5. Строители и ученые

В 1735 г. выдающийся инженер и знаток горнозаводских дел Вялим Гениин писал:

"А понеже в России климат не таков, как в Германии, но в зимние времена бывает стужа великая, и ежели здесь по-германски рвы вести на версту или больше не глубокие и не широкие, то от жестоких морозов в тех рвах вода может вся до пошвы вымерзать.

Или, хотя некоторая часть оной и будет ход свой иметь под лед, но на колеса имеет проходить весьма мало, от чего и действительной силы иметь не будет, к тому же студеная, и от того могут колеса обмерзать. И для того всегда будет надобен в колеснице огонь великий держать, чтоб колеса не обмерзли и не остановлялись".

Геннин привел еще много доказательств для того, чтобы убедить в полной невозможности в России подавать воду по напорным каналам к гидросиловым установкам, Он писал:

"Сверх того, в таких рвах запасной воды держать нельзя, которыми весною оная напрасно будет проходить и пропадать без действия; к тому же при таких рвах много фабрик строить невозможно..."

Свои обстоятельные рассуждения Геннин завершил категорическим утверждением, что вообще сооружение деривационных установок в русских условиях решительно невозможно: "...в России... тот... манир здесь не годен".

Эти рассуждения Геннина нам пришлось часто вспоминать при обследовании многокилометровых напорных каналов гидротехнических сооружений русских плотинных мастеров XVIII в,

"Доводы" Генвина прежде всего пришлось вспомнить, когда в 1938 г. удалось проследить у Змеи ног орскдй плотины остатки напорного канала, сооруженного в 30-х годах XVIII в. И. И. Ползуновым для первой известной нам деривационной установки, который опроверг на деле все рассуждения крупнейшего знатока зарубежных и русских промышленных дел XVIII в.

Отправившись от Змеиногорской плотины через рудник, когда-то именовавшийся "Главным серебро- и золотодержащим", к берегам речки Корбалихи, здесь снова пришлось вспомнить, как русская практика опровергла мнение авторитетного деятеля" прибывшего в Россию из-за рубежа. Здесь на Корбалихе К. Д. Фролов в 60-х годах XVIII в. достойно ответил утверждениям Геннина, что в России нельзя строить деривационные каналы и что во всяком случае в России "при таких рвах много фабрик строить невозможно".

К. Д. Фролов, как сказано выше, и напорный канал построил, и установил на нем три предприятия, действовавшие многие десятки лет и доказавшие на деле, что в России "при таких рвах" не "невозможно", а вполне возможно строить много предприятий.

Слова Геннина пришлось вспоминать и в связи с нашими розысками других остатков деривационных систем, сооружавшихся русскими новаторами в XVIII в. В долине Алея с его катастрофическими паводками удалось отыскать остатки долгое время успешно действовавших деривационных систем Алейского и Локтевского заводов, сооруженных в последней четверти XVIII в Дорофеем Головиным и его товаришами, мастерски подхватившими почин И. И. Ползунова и К. Д. Фролова, Головин и его товарищи, в ответ на сомнение о возможности соорудить и использовать хотя бы однокилометровый деривационный канал, сооружали такие каналы, как, например, на Локтевском заводе, на восьмикилометроаом протяжении.

Рис. 115. Гидротехнические сооружения Кутомарского и Екатерининского заводов на реке Кутомаре в Забайкалье. доказавшие еще в XVIII веке возможность устройства водонапорных каналов в условиях Восточной Сибири. 1 - 'фабрики' для плавки рул и отделения серебра от свинца: 2 - заводские строения: 3 - частные постройки (вторая половина XVIII века - Центральный Государственный исторический архив в Ленинграде

На речке Большой Тальмовой в Салаирском крае на севере Алтая, как удалось установить, был построен еще в 90-х годах XVIII в. Гавриловский сереброплавильный завод на деривационном канале, действие которого в середине следующего столетия продолжало привлекать внимание инженеров.

Слова Геннина о том, что "в России в зимние времена стужа бывает великой", а потому деривационный "манир здесь не годен", также пришлось вспомнить при изучении своеобразных деривационных систем отлично действовавших во второй половине XVIII в. в Восточной Сибири на Нерчинских заводах за Байкалом. Русские водяные люди с полным успехом создали здесь деривационные системы, обслуживавшие Кутсмарский, Екатерининский, Газимурский, Александровский заводы.

Приведенные факты позволяют понять, в чем заключалась ошибка такого первоклассного инженера, как Геннин. Он рассуждал Только о последствиях механического переноса зарубежного опыта в русские условия, недооценивая мощь творчества наших водяных людей. А они сумели выработать новые своеобразные решения, позволившие отлично и много раз сооружать то, что казалось по всем статьям невозможным. Именно умение создавать новое, мастерство в строительстве с учетом всех местных условий, смелость и трезвость дерзаний и расчетов позволили русским плотинным мастерам соорудить сотни горнозаводских плотин, выдержавших вековое испытание временем. И в наши дни на много километров раскинулись заводские пруды, созданные русскими строителями в XVIII в. И, пожалуй, самое замечательное заключается в массовости, в чрезвычайно широко распространенном уменье сооружать на новый лад плотины в различных концах страны от легких сланевых для водоподъема, заслуживших несколько ироническое название "цыганских", до мощных водоудержательных плотин. Одним из многих доказательств таких повсеместных поисков нового может послужить оригинальная плотина, сооруженная в районе Омска в 1793 г. плотинным мастером Бадьиным, отлично сочетавшим в одном сооружении водоспускную и водосливную части.

Дела русских новаторов XVIII в. запечатлены не только в их сооружениях, но и во многих печатных и рукописных трудах.

В XVIII в. за использование на новый лад водных сил боролся Михаил Васильевич Ломоносов.

В "Первых основаниях металлургии, или рудных дел", как он назвал первый горнозаводский учебник, данный им стране, он привел немало описаний и чертежей гидросиловых установок для горного дела и металлургии. Строитель отличной ряжевой плотины на Усть-Рудицком заводе, Ломоносов трудился и как теоретик, изучая условия работы гидротехнических сооружений и стремясь изыскать способы улучшить ее. Об этом говорит запись Ломоносова в 1754 г.

"Деланы опыты при пильной мельнице в деревне, как текущая вода по наклонению течение свое ускоряет и какою силою бьет".

России также принадлежит честь выполнения в ее пределах в XVIII в. работ мирового значения в области гидравлики. Это труды членов нашей Академии - Даниила Бернулли и Леонарда Эйлера.

Начиная с 1726 г., Бернулли поместил на эту тему много исследований в "Комментариях" Академии наук в Петербурге. В 1730 г., в результате петербургских трудов, он смог обобщить свои основные мысли и составил предварительный текст сделавшего эпоху исследования, опубликованного в 1738 г. На титульном листе книги он написал:

"Даниила Бернулли... Гидродинамика, или записки о силах и движении жидкостей. Академический труд, выполненный автором во время работы в Петербурге".

10 марта 1738 г. Бернулли написал предисловие, в котором точно указал, что он считает свою "Гидродинамику" полностью принадлежащей России и прежде всего Петербургской Академии наук.

Так один из самых выдающихся мировых ученых постарался закрепить за Россией свое творчество как вклад в мировую сокровищницу цивилизации. Вклад же этот таков, что на законах движения жидкостей, установленных Бернулли в "Гидродинамике", основываются все труды современных нам практиков и теоретиков, работающих в области гидротехники и смежных дисциплин.

Здесь уместно напомнить о том, что именно в нашей стране оказалось возможным впервые использовать такие предложения Бернулли, как особый трубчатый водоподъемник, устройство и теорию которого разработал этот замечательный деятель. Трубчатый водоподъемник, описанный Бернулли. впервые сооружен и установлен в 1784 г. в селе Архангельском под Москвой.

Мировую сокровищницу знаний, связанных с использованием водных сил, обогатил член Петербургской Академии наук, бессмертный Леонард Эйлер, нашедший в России свою истинную родину.

Уравнения Эйлера представляют сегодня теоретическую основу для каждого, занимающегося гидротехникой.

Нашей стране принадлежит также много других печатных трудов, посвященных водным делам со времен Петра I, по воле которого еще в 1708 г. напечатана одна из первых русских технических книг: "Книга о способах, творящих водохсждение рек свободное" (см. рис. 106).

В Петербурге, Москве и в других городах печатались в XVIII в. статьи и книги, посвященные водяным колесам, плотинам, "водотрубному искусству" и всевозможным мельницам: мукомольным, крупяным, бумажным, пороховым, маслобойным, полирным, сверлильным, шлифовальным, молотовым, проволочным, молотильным и прочим.

При создании в XVIII в. литературы по гидротехнике, русские деятели критически использовали передовой мировой опыт того времени. Опираясь на труды таких выдающихся инженеров, как Белидор, Амонтон и их современники. Именно так поступил Алексей Колмаков, создавший оригинальный русский справочник на основе критического учета мирового опыта: "Карманная книжка для вычисления количества воды, протекающей через трубы, отверстия или по жолубам, а также силы с какою они [воды] ударяют, стремясь с данной скоростию; с приложением правил для вычисления трений, производимых в махинах". Сочинение Алексея Колмакова, изданное в Петербурге в 1791 г., написано "в пользу находящихся при строении мельниц и проведении вод".

Чрезвычайно примечательно то, что создание литературы по использованию водных сил не ограничивалось в XVIИ в. Петербургом и Москвой, а осуществлялось в разных концах страны. Одним из доказательств такого положения может служить книга Каофенгофера, изданная в 1793 г. в Курске Семеном Зубковым: "Подробное изъяснение о колесах в водяных мельницах и о внутреннем строении пильных мельниц".

Немало ценных сведений о плотинах, водяных двигателях и о сооружении их содержится в рукописных книгах XVIII в., имевших тогда чрезвычайно широкое хождение. Как один из многих примеров таких рукописных книг XVIII в. можно назвать оригинальный труд Григория Махотина "Книга мемориальная о заводском производстве" (см. рис. 17). Обобщив опыт русских строителей, Махотин дал в своем труде детальное описание мероприятий при постройке плотин: "Записка с очевидного дела, как надлежит под строение заводов места осматривать и по осмотре с кажою предосторожностью строение плотин назначивать".

"Записка" Махотина содержит точные указания о том, как действовали русские строители плотин XVIII в.

При выборе места для завода с его плотиной исходили из наличия поблизости леса для постройки плотины и для выжигания в дальнейшем угля ддя заводских нужд. Существовали выработанные на практике правила о допустимых расстояниях от завода до рудных месторождений. Учитывали все окружающие условия, возможность использования вольнонаемных рабочих.

Особое значение придавалось наличию удобных сухопутных и водных путей. В конечном счете еще тогда выработали своеобразный комплекс правил, который соблюдали при выборе района сооружения заводской плотины. Целый комплекс правил выработали также для выбора непосредственно самого места сооружения плотины.

При выборе места для установки плотины внимательно изучали все в ее будущем окружении. Учитывали рельеф местности с тем, чтобы по возможности использовать его для защиты плотины от "ветренного штурма", от натиска вешних вод и льдов. Существенное значение справедливо придавали получению водохранилища с возможно большим зеркалом, чтобы и плотине легко было, и запас "рабочей воды" был побольше. Чрезвычайно тщательно осматривали грунты, чтобы обеспечить надежность сопряжения тела плотины с ее естественным основанием. По выборе места производили промеры с целью установить высоту подпора, размеры водохранилища. Очень внимательно изучали всю площадь будущего водоема, принимая меры для борьбы с возможной утечкой воды и т. д.

Исходя из результатов обследования, решали вопрос о конструкции плотины, числе и размере водоспусков, высоте заложения порогов и о других сторонах дела.

Труд Махотина показывает, что русские практики выработали в XVIII в. стройное и разумное учение о выборе места, а также размеров плотин, основанное на комплексном изучении и критическом учете всех наличных условий - естественных, технических и экономических. Именно так и действовали русские практики XVIII в., выработавшие свои оригинальные теоретические положения, не занесенные ни в какие "научные святцы", но верно и надежно помогавшие при сооружении многих сотен плотин того времени.

Немалый опыт накопили в XVIII в. также русские строители плотин, каналов и шлюзов, стремившиеся развивать водные пути по завету Петра I. Продолжая дело Михаила Ивановича Сердюкова, много потрудились для развития Вышневолоцкой системы Николай Наумов, Евграф Нафанов, Лаврентий Сивере, Николай Тиньков. Яков Ефимович Сивере положил много труда как для развития Вышневолоцкой системы, так и для сооружения каналов для обхода Ладожского и Онежского озер, а также для устройства водных путей между Неманом и Западной Двиной, между Припятью и Неманом. Гавриил Игнатьев, Петр Сухтелен и другие деятели потрудились при постройке Северо-Екатерининского канала, сооруженного в 1785-1822 гг. для соединения бассейнов Камы и Вычегды.

Немало было деятелей, устраивавших гидротехнические сооружения по собственному почину. Именно так действовали: Николай Потапов, создавший плотину на Тереке в целях обороны Кизляра, кунгурец Иван Хлебников, прорывший во второй половине XVIII в. канал, соединивший озеро Кадошниково с р. Сылвой, и другие.

Русские водяные люди достигли замечательных успехов в том веке, когда история творческих дел в нашей стране была украшена бессмертными именами Петра I, Ломоносова, Ползунова и Фролова.

Рис. 116. Постройка Шлиссельбургских шлюзов. - По гравюре первой четверти XIX века. Государственный Эрмитаж. Ленинград