на урочистості разом з штаб-офіцерами, і до тих пір була скаржилися тільки одному полковнику, який прибув послом від запорізьких козаків.
Не все так гладко було у взаєминах Івана Петровича з царедворцями. Той же Потьомкін довгі роки спав і бачив, що стягне з Кулібіна каптан, змусить поголити бороду і буде показувати в Європі, гріючись в променях його слави. Але найшла коса на камінь - талановитий механік навідріз відмовився, як сказали б зараз, міняти імідж. Потьомкін у відповідь почав вставляти палки в колеса норовливого на кожному кроці, примушуючи оцінювати працю Кулібіна в сущі копійки ...
Ще гірше довелося майстру, коли після смерті Катерини на престол вступив Павло I. Новий імператор намагався витравити з пам'яті сучасників все те, що було пов'язано з ім'ям його матері. І одним з перших це відчув на собі Кулібін. Він не став чіплятися за Академію наук, в якій пропрацював без усякої перерви 32 роки, а зібрав речі і повернувся на батьківщину, в Нижній Новгород.
Це був уже немолодий, але зберіг ясність розуму, точний очей і тверду руку механік. Він як і раніше щось винаходив, правда, масштаб втілень його нових проектів в життя ставав істотно менше. Кулібін від щедрот своїх дарував винаходи людям, а спритні іноземці потім влаштують справжнє полювання за кресленнями майстра і привласнять собі найгучніші його винаходу.
Хочете приклади? Будь ласка! Оптичний телеграф, винайдений Кулібіни, буде через 35 років після описуваного події закуплений царським урядом у французів. Триколісний екіпаж-самокатка Кулібіна з маховим колесом, гальмом, коробкою швидкостей через сто років ляже в основу ходової частини автомобіля Карла Бенца. Створена ним «механічна нога» для офіцера, який втратив кінцівку при Очаківському штурмі, ляже в основу нинішніх протезів. Те ж саме відноситься до винайденому їм методу мотузкового багатокутника, без яких не було б таких ажурних і дуже міцних сучасних мостів. І навіть більше - в основу будівництва знаменитого пекінського стадіону «Пташине гніздо», на якому сьогодні змагаються олімпійці, покладені ідеї, висунуті в XIX столітті Кулібіни.
У тому ж році увагу Кулібіна привернули питання створення функціонально-косметичних протезів нижньої кінцівки (гомілки і стегна). Свою першу роботу по виготовленню «механічної ноги» винахідник почав в 1791 р Їм був виготовлений металевий протез для артилерійського офіцера Непейцина, що втратив ногу під час штурму Очакова. Пізніше Кулібін писав про цей досвід так: «... хоча она нога була зроблена і не з такими перевагами, як тут надається, але і на ній, обувшісь він в чоботи, на найперший випадок з тростиною пішов, сідав і вставав, не торкаючись до неї руками і без будь-якої сторонньої допомоги ». Досвід був тим більш підбадьорливим, що ампутація ноги у Непейцина була складною - вище коліна. Пізніше Кулібін (за непідтвердженими документально даними) виготовив металевий протез одному з братів Зубових - Валеріану, який втратив ногу в 1794 р У Зубова нога була ампутована нижче коліна. Отже, можна припустити, що Кулібін сконструював протези для двох випадків ампутації - гомілки і стегна.
Своїми роботами Кулібін дозволив ряд питань, пов'язаних з конструкцією протезів. Йому вдалося створити практично придатний металевий протез, який давав можливість виробляти згинання в колінному шарнірі. Він поставив і здійснив в своїх протезах принцип опорности і неопорної кукси.
При конструюванні протезів Кулібін висунув і дозволив ряд інших питань, які не втратили своєї актуальності і в даний час, а саме: про міцність і легкості протезів, про косметичний протеза, про зручність в шкарпетці і хорошою пригоні, про безшумність при ходьбі на протезі. Він також вказав принципи зняття мірок при виготовленні протезів. Винахідник намагався також за допомогою плоских пружин здійснити буферність в гомілковостопному шарнірі при ходьбі. Кулібін хотів зробити свій протез металевим, так як заміна дерев'яної бічній шини металевої дозволяла краще фіксувати протез. Металева шина була більш зручною для інваліда, ніж дерев'яна. Як досвідчений механік, Кулібін знайшов найбільш вигідне механічне рішення для згинання гомілки в колінному шарнірі. Це рішення задовільно дозволяло питання про витрату м'язової енергії інваліда при ходьбі. Протез, запропонований Кулібіни для заміни ноги, ампутованою вище коліна, складався з ступні, гомілки, стегна і пристосування для зміцнення з поясами. При цьому весь механізм руху був паралелограм, що дозволяв відтворювати руху стегна і гомілки, близькі до натуральних.
Один з біографів Кулібіна, І.С. Ремезов, відзначав, що якийсь іноземний винахідник вивіз один з протезів Кулібіна за кордон, налагодив там їх виробництво, прославився і збагатився. Побічно це підтверджується копією замітки з «С.-Петербурзьких відомостей» про розгляд Наполеоном протезів, запропонованих винахідником Мельцеля; замітка ця зберігається серед паперів Кулібіна.
У 1779 р «Санкт-Петербургские ведомости» писали про кулібінська ліхтарі-прожектори, що створює за допомогою особливої системи дзеркал, незважаючи на слабке джерело світла (свічка), дуже
Ти бачиш, на стовпах нічну
Я світлою смугою