2. Промышленные установки

Не позднее чем в XVI в. в нашей стране началась новая полоса в использовании водных сил.

Русские водяные люди разорвали узкий круг применения водяного двигателя, ранее ограниченного у нас переработкой сельскохозяйственных продуктов: мукомольные мельницы, крупорушки, сукновальни.

Документы, как упоминалось, показывают, что в XVI в. в районе Вычегды на речке Лахоме действовала железо-плавильня с плотиной и водяным колесом, приводившим в движение боевой молот для ковки железа - "самоков". Время сооружения плотины для действия металлургического предприятия на речке Лахоме не установлено. Мы пока знаем это известие как старейшее подобного рода, дошедшее до нас, но, возможно, еще удастся установить существование и более древних подобных установок в наших более старых металлургических районах.

В шестидесятых годах XVI в. водяное колесо начало приводить в действие под Москвой установку для производства бумаги - бумажную мельницу.

В тридцатых годах XVII в. на Урале, под Москвой, Тулой вступили в строй медеплавильный и доменные заводы, обслуживаемые водяными колесами. В том же столетии появились и некоторые другие "вододействующие" предприятия. Под Москвой, на речке Пахре и других было построено несколько бумажных мельниц.

Во время названных строительств русские люди для промышленного производства могли критически учитывать зарубежный опыт. Значительно сложнее обстояло дело с созданием плотин для промышленных нужд. Нельзя было механически переносить откуда-либо технику плотиностроения в своеобразные физико-географические условия России. Строителям первых вододействующих промышленных предприятий пришлось опираться на опыт русских водяных людей, выработавших свою своеобразную технику сооружения земляных плотин.

Рис. 106. Титульный лист первой книги по гидротехнике на русском языке, изданной по распоряжению Петра I в июле 1708 года

Делу много помогло то, что в нашей стране и в XVII в. действовало немало новаторов, шедших вперед в том же направлении, как и Невежа Псковитин в предшествующем веке. В стране действовали в XVII в. такие знатоки своего дела, как "езовый мастер" Юрий Андреев, сооружавший в 1682 г. особые запруды "езы" на р. Шексне. Тогда у нас трудились и такие замечательные новаторы, как Василий Азанчеев, еще в 1657 г. пытавшийся проложить туннель под Москвой-рекой. Немало было у нас выдающихся водовзводных и иных мастеров.

Русский опыт, накопленный в XVII в. строителями всевозможных мельниц и промышленных предприятий, пригодился в XVIII в., когда по почину Петра I в использовании наших водных богатств наступило новое.

Далеко не все из того, что замышлял Петр I, ему удалось осуществить. Почти на два с половиной столетия он опередил свое время, задумав еще в начале XVIII в. осуществить соединение Балтийского и Белого морей, что удалось выполнить только советским строителям Беломорско-Балтийского канала.

Петру I не пришлось осуществить и строительство Волго-Донского канала, который пытались создать еще на исходе XVII в. между волжским, притоком речкой Камышинкой и донским притоком речкой Иловлей.

Самый замысел на рубеже XVII-XVIII вв. таких грандиозных предприятий, как Беломорско-Балтийский и Волго-Донский каналы, показывает, каким великим новатором был Петр I, о многом мечтавший и немало выполнивший. Ведь именно он положил у нас начало сооружению каналов на месте древних волоков. Именно он впервые развернул строительство многих промышленных гидросиловых установок. Именно он первым осуществил соединение непрерывным водным путем русских морей.

Рис. 107. 'Способ, како извлекать корабли, на дно погруженные'. - По рисунку из петровской 'Книги о способах, тзорягаих водохождение рек свободное', 1708 год

Петру I принадлежит честь создания ныне существующей Вышневолоцкой водной системы, открывшей путь с Волги по Тверце, Цне, Мете, Ильменю, Волхову в Петербург. Петр I был зачинателем Ладожского канала. Так он создал первый водный путь, соединивший Каспийское и Балтийское моря. Сперва Петр I попытался использовать труд зарубежных знатоков. Он призвал в нашу страну "слюзных мастеров" - Дорофея Алямарй, Дирка Амстеля, Гендрика Амстеля и других, а также таких знатоков гидротехнических дел, как Петр де-Бриньи, Николай Лудвиг, Антоний Вестри, Джон Перри. Петру I принадлежит почин в деле приглашения в нашу страну Даниила Бернулли и Леонарда Эйлера, трудами которых, по их же собственному признанию принадлежащими России, пользуются теперь гидротехники всего мира.

Широко используя зарубежный опыт и непосредственно зарубежных специалистов, Петр I сумел воспитать выдающихся русских знатоков водных дел. Именно на них пришлось ему опираться, осуществляя свои замыслы. Одним из многих доказательств именно такого положения является история жизни петровского любимца Михаила Ивановича Сердюкова.

В январе 1703 г. Петр I приказал строить в Вышнем Волочке между Тверцой и Цной канал для соединения Волги с бассейном Балтики. Выполнение работы поручили шлюзовым мастерам, выписанным из Голландии, а надзор за всем делом доверили стольникам Василию и Матвею Гагариным. Иностранные мастера выполнили работу очень плохо.

Рис. 108. Михаил Иванович Сердюков (1677-1754)

В 1709 г. капитан Маврин совершил первую попытку провести суда с Волги в Петербург. Переписка Петра I и Маврин а показывает, что суда "тялки" зазимовали на водоразделе и только в 1710 г. добрались до Меты. При пропуске в 1710 г. второй партии судов канал оказался столь недостаточно заполненным водой, что суда приходилось в пути паузить, т. е. разгружать. Однако и после разгрузки порожние суда сидели до 12 вершков, а глубина воды в канале местами не превышала 6 вершков (27 ом). Пришлось перевозить груз на 120 мелких судах. Кончилось дело тем, что 37 крупных судов и 120 паузков замерзли в пути в пределах системы.

В 1711 г. в связи с новой попыткой провода судов с Волги по Вышневолоцкой системе писали: "Трудность сего хода несказанная. Вода во многих местах была не выше, как на один и на полтора фута; грунт наполнен был во многих же местах каменьями, торчащими из-под воды; во многих местах надлежало прорывать песок, вынимать каменья, для поднятия воды делать плотины... От 5 мая к октябрю едва были доведены суда сии до Боровицких порогов. Морозы наставшие заставили остановиться у сих порогов и зазимовать...".

Привлечение новых иноземных специалистов (Вестри, Кулон) не помогло делу. За каких-нибудь десять лет сооружения обветшали, вся Вышневолоцкая система пришла в упадок, несмотря на заботы Петра I и Александра Меншикова, который занимался ею "яко губернатор того места".

Дело исправил Сердюков, которого Петр I заметил, когда тот был еще приказчиком у купца Евреинова в Астрахани. Обратив внимание на находчивого и деятельного Сердюкова, Петр I с той поры не забывал о нем" выдвигал и давал ему ответственные поручения.

В 1719 г. Сердюков представил свой проект исправления вышневолоцкого дела, проваленного иностранными мастерами. Петр I одобрил проект и поручил все строительство Сердюкову, по тому времени быстро и отлично выполнившему то, что оказалось не по плечу иноземцам. К середине 1722 г. он успешно закончил работы по созданию Вышневолоцкой системы.

При строительстве Сердюков спирался на опыт русских водяных людей, возводя все гидротехнические сооружения на основе приемов, разработанных отечественной техникой. Он убедился в том, что главной ошибкой иностранных мастеров было сооружение всего "по-немецки", т. е. механическое перенесение в Россию западноевропейской техники.

Сердюков поставил своей главной задачей: обеспечить всю систему достаточным количеством воды на все время навигации. Он соорудил плотины на реках Шлине и Цне, соединил каналом обе эти реки. При помощи плотины на Цне он создал большое водохранилище, расположенное на таком уровне, что из него можно было снабжать водой обе части системы, расположенные по обеим сторонам водораздела. Это водохранилище получило название "Заводского" в связи с созданием Сердкжовым на его берегах ряда заводов.

Устроив регулирующее водохранилище, шлюзы и каналы по своей системе, Сердюков довел замысел Петра I до успешного конца. Строителю было предоставлено право брать сбор с проходящих судов, а также "за то его иждивение и труд в награду на вышеписанных реках и на каналах и при запорах, где пристойно, мельницы строить ему вольно... и теми мельницами и с них доходами владеть ему безоброчно 50 лет". Получив монополию на использование энергии вод, протекающих по Вышневолоцкой системе, он широко воспользовался этим правом.

Заинтересованный в том, чтобы побольше судов проходило по Вышневолоцкой системе, Сердюков в дальнейшем много работал для ее улучшения вплоть до своей смерти в 1754 г. Он разработал оригинальные решения для улучшения судоходства через Боровицкие пороги. На притоках р. Меты - Березае, Увери и Кемке - он соорудил в 1745-1748 гг, плотины для задержки воды. Закрывая эти плотины и плотину Завод ского водохранилища, он так снижал уровень воды в Мете, что подводные камни обнажались, после чего их взрывали или удаляли другими приемами.

Рис. 109. Постройка плотины Каменского завода на Урале. - По 'Чертежной книге Сибири' Семена Ремезова, 1701 год. Государственная Публичная библиотека. Ленинград

Заново перестроив шлюзы и канал, испорченные иностранцами, и улучшив судоходство на Мете, Сердюков завершил работы по созданию для страны нового водного пути, по которому в середине XVIII в. ежегодно перевозили до 12 миллионов пудов товаров. Петр I хорошо знал, как трудно приходилось Сердюкову, создававшему новое, и защищал его от всяких происков злопыхателей и врагов нового. После того как недоброжелатели сумели однажды загнать Сердюкова в тюрьму, Петр I, узнавший об этом, лично установил невиновность своего любимца, освободил его и сказал:

"Ступай с богом и будь уверен, что впредь никто тебе в твоей работе не помешает. Если же еще станут делать хотя малое притеснение, то тотчас меня уведомь, а я исследую твое дело и по справедливости накажу клеветников и доносителей".

Так защищал Петр I борцов за новые технические дела, передовым представителем которых был Михаил Иванович Сердюков, сделавший то, что оказалось не по плечу амстердамским инженерам.

В водных делах немало помогли Петру I такие русские строители, как Михаил Михайлович Самарии при сооружении кронштадтских доков и каналов и другие. Много потрудились при строительстве петровских заводских плотин такие русские деятели, как Семен Викулин, Петр Худяков, Алексей Беклемишев, Ермолай Неклюдов, Иван Аршинский, Иван Астраханцев, Михаил Бибиков, Тимофей Бурцев и их товарищи.

Русский народ вынес на своих плечах огромный труд, сооружая плотины для многочисленных предприятий, созданных при Петре I в разных концах страны, особенно под Москвой, в Туле, в районе Петербурга, Воронежа, Липецка, на Урале, в Карелии. Ведь в те годы основным заводским двигателем было водяное колесо, для действия которого необходимо было сооружать заводскую плотину, требовавшую затраты много большего количества труда, чем все собственно заводские сооружения.

Обойтись без водяных колес заводы не могли, хотя тогда у нас а в других странах основная доля работ приходилась на ручной труд. На заводах были необходимы немудреные, в прямом смысле слова, срубленные топором, механические устройства, применявшиеся тогда у нас, как и везде, для трудоемких операций. На рудниках это были водоподъемники и рудоподъемники, на металлургических заводах - воздуходувные мехи, толчеи, молоты, плющильные, проволочные, резные станы. Кроме того, имели распространение лесопильные, пороховые, бумажные, мукомольные, сукновальные мельницы и некоторые другие механические установки.

Обойтись без подобных немудреных механических устройств было невозможно, а они, хотя и ограниченные по технике своего сооружения и особенно ограниченные по самому своему назначению, требовали какой-то более мощный привод, чем руки человека. Единственным же двигателем, получившим всеобщее распространение для привода всех этих механизмов, было тогда водяное колесо. Вот почему при Петре I пришлось соорудить очень много заводских плотин.

Петровский почин повел к тому, что к шестидесятым годам XVIII в. в нашей стране уже было около тысячи промышленных предприятий, а к исходу столетия - свыше трех тысяч. Значительное число из них имело водяные двигатели и необходимые для них плотины. На одном только Урале в XVIII в. было сооружено более двухсот больших заводских плотин.

Кроме того, водяные люди тех лет построили очень много отличных оодоудержательных и водоподъемных плотин на Алтае, в Карелии, в Забайкалье и в центральных районах страны.

XVIII в. потребовал чрезвычайного напряжения всех сил русских водяных людей, и они с честью выполнили свой долг, сделав нашу родину родиной многих выдающихся инженерных сооружений.

Русские техники XVIII в. по почину Петра I были, как указывалось, знакомы с зарубежным опытом в использовании водных сил. Соратник Петра I Василий Никитич Татищев, руководивший одно время всеми заводами Урала, хорошо изучил работу многих зарубежных заводов.

Знатоком зарубежного горнозаводского дела был Андрей Иванович Порошин, побывавший в Швецки и затем руководивший заводами Алтая в 50-60-х годах XVIII в.

Рис. 110. Каменский завод (в левой части рисунка видны: заводской пруд, плотина, завод). По рисунку в рукописи 1735 года. Государственная Публичная библиотека. Ленинград

Немало зарубежных специалистов работало на постройке плотин в России с петровского времени. Наш народ никогда не пренебрегал производственным опытом, накопленным в других странах, и всегда стремился критически его использовать.

Зарубежные знатоки, приглашенные в Россию, однако не много помогли в этом деле. Такие выдающиеся горнозаводские специалисты, как Блюэр и Михаэлие, приехавшие при Петре I, испытали горечь больших неудач при возведении заводских плотин. После нескольких случаев разрушения плотин, сооруженных зарубежными специалистами, стало очевидным, что русские техники выработали еще в начале XVIII в. свою самобытную технику сооружения плотин, не боящихся стремительных и могучих русских паводков.

Крупнейший из зарубежных специалистов, работавших в России в том веке, Вилим Геннин, после ряда катастроф, происшедших с сооружениями иностранцев, вынужден был написать, что в Западной Европе: "...таких плотин, как здесь в России есть, не делаетца".

Катастрофами закончились попытки Блюэра и Михаэлиса в первой половине XVIII в. К катастрофе привела попытка вмешательства в дела русских плотинных мастеров, совершенная во второй половине XVIII в. прославленным горнозаводским деятелем шотландцем Гаскойном. Он пренебрег опытом русских строителей и жестоко поплатился.

В 1773-1774 гг. на речке Лососинке, вблизи Онежского озера и невдалеке от ранее существовавшего петровского завода, построили новый завод - Александровский чугуноплавильный и пушечный, ставший вскоре одним из важнейших поставщиков пушек и снарядов для русской армии и флота.

Плотина и другие заводские сооружения были возведены под руководством Аникиты Ярцова, применившего выработанный на Урале опыт, оправданный всей предшествующей практикой. Александровский завод работал успешно. Вскоре здесь вырос новый город - Петрозаводск.

В 1786 г. с Карронских заводов Англии в Петрозаводск приехал Гаскойн, приглашенный для руководства всеми Олонецкими заводами и введения литья пушек "по карронской методе".

Дело с пушками пошло хорошо, однако Гаскойк решил заняться еще и перестройкой плотины "по карронской методе". Он уничтожил обычный русский водоспуск, расположенный в средней части плотины, так называемый вешняный прорез. Взамен он устроил у одного из концов плотины особый свободный водослив с очень высоко расположенным порогом. Все это противоречило русской практике.

Открывая щиты водоспуска, русские водяные люди могли заблаговременно перед паводком сбросить большую часть воды из пруда, подготовившись к приему половодья. Высокий порог водослива Гаскойна, пропуская только самый верхний слой воды, постоянно задерживал массу воды в пруде ("мертвая вода"), не позволяя своевременно подготовить пруд к приему вод большого паводка. Такая заморская "новинка" не представляла для русских чего-либо нового. Подобное решение было испытано и забраковано русскими плотинными мастерами на Каменском заводе еще в первой половине XVIII в., то есть за полвека до приезда Гаскойна.

Первый серьезный паводок подвел в Петрозаводске печальный итог пренебрежения Гаскойном опытом наших плотинных мастеров.

Плотина была разрушена. Самую заморгкую "новинку" русское половодье стерло с лица земли.

Такие неудачи были неизвестны русским строителям, выработавшим в том веке и применявшим разнообразные типы плотин: от тяжелых земляных, позволявших удерживать массы воды в прудах, тянувшихся на много километров, до легких водоподъемных, обеспечивавших только подпор.

Рис. 111. Подача воды для действия гидросиловой установки по напорному каналу (деривация), осуществленная И. И. Ползуновым в 1754 году. Центральный Государственный исторический архив в Ленинграде

Русские гидротехники XVIII в. выработали также немало отличных решений гидросиловых узлов, введя во второй половине столетия применение легких и дешевых плотин, направлявших воду но особым деривационным каналам к заводам, расположенным в таких местах, где им не угрожало половодье. Зачинателем этого нового дела у нас был И. И. Ползунов, соорудивший в 50-х годах XVIII в. первую из деривационных установок, известных в России.

Немало иных выдающихся дел совершили в тот век русские плотинные мастера. Они хорошо знали свое дело и уверенно возводили новые сооружения, ведая постройкой плотин, водяных колес, машин и многим другим, вплоть до противопожарных мер. Из среды плотинных мастеров вышло немало замечательных деятелей. Плотинными были такие русские новаторы, как работавшие в первой половине следующего столетия замечательные машиностроители Ефим Алексеевич и Мирон Ефимович Черепановы.

Самобытность русской техники плотиностроения и сооружения водяных двигателей запечатлена в технической терминологии, выработанной плотинными мастерами.

На исходе XVIII в. Берг-коллегия издала указ: "О собрании чрез кого следует слов горного и плавиленного заводского производства с описанием их значения для издания предполагаемого горного словаря нужных слов и о доставлении их в Коллегию". Собранные на заводах на основании втого указа "росписи технических слов" хранятся в Свердловском областном государственном архиве. Они показывают, что русские плотияо-строители не применяли при своих работах ни одного термина иностранного происхождения.

Сооружения, созданные на основе техники, которую выработали русские водяные люди в XVIII в., выдержали испытание веков.

Сотни русских плотин, особенно горнозаводских, стоят столетия и продолжают действовать в Свердловске, Нижнем Тагиле, Первоуральске, Ревде, Горной Колывани, Змеиногорске, Туле, Сестрорецке и в иных местах.