Глава 2. Техника промышленного и сельскохозяйственного производства в мануфактурный период

Сельское хозяйство и его техника. Сельское хозяйство было той сферой материального производства, где традиции предыдущего периода были особенно устойчивыми. Тормозящее влияние феодально-крепостнических порядков сказывалось здесь сильнее всего. Однако в сельском хозяйстве стран Старого Света после великих географических открытий и установления постоянных связей с Южной, Центральной и Северной Америкой был освоен ряд новых полевых и огородных культур.

Наиболее важными источниками этих растений оказались центральноамериканский и мексиканский районы, в которых с древних времен разводились кукуруза, тыква, помидоры, какао, фасоль, табак, хлопчатник, а также южноамериканский район (современные Перу и Бразилия), где культивировалось до 40 видов полезных растений, главными из которых были картофель и кукуруза.

Кукуруза (или маис), о которой Колумб впервые сообщил еще в 1492 г., была завезена в Испанию в 20-е гг. XVI в. Она стала распространяться во всей южной полосе Европы. Кукурузу начали возделывать во, Франции, Италии и Венгрии. Через придунайские княжества она проникла на Балканы, на Украину,... в Малую Азию и в Северную Африку. Значение кукурузных посевов в сельском хозяйстве всех этих стран было велико.

Картофель стал известен в Европе - первоначально в Испании и Италии - с конца XVI в. Очень рано он был завезен в Ирландию, по некоторым данным - вместе со взятыми в плен кораблями испанской "Непобедимой армады" Филиппа II, разгромленной небольшим, но технически более совершенным английским флотом у берегов Англии в 1588 г. В Ирландии, где крестьянство жило в глубокой нужде, картофель уже в XVII в. стал основной культурой. Сельское хозяйство страны очень страдало от такого одностороннего развития. Картофель превратился в главный продукт питания ирландцев.

Во Франции и в германских государствах у крестьян к картофелю сохранилось настороженное и даже враждебное отношение не только в силу приверженности к традиционным сельскохозяйственным культурам, но и из-за малой питательности и вкуса, казавшегося им неприятным. Возможность использования картофеля как дешевого питательного средства заинтересовала раньше всего правительственные круги и ученых. Происходили и открытые выступления крестьян против насильственных попыток вводить картофель (в том числе и в России в XVIII в.).

Любопытно происхождение слова "картофель". Этот столь дешевый сейчас продукт получил имя от дорогого гриба трюфеля. То ли всерьез, то ли в насмешку итальянцы прозвали картофельные клубни "tartuffoto" ("тартуфоло") - трюфелем (тоже растущим под землей). Немцы, позаимствовав это слово в форме "Tartoffel", переделали его на "Kartoffel". Позднее название перешло в русский язык при Петре I, впоследствии став в разговорной речи "картошкой".

Важное торговое значение приобрело в Старом Свете разведение табака.

Когда Колумб впервые достиг Кубы в 1492 г., он видел, как местные жители курят свернутые высушенные листья растения, называемого здесь "тобакко" (что мы сейчас именуем сигарами). Вскоре семена табака были завезены в Испанию. Некоторое время табак разводился в Западной Европе лишь как садовое растение. Ж. Нико, французский посланник при португальском дворе, химически исследовал в 1560 г. табак и нашел в нем одурманивающее средство, названное по его имени никотином. Табак распространился с удивительной быстротой во всем Старом Свете вплоть до Китая.

С бобами какао и изготовленным из него напитком "чоколатлем" испанцы впервые ознакомились в государстве ацтеков при завоевании Мексики. Ацтеки готовили шоколад без сахара, но с перцем и некоторыми другими приправами. Изготовление шоколада с сахаром и ванилью - европейское нововведение.

Какао стало ввозиться в Испанию в XVI в., в другие европейские страны - с XVII в. Культура какао-бобов была распространена французами на Антильских островах, в Гвиане и в других их американских владениях. Примеру Франции последовали другие страны, владевшие колониями.

В тропических колониях европейских держав стали разводиться и многие культуры, игравшие в тот период важную роль в международной торговле. В средние века эти продукты приобретались европейцами через арабских торговцев. Сначала португальцы, а потом голландцы и англичане, превратив районы произрастания этих ценнейших культур в свои колонии или полуколонии, получали там пряности для перепродажи на международных рынках.

Агенты конкурирующих держав тайно похищали семена и черенки этих растений и разводили их в своих колониях. Например, французы стали разводить гвоздичное дерево на Антильских островах, англичане - мускатный орех на острове Маврикия и т. д., добыв несколько экземпляров этих растений в азиатских владениях голландцев.

Кофейное дерево стало впервые культивироваться в Эфиопии в XV в. Отсюда оно в начале XVI в. стало распространяться по средиземноморским странам мусульманского мира, где впервые кофе как напиток завоевал огромную популярность.

Во все европейские языки вошло видоизмененное арабское название этого продукта. Одним из главных центров торговли кофе была Мокка (Аравия). Отсюда наименование одного из лучших сортов кофе "мокко".

Венецианцы начали систематическую торговлю кофе в конце XVI в. Голландцам удалось тайно вывезти несколько кофейных деревьев из Йемена и развести их в своих индонезийских колониях. К концу XVII в. о. Ява был покрыт кофейными плантациями. Французы в XVIII в. начали разводить кофе на Антильских островах и в Гвиане.

В этот же период резко возросло культивирование сахарного тростника и производство сахара. Он был завезен колонизаторами в новые районы - на о. Мадейру и Канарские острова, затем в Центральную и Южную Америку. В XVII и XVIII вв. острова Вест-Индии (Куба и др.) сделались главными поставщиками сахара в Западную Европу.

Хлопок стал возделываться в Вест-Индии и в Бразилии в XVII в. Впрочем, вплоть до XVIII в. главными поставщиками хлопка в Европу оставались Ближний Восток и Индия.

При плантационной системе разведения перечисленных выше пищевых и технических культур в колониальных и зависимых странах самым беспощадным образом применялся рабский и крепостной труд.

Мировая торговля продолжала стимулировать разведение культур, пользующихся особым спросом. Так, например, производство чая в Китае выросло после того, как с XVI-XVII вв. Западная Европа познакомилась с этим продуктом через португальцев и голландцев.

Что касается техники сельского хозяйства, то она в этот период также претерпевает изменения, хотя область распространения этих нововведений была очень узка и ограничивалась преимущественно двумя странами - Голландией и Англией, где произошли буржуазные революции.

С XVI-XVII вв. появляется тенденция к переходу от трехполья к более интенсивным системам полеводства, к рационализации сельского хозяйства.. Фермеры и помещики, вступившие на путь капиталистического хозяйствования, еще в XVI в. практиковали дренаж почвы, удобрение ее известковой породой (мергелем), тщательное разрыхление почвы после пахоты, наконец, плодосмен. Так называемый норфольский севооборот (пшеница, турнепс, ячмень и клевер) в различных вариантах практиковался английскими фермерами (и, по-видимому, еще раньше голландцами) задолго до того, как получил систематическое описание в литературе XVIII в. (наиболее известная книга о плодопеременной системе англичанина Дж. Талла вышла в свет в 1731 г.).

Сахарный завод конца XVII в. в Вест-Индии. Слева - устройство по размолу сахарного тростника, справа - печи для выварки сиропа

Вводились в практику новые типы сельскохозяйственных орудий. Значительно усовершенствован был плуг. Прежний плуг был тяжел и громоздок, он требовал упряжки волов. С XVI- XVII вв. в Голландии и в Англии получает распространение более легкий плуг, рассчитанный на тягловую силу пары лошадей. Раньше плуг снабжался лемехом и отвалом. Теперь обе эти детали соединяются в единое режущее лезвие изогнутой формы. Некоторые плуги стали снабжаться также резаком в виде острого диска. Иногда плуг имел опорную стойку, иногда одно или два колеса. Появились разнообразные типы плугов. Одни применялись для поднятия нови, другие - для распашки пара и т. д. Усовершенствовались также различные орудия для боронования и разрыхления почвы. Вводятся новые типы сеялок, молотилок, соломорезок и т. д.

Двигатели мануфактурного периода. Использование силы воды. В первой русской печатной газете "Ведомости", издававшейся при Петре I, мы часто встречаем упоминания о мельницах, но в непривычных нам словосочетаниях: "бумажные мельницы", "мельница для валяния сукон", "пильная мельница", "пороховая мельница". Это было свойственно не только русскому языку XVII-XVIII вв.

Поскольку устройства, использующие силу ветра и воды, раньше всего стали применяться в мукомольном деле, слово "мельница" во всех европейских языках приобрело потом более широкое значение. Так стали называться разнообразные установки с ветряными или водяными двигателями (иногда и с мускульными или конными приводами), а также и предприятия, где применялось такое оборудование. Характерно, что в Англии словом "mlil" ("мил") обозначают и сейчас не только мельницу или дробилку, но также завод или фабрику вообще.

Водяные двигатели получили в мануфактурный период распространение во всех отраслях производства - при переработке сельскохозяйственных продуктов (в мукомольном деле, на крупорушках, маслобойках и т. д.), в текстильной промышленности (на шелкокрутильнях, сукновалках), а также на лесопилках, при производстве бумаги, пороха и т. д.

Особенно важное значение водяные двигатели приобрели в горном деле и металлургии, где их использовали для откачки воды из шахт, для промывки руд и их дробления, для приведения в движение воздуходувных мехов, обслуживающих доменные печи и различные горны, для обслуживания молотов и сверлильных машин и т. д.

В качестве водяных двигателей служили вертикальные деревянные водяные колеса с лопатками. От античности и средневековья мануфактурный период унаследовал подливное колесо, называемое также нижнебойным. Вода поступала на лопатки колеса снизу. Затем появились среднебойные (в этом случае вода по желобу подавалась на середину колеса) и наконец (примерно с XVI в.) - верхнебойные, или наливные, колеса.

Последний вид был самым лучшим типом водяного двигателя мануфактурного периода. Увеличивая диаметр колеса и размер лопаток, можно было обеспечить поступление на них большого количества падающей воды, поднятой плотиной на значительную высоту, а значит, сделать их более мощными.

Но зато установка верхнебойных колес требовала много труда и средств, особого технического искусства. В России мастера-гидротехники XVII-XVIII вв. пошли по пути создания все более совершенных вододействующих колес именно верхнебойного типа.

Использовать естественные водные потоки в этом случае обычно оказывалось невозможным. Постройка вододействующих заводов начиналась с плотины. Плотина сооружалась из земли, глины, камней и порой достигала весьма значительной длины и высоты. В каждой плотине устраивались "ларевой" (рабочий) прорез для поступления воды в систему "ларей" (деревянных лотков), направлявших воду к водяным колесам, и "вешнячный" прорез для сброса излишних вод во время паводков.

В Западной Европе применялись водяные колеса всех трех описанных выше типов (во Франции преимущественно нижнебойные). Диаметр колес составлял от 2,5 до 5,5 м, но в отдельных случаях создавались и колеса значительно большего диаметра. Так, в конце XVII в. была построена водоподъемная установка в Марли (под Парижем) для обслуживания фонтанов с 14 нижнебойными колесами, каждое диаметром 12 м.

Чертеж нижней части Вознесенской шахты (Алтай) по проекту К. Д. Фролова (1783). Облицованная камнем подземная камера, в которой работало верхнебойное 'слоновое' колесо

Однако наивысшим достижением гидротехники мануфактурного периода была созданная в 70-90 гг. XVIII в. на Алтае выдающимся конструктором К. Д. Фроловым Змеиногорская вододействующая система. В гигантских подземных камерах, расположенных каскадом, вода, совершая общий пробег на протяжении более 2 км, последовательно приводила в движение верхнебойные водяные колеса, предназначенные для откачки воды из шахт, подъема руды и т. д. Самое большое из этих колес (прозванных "слоновыми") имело 17 м в диаметре. Кроме того, водяные колеса Змеиногорска приводили в действие большое количество сложных рудообогатительных и золотопромывочных устройств.

Возможности всех видов двигателей, применявшихся в рассматриваемый период, были ограничены. Мысль изобретателей того времени работала над тем, чтобы отыскать двигатель, универсальный по своему применению, не зависящий от места его работы (например, от наличия водных потоков).

Вначале изобретатели пошли по пути несбыточных поисков вечного двигателя, т. е. такой машины, которая, не получая извне никакой энергии, сама по себе способна действовать неограниченное время (пока не испортятся ее детали) и производить полезную работу. Мечта о создании вечного двигателя (по латыни perpetuum mobile - "перпетуум мобиле") родилась еще в XII в. В мануфактурный период было выдвинуто множество проектов такопо двигателя. Их авторами были даже видные деятели науки и техники - от Дж. Кардано до И. П. Кулибина.

В 1775 г.(т, е. еще до открытия закона сохранения энергии, в свете которого стала окончательно ясна нелепость идеи вечного двигателя) Парижская академия наук приняла решение не рассматривать любые проекты этого рода, как противоречащие здравому смыслу. Впрочем, несмотря на все доказательства невозможности создания вечного двигателя, эта "мечта-тиран" (как называл ее Кулибин) очень долго не оставляла изобретателей.

Горное дело и металлургия. Производство чугуна, железа и стали. Если в ремесленный период преобладало получение железа непосредственно из железной руды сыродутным способом, то для мануфактурной ступени характерно расчленение металлургического производства на выплавку чугуна (доменный процесс), чугунолитейное дело (отливку готовых изделий из чугуна), передел чугуна на железо и дальнейшую обработку железа. При этом в ряде местностей сохранялся и старый сыродутный способ получения железа. Слово "домна" в русском языке очень выразительно. Оно происходит от старинной формы глагола "дути" - "дму", "дмут" (кстати, от этого корня происходит и наше слово "надменный", т. е. надутый, напыщенный). Таким образом, русский термин "домница, домна" включает понятие обязательного применения воздуходувных мехов.

В XV-XVIII вв. во всех европейских странах наблюдается рост размеров доменных печей и использование более разнообразных, чем прежде, сортов железных руд.

Руда перед плавкой подвергалась обработке, именуемой "обогащением". Она сортировалась, дробилась и промывалась для удаления пустой породы.

На континенте Европы домны, как правило, работали на древесном топливе (с добавкой особых веществ, именуемых флюсами).

Наиболее крупные германские домны в середине XVIII в. обычно имели 7-7,5 м в высоту, французские и шведские - 7,5-8 м. Размеры уральских древесноугольных домен были более значительны. Во второй половине XVIII в. их высота достигала от 10,5 до 13 м, а поперечник - до 4 м. Производительность лучших уральских доменных печей превосходила в то время производительность крупнейших английских домен, работавших на коксе.

Однако будущее было за печами, в которых использовалось минеральное топливо.

Если чугун использовался для отливок, то это делалось либо путем использования жидкого металла, получаемого из домны, либо после вторичной плавки чугунных чушек.

Французская доменная печь середины XVIII в.

На железоделательных заводах (или в соответствующих цехах металлургических предприятий, объединявших выплавку чугуна и выделку железа) в одном или последовательно в двух кричных горнах чугун переделывался на железо. Получаемая при этом крица - губчатый ком раскаленного железа, пропитанный шлаками, - извлекалась из горна и подвергалась обжиму под вододействующим и ручными молотами.

Болванка железа шла в дальнейшую обработку и путем различных кузнечных и прокатных операций превращалась в сортовое железо.

Существовало несколько типов вододействующих молотов. С XVII в. начали также распространяться прокатные устройства, приводимые в движение водой.

В одной из баллад Ф. Шиллера мы находим картинное описание железоделательного завода:

 Поток бушующий дает
 Вращенье колесу,
 И молоткам немолчным в лад
 Бьет по листу огромный млат,
 И, размягчаемое жаром,
 Железо гнется под ударом*.

^*(Шиллер Ф. Собр. соч. М., 1955, т. 1, с. 275.)

Сталь применялась чрезвычайно редко, лишь для мелких инструментов и дорогого оружия. Ее изготовляли ремесленными методами, с передачей по наследству "секретов".

Существовало три способа изготовления стали: в кричных горнах путем передела особых сортов чугуна; поверхностным науглероживанием железных изделий (цементацией) в специальных печах и плавкою металла в тиглях (литая сталь).

В медеплавильном производстве применялось последовательно несколько горнов, в которых из руд сначала добывалась неочищенная медь в сплаве и соединении с другими веществами, а затем - чистая медь.

Из меди выделывались различные сплавы: бронза, латунь, колокольный металл, металл для подшипников и т. д.

В России в XVIII в. получила большое развитие выплавка цветных и драгоценных металлов из полиметаллических руд на Урале и на Алтае. С 40-х гг. XVIII в., когда стало разрабатываться Змеиногорское месторождение, добыча серебра стала основой алтайского горного дела. Важнейшим сереброплавильным заводом на Алтае был Барнаульский.

В 1751 г. на Барнаульском заводе действовало 14 водяных колес. Они обслуживали восемь пар воздуходувных мехов, два молота, два мельничных постава для размола зерна, одну толчею и одну "пильную мельницу", т. е. всего 22 рабочих механизма.

Получение железа кричным способом. Обжим крицы под вододействующим молотом

Выше уже говорилось о Змеиногорской вододействующей системе, обслуживающей добычу и первичную обработку полиметаллических руд. Первое использование Ползуновым силы пара в заводских целях также было организовано на Барнаульском заводе.

Металлообработка. Токарное и сверлильное дело. В мануфактурный период изготовление металлических инструментов и деталей механизмов продолжало производиться вручную.

Непрерывный рост применения черных, цветных и драгоценных металлов сделал необходимым усовершенствование техники металлообработки. Токарный станок, возникший в свое время как универсальный механизм для выточки изделий из дерева, кости и других материалов, находит все большее применение в области металлообработки.

Усовершенствование токарных станков с ручным и ножным приводами для вытачивания сложных фигурных изделий, нарезки винтов и т. д. начиная с XVI в. происходит все быстрее.

На протяжении XVII в. токарный станок подвергался дальнейшим усовершенствованиям во Франции, Германии, Голландии и других странах. Токарные станки конца XVII в. имели уже особый резцедержатель, который мы можем рассматривать как зачаток суппорта.

Дальнейшее усовершенствование этой важнейшей детали, заменяющей человеческую руку (прежде державшую инструмент при работе у станка), явилось заслугой талантливых русских мастеров первой четверти XVIII в., и прежде всего А. К. Нартова, "личного токаря" Петра I.

Разработка Нартовым и другими современными ему механиками усовершенствованных конструкций суппорта (с 20-х гг. XVIII в.) имела важное значение для будущего.

Нартов А.К. (1693-1756)

Значительные успехи наблюдались и в сверлильном деле, прежде всего при производстве бронзовых и чугунных артиллерийских орудий. Использование сверлильных установок с водяным приводом отмечается с первой половины XVI в. Однако применение процессов сверления и рассверловки отнюдь не ограничивалось областью военно-металлургического производства. Изготовление металлических цилиндров насосов (а потом, со второй половины XVIII в., также цилиндров паровых машин и поршневых воздуходувок) было бы невозможно без наличия мощных вододействующих сверлильных станов.

В 1713 г. швейцарец Жан Мариц-старший сконструировал новый вертикальный сверлильный стан. Его сын Мариц-младший (работавший во Франции), а также другие французские инженеры применили в производстве (с 40-х гг. XVIII в.) усовершенствованный горизонтальный сверлильный стан.

Литейное дело. Очень большое значение приобрело литейное дело (во-первых, литье бронзы и других медных сплавов, во-вторых, литье чугуна). В России с XV в. существовала отливка как колоколов, так и артиллерийских орудий. В 30-х гг. XVI в. в Москве было отлито 2 больших колокола весом в 500 и 1000 пудов. Знаменитый "литец" Андрей Чохов, упоминаемый с 60-х гг. XVI в., много десятилетий занимался отливкой пушек и колоколов. Он создал целую школу искусных литейщиков. Во второй половине XVII в. при царе Алексее Михайловиче лили колокола весьма значительных размеров, отличающиеся мелодичным звоном и высокохудожественным оформлением.

Крупнейший из них, отлитый в 1654 г., весил 8 тыс. пудов (130 т). Во время пожара 1701 г. колокол был поврежден и "пребыл безгласен" до 1731 г.

Большой токарно-копировальный станок конструкции Нартова (1718-1729)

В 1730 г. замечательным московским мастерам-литейщикам Ивану; Федоровичу Моторину и его сыну Михаилу была поручена переливка этого колокола. Отливка из четырех литейных печей, расположенных вокруг литейной ямы, началась в 1734 г. и закончилась в 1735 г. Моторины отлили колокол весом около 195 т, высотой около 6 м, диаметром 6 м. Этот замечательный образец русского монументального художественного литья, восхищающий сейчас посетителей Кремля, стал известен как "Царь-колокол".

Текстильное производство. Большой интерес представляет развитие техники текстильного производства, где по сравнению с ремесленным периодом было сделано немало нововведений.

Это относится прежде всего к шелковой промышленности. Еще в XIV в. в итальянском шелковом производстве стали Распространяться "крутильные мельницы", первоначально с Ручным приводом.

В труде итальянского конструктора Витторио Цонка (начало XVII в.) описываются уже довольно сложные шелкокрутильные вододействующие установки. В начале XVIII в. подобные же машины были освоены в Англии, затем во Франции.

Различные операции по изготовлению шерстяных тканей. Рисунки XVI-XVII вв.

В XV в. появилась самопрялка (с ручным приводом). Она позволила осуществлять одновременно крутку и намотку нити.

Изобретение немецким мастером Юргеном самопрялки с ножным приводом относится к 1530 г. В 1589 г. английский изобретатель У. Ли изобрел вязальную машину с ножным приводом.

Создание ленточного станка (способного одновременно ткать несколько лент) произошло в том же XVI в.

В ткачестве продолжало господствовать применение горизонтального ткацкого станка с навоями (валами для навивания нитей основы и готовой материи), бердом (гребнем для разделения нитей основы) на качающейся раме (батане) и ремизками (подвижными приспособлениями, подымающими и опускающими соответствующие нити основы). Последовательное поднятие ремизок производилось посредством нажимания ткачом педалей. Ручная прокидка челнока ткачом обусловливала узость ткани.

В средние века хлопчатобумажные ткани ввозились в Европу с Востока.

Западноевропейские названия ситца и других хлопчатобумажных тканей показывают, что они стали известны в первую очередь как индийский товар. И в русском языке слово "коленкор", например, происходит от имени города Калькутты. Бенгальское название пестрой хлопчатобумажной ткани "читс" голландцы переделали на "сите". Отсюда и русское "ситец".

В начале XVI в. в Италии, Швейцарии, немецких и некоторых других государствах стали выделывать ткани из смеси хлопчатобумажной и льняной пряжи. В XVII в. в Ланкашире (Англия) возникли первые хлопчатобумажные предприятия. В течение XVIII в. ситценабивное производство распространилось в Нидерландах, Швейцарии, германских государствах Франции и Англии.