История инженерной деятельности
Шрифт:
Современные инженеры, архитекторы приходят в изумление от точности практического расчета древних строителей церкви Вознесения в селе Коломенском под Москвой, достигающей в высоту 58 метров.
Как выдающийся памятник инженерной мысли у стен Кремля в Москве стоит храм Василия Блаженного, сооруженный великим псковским зодчим Бармой вместе с русским мастером И.Постником. Это поистине произведение искусства, архитектуры и инженерной мысли. Объединив в едином храме девять отдельных церквей, они создали изумительную архитектурную гармонию, воедино сочетали конструктивные и художественные формы, удивительно правильно подобрали отдельные элементы, допуская только необходимую толщину стен и перекрытий, вводя возможно меньшее количество материалов и вместе с тем обеспечив должную монументальность своему творению.
Документы сохранили имена многих крупных организаторов уникальных строительных работ, которым придавали исключительное внимание выдающиеся государственные деятели древней Руси и более позднего времени – княгини Ольги, Владимира Святославовича, Ярослава Мудрого. Золотые ворота в Киеве, окруженные валами в 14 метров, заложенные Ярославом, Софийский собор в Киеве, построенный в 1037–1054 гг. греческими и русскими мастерами, София Новгородская, построенная сыном Ярослава Мудрого, собор Спаса в Чернигове, строительства второй половины ХІІІ века в Луцке, Хотине, Кременце и других городах Галицко-Волынской земли, где активно шло сооружение каменных замков, праздничных храмов – церкви Успения и Ивана Предтечи в Холме, Николая – во Львове, храма Иоана Богослова в Луцке и др. – далеко не полный перечень строений, требующих не только опыта, но и глубоких знаний, таланта зодчего и математика.
Не вызывает никаких сомнений, что у таких строителей был не только опыт, но и глубокий и трезвый расчет и какое-то своеобразное, основательное знание основных принципов механики, позволившее им отлично разрешить задачи строительной механики, решение которых сделало бы честь и современному инженеру-строителю, вооруженному, в отличие от древних строителей, обширным справочным, печатным арсеналом, различными ЭВМ и другой техникой.
Своеобразные знания относящиеся к области механики, возможно никогда и не писанные и вряд ли имеющие по форме что-либо общее с нашими привычными расчетами и дифференциальными уравнениями и их интегрированием, проявились и во многих других творческих делах древней Руси.
Более трехсот лет тому назад русские пищальные художники, или «хитрецы очистного боя», – оружейники решали сложнейшие задачи в области практической механики. Кстати, эти задачи порой оказывались посильными для Западной Европы только в XVIII – ХІХ столетиях.
Старинные записи говорят, что пушки и порох на Руси были известны многие сотни лет назад. Так, Ипатьевская летопись, относящаяся к 1261–1291 годам, свидетельствует, что на Руси уже тогда были огнестрельные орудия: «самострелы», «тюфяки», «пускачи», и «пушки». О том, что в последние годы княжения Димитрия Донского войска были вооружены пушками, повествует также Голицынская летопись.
Свыше ста лет назад на Дону было найдено старинное орудие. Ученые относят его к XIV–XV вв. Ствол пушки – кованный, скрепленный для прочности железными кольцами. Лафетом служила массивная дубовая колода. Но что самое интересное – заряжалась эта пушка не с дула, а, подобно современным орудиям, с казенной части. Здесь было расположено специальное оригинальное устройство, запиравшее канал ствола во время выстрела. Ныне эта русская пушка, одна из немногих, сохранившихся от тех далеких времен, находится в артиллерийском музее.
В XV в. на территории российского государства производилась и отливка орудий. Это производство наладили русские колокольные мастера – первоклассные литейщики, прекрасно освоившие технологию производства.
Знаменитый Пушечный двор в Москве, созданный в 1478 году, где сосредотачивалось производство пушек, был одним из крупнейших арсеналов. Литейщики Пушечного двора не только создавали первоклассные по тем временам орудия, но и славились как замечательные художники литья. Дошедшие до наших дней орудия и их выделки украшены прекрасными барельефами, изображающими различные фигуры и целые сцены.
Эти литые пушки, подобно нынешним кораблям, имели каждая свое название. Пушки «Волк», «Гамаюн», «Единорог», «Лев» были названы в честь изображений, отлитых на их телах. «Богдан» и «Тимофей» несли на себе имена создателей – мастеров-оружейников. Одними из первых литейщиков пушек, имена которых дошли до нас, запечатленные на бронзе орудий, были два Якова. За ними в истории нашей артиллерии оставили след «Яковлевы ученики Ваня и Васюк», а затем два знаменитых пушечных мастера – Семен Дубинин и Андрей Чохов. А.Чоховым в 1585 году была отлита известная Царь-пушка, находящаяся ныне в Кремле. Поразительные ее размеры: диаметр канала ствола 89 сантиметров, длина ствола свыше 5 метров. Предназначалась эта пушка для стрельбы «дробом» – мелкими камнями. На стволе гигантской пушки отлита надпись: «Делал пушку литец Ондрий Чохов. Весу в ней 2400 пудов». «Царь-пушка» – памятник высокой конструкторской и технологической культуры старинных русских техников.
Об умении рассчитывать, соблюдая основные требования механики, свидетельствуют скорострельные пушки, называемые «органными орудиями», создаваемые русскими умельцами, в том числе стоствольное орудие, которое делал Андрей Чохов. «Орган» изготовленный механиком А.Нартовым, состоял из 44 бронзовых мортирок , укрепленных на вращающемся барабане лафета. Эти и другие примеры свидетельствуют, что на Руси инженерная мысль имеет глубокие корни и являлась достаточно развитой.
Свидетельством этого является и умение подбирать компоненты и лить отменные колокола, в том числе гигантские, строить многочисленные уникальные мельницы. Последних было много на Руси. Строительство мельниц было столь обычным явлением, что описанием их устройств занимались мало. Их строили и строили множество. Упоминание о водяных мельницах можно встретить в документах еще ХІІІ века. Умение строить мельницы было перенесено русскими поселенцами за Урал и на Восток, в Сибирь.
Русская инженерная мысль разорвала узкий круг применения водяного двигателя, ограниченного переработкой сельскохозяйственных продуктов: мукомольные мельницы, крупорушки, сукновальни. Документы показывают, что в XVI веке, в районе Вычегды на речке Лахоме действовала железоплавильня с плотиной и водяным колесом, приводившим в движение молот для ковки железа – «самоков», в 60-тых годах XVI в. под Москвой водяное колесо начало приводить в действие установку для производства бумаги – бумажную мельницу. Условия для строительства плотин, мельниц были такими не одинаковыми, что переносить откуда-либо технику плотиностроения в своеобразные физико-географические условия Русского государства было нецелесообразно. Строителям первых вододействующих промышленных предприятий пришлось опираться на опыт русских «водяных» людей (так назывались строители водяных мельниц, плотин), выработавших свою своеобразную технику и технологию сооружения уникальных земляных плотин.
Особенно интенсивно идет этот процесс в Петровские времена. Сотни русских, в том числе, горнозаводских водных колес и плотин стояли столетия и действовали еще в первой половине ХХ в. в Екатеринбурге, Нижнем Тагиле, Первоуральське, Ревде, Горной Колывани, Змеиногорске, Туле, Сестрорецке и в иных местах.
Проявили недюжинные инженерные таланты такие строители как Михаил Иванович Сердюков, который сделал то, что оказалось не по плечу амстердамским инженерам, создавших Вышневолоцкую систему шлюзов для соединения Волги с бассейном Балтики (1722 г.), Михаил Михайлович Самарин показал себя гениальным инженером-строителем при сооружении кронштадских доков и каналов, Григорий Скорняков – Писарев при работах на Ладожском канале.
Русский народ вынес на своих плечах огромный труд, сооружая плотины, которые требовали строгих инженерных расчетов, постройки для многочисленных предприятий, появляющихся в результате усилий Петра І по преображению России. Основным заводским двигателем было водяное колесо, для действия которого необходимо было сооружать заводскую плотину, требовавшую огромных затрат труда, уникальных расчетов, чем все собственно заводские сооружения.
Документы также повествуют о том, что на Руси издревле умели создавать «колокола дивны слышанием». Чтобы создавать колокола, необходимо обладать знаниями и навыками, соблюдать пропорции в сплавах, знать температурные режимы, технологию изготовления колоколов с определенными заданными свойствами. Кроме отливки колокола, решались сложнейшие механические задачи: поднятия на большую высоту отливки из цветного металла, крепление и т.д.