Дмитрий Гутнов - Андрей Чохов
Здание Гранатного двора на Большой Никитской улице.
Наконец, именно Пушкарский приказ ведал вопросами подбора и приема на работу мастеров, учеников, утверждением смет на изготовление новых орудий, закупкой необходимых для этого материалов, расчетом с мастерами и учениками, выдачей разного рода «дач» и «царских подарков» сотрудникам своей отрасли.
Процесс производства пушек и колоколов на Пушечном дворе начинался с получения царского указа – отлить такое-то количество изделий такого-то веса и размера. Причем часто в указе содержалось требование изготовить орудие того или иного «чертежа» или «образца». Дело в том, что оправдавшие себя конструкции тех или иных изделий Пушечного двора тщательно фиксировались и вносились в специальный реестр – «Роспись пищальных образцов старого и нового завода» и ряд других аналогичных документов, позволявших копировать уже изготовленные артиллерийские образцы. Затем мастер, которому было поручено выполнение заказа, должен был подготовить детальную смету («сказку») требуемых для изготовления материалов, деталей, механизмов. Изучение этих «сказок», между прочим, показывает, что мастера при их составлении часто пользовались некими справочными материалами, руководствами по литейному делу, которые, по-видимому, имелись в Пушкарском дворе. Это рождает у историков догадку, что в данной мануфактуре имелась своя, не дошедшая до нас подсобная техническая библиотека. Под это «техническое задание» начинали готовить необходимые по размеру плавильные печи и формовочные ямы.
Несколько иначе, по-видимому, обстояло дело с изготовлением уникальных по тяжести и размеру колоколов и пушек. Составление сметы и тут было обязательным этапом, но в дополнение к нему требовалось представить модель будущего изделия и (что не менее важно!) модель механизма, который позволит извлечь это изделие из формовочной ямы. Так было, например, при изготовлении мастером Иваном Моториным в 1730 г. Царь-колокола весом в 12 000 пудов.
Четких данных о процессе производства не сохранилось. Тем не менее известно, что формовка пушек, установившаяся в XIV в., – так называемая «медленная формовка», по аналогии с производством колоколов, использовалась сравнительно долго. В ее основу был положен древний способ изготовления колоколов по шаблону, но с горизонтальной осью вращения.
В первую очередь готовили глиняную модель корпуса пушки. На деревянный круглый или граненый сердечник слегка конической формы накладывали соломенный жгут, повторяя приблизительно наружные очертания ствола пушки. Далее формовщик руками наносил слои глины, предварительно просушивая предыдущий слой на воздухе. Первые слои состояли из жирной влажной глины, смешанной с молотым кирпичом, последние – из тонко размолотой жирной глины, смешанной с волосом (шерстью) и конским навозом. Излишек глины срезали кружалом, повторяющим конфигурацию наружной поверхности ствола. На полученную глиняную модель прибивали деревянные модели цапф, закрепляли модели ручек и украшений. Последние изготавливали из смеси воска, сала и толченого древесного угля в специальных гипсовых формах.
Схема медленной горизонтальной формовки пушек.
После получения модели переходили к изготовлению кожуха формы. Для этого модели пушек смазывали разделительным составом, состоящим из сала с растительным маслом. Затем наносили насколько слоев влажной смеси, аналогичной той, которую использовали в последних слоях модели. Каждый слой просушивали на воздухе. И далее на них наносили слои из густой глины до тех пор, пока не получали кожух толщиной от 175 до 300 мм (в зависимости от величины пушки). Затем извлекали модели цапф, а образовавшиеся отверстия заделывали глиной. Сверху на кожух для прочности накладывали железные обручи, продольные полосы и снова железные обручи. Места пересечения поперечных и продольных бандажей скрепляли проволокой. После этого форму просушивали на козлах, разжигая под ней огонь. Высушенную форму снимали с козел, выбивали из модели сердечник, который и тянул за собой соломенный жгут, вследствие чего его можно было легко извлечь из модели.
Форму с оставшейся в ней глиняной рубашкой модели ставили вертикально в яму на железные подкладки и разводили огонь внутри ствола, чтобы растопить разделительный слой между кожухом (формой) и рубашкой модели, а также выплавить восковые модели ручек и украшений.
Оставшаяся глиняная рубашка модели от прогрева становилась хрупкой, и ее легко можно было удалить. Чтобы облегчить удаление рубашки, особенно из формы пушек малых калибров, на ней при изготовлении модели вырезали по винтовой линии пазик глубиной до соломенного жгута, затем пазик заливали канифолью или смолой. Таким образом, после удаления (разрушения) глиняной модели оставалась литейная форма для ствола пушки с отпечатками на внутренней поверхности всех украшении, надписей и т. п.
Стержень для формы пушки изготавливали так же, как и модель, с той разницей, что сердечником служил железный прут, а вместо соломенного жгута брали пеньковую веревку. Шаблон, по которому вытачивали стержень, имел конфигурацию внутреннего канала пушки.
Затем литейную форму разбирали, устанавливали внутри стержень, раскрепляя его специальными приспособлениями – жеребейками, собирали вновь, прикрепляли к форме ствола форму для казенной части.
Собранную форму ставили вертикально в заливочную яму казенной частью вниз. Пространство вокруг формы забивали сухой землей и на ней делали литпиковую чашу, из которой металл поступал в литейную форму. Заливку форм, как и для всех других крупных отливок, выполняли непосредственно из печи по каналам в полу литейной. Описанная технология использовалась в XV–XVII вв. для изготовления бронзовых пушек как на Западе, так и в Московской Руси.
Формовка таких огромных орудий, как Царь-пушка, очевидно, велась в литейной яме, находившейся вблизи от плавильной печи. Она отливалась, безусловно, в вертикальном положении, дулом вниз, по аналогии с отливкой колоколов.
После отливки пушка высверливалась, очищалась. Сделанные на ней надписи и украшения («травы») должны были быть «высечены и росконфарены». Все это требовало продолжительного времени. В XVI–XVII вв. средний срок изготовления больших «именных» пушек составлял год, а то и два. Любопытно также и то обстоятельство, что из-за трудностей транспортировки больших орудий часто мастера Пушечного двора вместе с сотрудниками выезжали на место, куда предполагалось установить будущее орудие, и организовывали производственный процесс там. Например, когда при большом пожаре в Псковском кремле в 1698 г. была повреждена и требовала переливки Большая Раномыжская пищаль, в Псков был командирован известный московский литейщик Яков Осипов, который на месте, как сейчас говорят, с нуля организовал необходимый технологический процесс – изготовления формовочной ямы, печей, моделей, форм и пр.
Лафет тяжелого орудия XVII в.
В связи со всем сказанным следует подчеркнуть, что описанный выше способ «медленной формовки» в условиях постоянно растущей потребности в орудиях имел свои негативные стороны. Так, изготовление для каждой отливки разовой, уничтожаемой глиняной модели было явно нерационально, особенно после повсеместно проведенной в мире к концу XVII в. стандартизации размеров пушек одинакового калибра. Трудоемким был и процесс получения слоеной формы из глины. Технологический переворот в этой области осуществил уже в XVIII в. известный французский ученый, инженер и политический деятель Гаспар Монж, автор способа так называемого быстрого литья пушек. Однако это выходит за рамки рассматриваемого нами периода XVI–XVII вв. и мы эти сюжеты рассматривать не будем.
Макет лафета XVII в.
Здесь же отметим, что в отсутствие более дешевого и технологичного процесса изготовления орудийных стволов, особенно к середине XVII в., по мере роста потребности в них, полковые пушки и вестовые колокола стали отливать по нескольку штук в одной формовочной яме. При этом декорироваться они могли разным образом. Сам процесс отливки носил торжественный и отчасти публичный характер. Несмотря на то, что все подготовительные работы к отливке и саму ее делал мастер, которому были заказаны пушки и его ученики, при самой отливке присутствовали и другие мастера со своими подмастерьями. В особо торжественных случаях (особенно при изготовлении больших колоколов) отливку предварял молебен. На нем также присутствовали и приглашенные гости, которые затем на последующий процесс изготовления не допускались.
До середины XVI в. мастера-литейщики обладали широкой свободой в выборе калибров, толщины стенок и веса отливаемых ими орудий. Однако после того, как Иван Грозный своим указом ввел «полковые пушкарские наряды» в состав действующей армии, началась постепенная регламентация типов орудий, их калибров и размеров. Важным техническим новшеством явилось употребление калибровочно-измерительных циркулей – кружал, нашедших широкое применение при литье пушек и ядер. Эти приспособления впервые упомянуты в грамоте, направленной в Новгород 27 ноября 1555 г., но, вероятно, применялись и раньше. С помощью кружал проверяли диаметры стволов и ядер, предназначенных для того или иного вида орудий с тем, чтобы зазор между ядром и каналом ствола обеспечивал скорость заряжания и надлежащую силу выстрела. C этой же целью для обмотки ядер использовали холст, картон и лен, другие уплотнительные материалы, а готовые ядра хранили в специальных «коробах» – прообразе будущих зарядных ящиков.
