Скачать (337 Кб)

Дырка обитая бронзой

С. Константинова
Химия и Жизнь №6, 1983 г., с. 82-89

Сравнительно недавно при рытье котлована для московского универмага "Детский мир" строители нашли груды специально обожженного древесного угля - классического топлива для металлургии дококсовых времен. Это значило, что здесь когда-то был крупный центр литейного производства. Неудивительно - рядом Пушечная улица, а улицы старой Москвы назывались достаточно красноречиво. Кузнецкий мост, например, или Сыромятники. Кузнецкий мост, кстати, рядом.

Увидеть, каким был главный арсенал Московской Руси, можно в Музее истории и реконструкции Москвы, на акварели А. М. Васнецова "Пушечно-литейный двор в XVI в.". Писано в 1918 году, однако фантазия художника основывалась на кропотливой работе со старыми планами и документами.

"ДВОР, ЧТО ПУШЕЧНЫМ ПРОЗВАЛИ"

Пушечный двор, основанный в самом конце XV в., не был, как известно, первым государственным пушечно-литейным заводом в Москве. До него была Пушечная изба, поставленная в 1479 г. у "трех мостов из Фроловских (Спасских) ворот в Китай-город", то есть в непосредственной близости от Кремля. Для литья пушек по итальянским образцам был выписан из Венеции механик, инженер и архитектор Аристотель Фиорованти. Два его детища - Успенский собор Кремля и Пушечная изба (собор и изба!) - остались в истории нашего государства.

Как выглядела Пушечная изба, сказать трудно - не сохранилось не только изображений, но и описаний, достаточно подробных. Да и просуществовала она всего десять лет - до первого большого пожара. Но это не смогло задержать развития русской артиллерии: производство пушек вскоре было налажено на новом Пушечном дворе, вынесенном за пределы Китай-города. Возможно, в этом (уже тогда!) проявилось стремление относить промышленные предприятия подальше от жилых массивов?

Однако сами пушкари-литейщики (литцы, как тогда говорили) ставили свои дома поближе к месту работы. На берегу реки Неглинки появилась пушкарская слобода, а по-соседству с ней и кузнецкая, жители которой делали нужный при литье и доводке литых пушек инструмент.

Большое круглое здание с высокой конусообразной крышей в центре акварели Васнецова - амбар с плавильными печами. Историки считают, что таких амбаров было два. Художник же изобразил только один. Почему? Несомненно, все, что касалось Пушечного двора, следовало хранить в секрете от иностранных "гостей" и путешественников. Их записки и планы, безусловно, были важным источником военной информации в те неспешные времена.

По прошествии веков эти самые записки стали документами истории. Можно предполагать, что А. М. Васнецов пользовался планом Москвы 1610 г. Не потому ли изображен один плавильный амбар? А может, все дело в композиции - художник всегда остается художником.

Пушкари числились служилыми людьми, подчинялись Пушкарскому приказу. Служба эта была наследственной, известны целые династии мастеров. Уже в 1483 г. появляются в документах имена московских пушкарей Якова Булгака и Микулы Кречетника. Интересно, что мастер-литец в XVI веке был не только конструктором и изготовителем своих орудий, но и артиллеристом. Во время похода русской армии на Казань в 1506 г. вместе с войсками были посланы несколько русских и иноземных специалистов. Разбитое под Казанью войско потеряло пушки и припасы. Один из пушкарей с риском для жизни спас свои пушки, на что великий князь Василий III гневно сказал ему: "Ты берег наряд, а не берег себя... Знай же, что люди искусные мне дороже пушек. Я ни во что не ставлю потерю их, лишь бы у меня остались люди, умеющие лить пушки и обходиться с ними"...

Мастера-оружейники высоко ценились на Руси и в более поздние времена. Хотя первоначально они делали... тюфяки - самые первые русские орудия назывались тюфяками. Название пошло от турецкого слова "туфенк", означающего ружье. Стволы тюфяков склепывали из кованых полос железа, соединяемых железными обручами примерно так, как бочонки. Такие пушки нередко разрывались, не выдержав давления пороховых газов.

Начиная с XVI в. стволы пушек стали отливать из бронзы. Как колокола, которыми Русь славилась издавна. Технику литья в значительной мере заимствовали у колокольных мастеров.

Для тех, кому некогда вникать в тонкости литейного дела, приведем краткий старинный рецепт: "Возьми дырку, обей ее бронзой, и ты получишь пушку". Этот рецепт может показаться шуткой, но, как и во всякой шутке, здесь есть доля истины...

И ЛИТЦЫ, И ИСПЫТАТЕЛИ

Как и колокола, пушки в XVI в. отливали по глиняным моделям. Суть метода описана в "Химии и жизни" (1982, № 9), в статье о колоколах. Для оружейников очень важна была модель дырки: стержень, обмотанный веревкой и обмазанный глиной. Его устанавливали по центру глиняного же кожуха, скрепленного обручами. Диаметр стержня и определял калибр орудия, соотношение диаметров "дырки" и кожуха - прочность ствола.

К пушечной бронзе предъявлялись несколько иные требования, чем к колокольной. В ней искали сочетание достаточно высокой твердости с необходимой вязкостью. Сопротивление износу, максимальная плотность литья (отсутствие скрытых дефектов), стойкость против коррозии - вещи само собой разумеющиеся, но не очень-то легко достижимые. Русские литцы нашли оптимальное соотношение металлов: 89-91% меди и 9-11% олова. (В колокольной бронзе олова больше, в среднем 20%.)

Плавили пушечную бронзу в открытых пламенных печах, которые топили обожженным древесным углем. Расплавленный металл перемешивали деревянной мешалкой и, когда его температура достигала 1100-1150°С, тонкой струйкой заливали в форму - дырка обрастала бронзой. Вот мы говорим о градусах, процентах, но эти "премудрости" литцам были незнакомы. В работе они опирались на собственный опыт и наблюдательность. Понятно, что у каждого мастера были свои производственные секреты, но известно, что наиболее важные отливки велись коллективно. Значит, литцы могли перенять друг у друга приемы работы. Естественно, были у мастеров и подмастерья, ученики, преемники.

Индивидуальность мастера проявлялась в основном не в работе с металлом, а на более ранней стадии формовки модели. Старинные мастера не знали стандарта. Никогда они не повторяли не только чужих моделей, но и своих, за исключением редких случаев, когда нужно было восстановить потерянное в бою орудие. Обычно отливки отличались друг от друга не только внешним убранством - практически все их технические и боевые характеристики зависели от воли и знаний мастера. По собственному усмотрению он назначал длину, толщину, калибр орудия, наружные очертания и, конечно, украшения. Припасы для таких орудий тоже, естественно, были строго индивидуальными. Хорошо это или плохо, не нам судить. С одной стороны, унификация, взаимозаменяемость деталей, возможность фабриковать единые для всех орудий заряды - это благо и для промышленности, и для артиллеристов. Но, с другой стороны, старинные пушки вряд ли при этом стали бы достоянием музеев, свидетельством таланта, предметами материальной культуры... Об этом особый разговор - чуть позже.

Акварель Л. М. Васнецова. "Пушечно-литейный двор в XVI в." (1918 г.)

Литцам приходилось быть и первыми испытателями своих пушек. В XV-XVI вв. пробу стрельбой проводил сам мастер, и это было суровой проверкой конструкторского и литейного мастерства. В царствование Ивана Грозного пушкарь Николай Немчин погиб при разрыве ствола орудия - пушечных дел мастера головой отвечали за качество работы. А брак при отливке пушек был неизбежен. Чаще всего из-за перекоса стержня в кожухе -при литье толщина ствола была не совсем одинакова. Сохранился указ Петра I по этому поводу: "А буде мастеры (...) учнут пушки лить опять кривороты и со всякими охулками, худые и к делу не годны (...) быть из них кому повешену"... Так-то.

В царствование Петра I вводится регламентация полковых пушек. Начиная работу, пушкари прежде всего должны были составить смету и пояснительную записку к ней, "сказку" (почти до конца XIX века у этого слова был особый - канцелярский смысл, вспомните "ревизскую сказку" в "Мертвых душах"). "Сказку" составляли на все припасы и приспособления, при этом использовали имеющиеся в распоряжении Пушкарского приказа руководства и справочники.

ОТСТУПЛЕНИЕ БРОНЗЫ

Уже в XVI веке началась частичная замена бронзы чугуном, а после 1700 г. пушечные производства начали строить поближе к местам залегания руд - в Олонецком крае и на Урале. Здесь делали и пушки, и ядра, применяя при этом новый способ формовки пустотелых и массивных предметов - по разъемным моделям. Московский Пушечный двор просуществовал до 1802 г. Каменные амбары разобрали, оборудование частью вывезли, частью переплавили. Камень же использовали при строительстве моста через Яузу на переезде с Солянки в Таганку (ныне Астахов мост). Ко времени нашествия Наполеона на вооружении русской армии сохранялись еще и бронзовые пушки, но преобладали чугунные.

Слово "пушка" для людей, далеких от артиллерии, было общим, объединяющим орудия всех типов. А артиллеристы и тогда различали пушки, мортиры, гаубицы... В наши дни собственно пушка - это артиллерийское орудие с настильной траекторией для стрельбы по открытым целям, калибром более 60 мм. Длина ствола у пушки - 30-70 калибров. У мортир и гаубиц ствол короче.

Орудия более легкие, чем пушки, с удлиненным стволом и меньшим калибром назывались пищалями (кстати, были и ружья-пищали). Весьма сложны и разнообразны по конструкции были скорострельные орудия - органы и сороки. Одним из изобретателей таких новых артиллерийских орудий был первопечатник Иван Федоров. В сохранившемся письме, датированном 1583 годом, Федоров описывал складную пушку, которую можно разбирать почти на 200 частей. Судя по письму, это было многоствольное орудие, в котором отдельные стволы соединялись общей рамой. После воспламенения заряда первого ствола огонь быстро передавался к последующим, и происходила стрельба, близкая к залповой.

Для осады крепостей требовались орудия большого калибра. Легенда приписывает их изобретение, как и изобретение пороха, монаху Бертольду Шварцу (XIV век)...

КОРОТКО О "ЦАРЬ-ПУШКЕ"

В двойном имени знаменитого орудия есть по меньшей мере одна неточность. Соотношение длины ее ствола и калибра однозначно говорит о том, что это не пушка, а мортира. Кстати, название пушки идет не от грандиозных ее размеров (длина - 5,34 м, калибр - 89 см, вес - 40 т), а от изображения на стволе: конная фигура кроткого царя Федора Иоанновича (барельеф) на правой стороне ствола. Рельефные изображения на лафете вряд ли заслуживают особого разговора: лафет был отлит значительно позже - в 1835 г.

Самая знаменитая русская пушка оказалась на удивление мирной: из нее никогда не было сделано ни одного выстрела.

Есть мнение, что ее отлили и установили близ торговых рядов на Красной площади специально в расчете на любопытные взгляды иноземных гостей, и "Царь-пушка" стала своеобразным пугалом.

А может, просто не судьба была "Царь-пушке" воевать? Выстрелить-то она б могла. Ее создатель - мастер Андрей Чохов за 60 с лишним лет работы отлил более 20 тяжелых орудий, и все они отличались надежностью и долговечностью. Некоторые из них использовали и в Северной войне 1700-1723 гг., почти через сто лет после смерти мастера. Петр I распорядился хранить вечно орудия Чохова, а уж Петр-то знал толк в пушках. Поэтому предположение о чисто декоративном (декоративно-пугающем) предназначении "Царь-пушки" кажется не вполне обоснованным. Она предназначалась для стрельбы.

Стрельбы ядрами и дробом - так называли мелкие куски железа или камня. Отсюда другое имя "Царь-пушки" - Дробовик. А вот ядра, что сейчас лежат рядом с нею, действительно декоративные: их диаметр больше пушечного калибра.

Деталь украшения "Царь-пушки", которая дала имя прославленному орудию, до реставрации

Та же деталь после реставрации

СОХРАНЕННАЯ КРАСОТА

Многие старинные пушки богато украшены барельефами и горельефами. (Нередко на стволах отливали фигурку животного или птицы, в честь которых орудия иногда получали название: "Волк", "Орел", "Лисица", "Лев", "Единорог". Нам сегодня может показаться, что эти фигурки - только украшения, но это не так: видимо, они помогали прицеливаться. Ручки на стволе традиционно отливали в виде дельфинов, а шишку на казенной части - в виде виноградной грозди (и называлась она "винград"). Винград и дельфины облегчали перемещение ствола.

Старинные мастера умели привносить красоту во все, что делали, но не делали они бесполезных "сувениров". Современные авиаконструкторы считают, что некрасивый самолет не полетит... Может быть, и пушечных дел мастера верили, что некрасивая пушка не будет стрелять?

СОХРАНЕННЫЕ ПУШКИ

Что порох нужно хранить сухим, всякий знает. Но и пушки, особенно старинные, хорошо бы хранить не на открытом воздухе.

Строящееся здание Арсенала в Кремле Петр I предназначал для двух целей: оно должно было служить и складом оружия, и военным музеем. При Петре II (1727-1730 гг.) в еще незавершенном здании Арсенала хранились 964 медные и чугунные пушки. Но потом многочисленные российские императрицы забыли, кажется, не только о старинных пушках, но и о самом Кремле...

Фрагмент декоративного убранства лафета "Царь-пушки" до реставрации

Тот же фрагмент после реставрации

И все же благодаря Петру I мы можем рассмотреть старинные пушки, и сегодня стоящие около Арсенала. Эпоха перемен в России стала переломной и в искусстве литья. Бомбардиру Преображенского полка было ясно, что старинные пушки надобны не только для "куриозу", но и для науки. Уровень практических знаний о свойствах металлов в те далекие времена был высок, и кто знает, какие еще секреты, нужные металлургам, откроют в будущем эти орудия.

Все это делает старинные пушки предметом особой заботы реставраторов.

КАК И ЧЕМ ЧИНИЛИ КРЕМЛЕВСКИЕ ПУШКИ

Нас ничуть не удивляет разговор о реставрации картин, книг, посуды, но пушки... Они стояли спокойно столько лет, и с ними, казалось бы, ничего не могло произойти. Оловянистые бронзы обладают довольно высокой коррозионной стойкостью, однако под воздействием кислорода поверхность бронзы начинает окисляться. Особенно интенсивно этот процесс протекает в загрязненном или морском воздухе. В результате на бронзе появляются разноцветные пятна патины. "Химия и жизнь" о ней писала - в № 6 за 1972 г., поэтому здесь - кратко.

Состав патины сложен. Внутренний слой ее - это в основном закись меди куприт Сu₂О, а наружный состоит из всевозможных комбинаций брошантита CuSO₄·3Cu(OH)₂, антлерита CuSO₄·2Cu(OH)₂, малахита СuСО₃·Cu(ОН)₂, азурита 2CuCO₃·Cu(OH)₂ и некоторых других минералов. Для старинных памятников характерна патина темно-зеленого или синевато-зеленого цвета. Различие оттенков зависит от состава патины, ее возраста, а также от состава самой бронзы.

Казалось бы, особых проблем нет: естественная патина надежно предохраняет металл бронзовых пушек в любых атмосферных условиях. Но кремлевские пушки, как и их чугунные лафеты, были когда-то выкрашены черной масляной краской. И пушки, и лафеты казались отлитыми из одного материала, так что ни о какой естественной патине не могло быть и речи.

Наиболее угрожающим было положение чугунных лафетов. Они подверглись столь сильной коррозии, что начали разрушаться, литые декоративные детали были частично утеряны...

Группа специалистов Военной академии имени Ф. Э. Дзержинского разработала методы очистки бронзовых стволов старинных пушек. Масляная краска была осторожно удалена, при этом естественную патину по возможности сохраняли. Поверхность орудия очищали специальными щетками, обезжиривали ацетоном, а затем многократно промывали горячей водой и нейтральными моющими средствами.

Одной из первых (после проб) вычистили "Царь-пушку". До реставрации знаменитое орудие было разноцветным - так проявила себя неоднородность бронзового сплава. Из-за этого каждый участок требовал подбора своего патинирующего состава - только так можно было добиться единой окраски ствола. За "Царь-пушкой" последовали другие.

Приведем некоторые традиционные рецепты, помогающие получить патину разных оттенков:

светло-коричневая пленка - погружение на две-три минуты при температуре 90-95°С в раствор сульфата меди и перманганата калия (можно наносить кистью);

темно-коричневая пленка - погружение на 6-7 минут при комнатной температуре в раствор Н₂SеО₃ и NaOH;

зеленая пленка - распыление с краскопульта раствора сернокислого аммония при температуре 16°С...

Недостатка в рецептах реставраторы не ощущали. Оставалось приготовить растворы и применить их именно там, где нужно. Только вот для выполнения этой простой программы пришлось много раз определять состав различных участков поверхности и из множества рецептов выбирать единственный, что тоже не всегда удавалось с первой попытки. Последним этапом работы была ручная полировка стволов для уплотнения патины.

Еще более трудная задача ожидала специалистов при реставрации чугунных лафетов: кое-где слой ржавчины достигал 10-15 миллиметров. Лафеты приходилось разбирать полностью. Те, что сохранились лучше, чистили пескоструйными и дробеструйными аппаратами, а недостающие детали декоративного узора отливали заново на Мытищинском заводе художественного литья. Сначала примеряли к лафету модель из податливого олова, а уж потом, учтя все изгибы и поправки, по ней отливали чугунную деталь. Все крепежные детали делали заново.

Очень важно было предотвратить щелевую коррозию в накладном орнаменте: попадая под детали, вода сильнее разрушает чугун. Ржавчина, увеличиваясь в объеме, давит на детали узора и отрывает их от лафета. Чтобы этого не произошло, все стыки при сборке тщательно загерметизировали, а отреставрированные детали лафетов покрыли двумя защитными слоями грунта на эпоксидной основе, а потом - двумя слоями черной полиуретановой эмали. После сборки лафеты дополнительно покрывали декоративной эмалью - под чугун.

Теперь старинным орудиям надолго ничто не угрожает - ни атмосферные осадки, ни бесчисленные прикосновения посетителей кремлевских музеев. Лишь бы не царапали, не продирали покрытия!

И все же у старинных пушек есть враги - это голуби и воробьи. На антивоенных плакатах нередко изображают как символ гнездо голубя в стволе пушки... В действительности же гнезда голубей для старинных орудий - беда. Птичий помет разрушает патину, в местах его скопления появляются очаги коррозии, да и внешний вид памятника страдает. А старая поговорка "стрелять из пушек по воробьям" приобретает несколько иной смысл...

А еще замечено, что близ некоторых предприятий тяжелой индустрии патина утончается и нарушается. Выходит, что сохранность бронзовых предметов старины так же, как и наше здоровье, зависит и от воздуха - от того, что в нем есть.

Заряды и снаряды

Без заряда (снаряда) любая пушка - игрушка. А ведь и старинные пушки, ставшие музейными экспонатами, когда-то стреляли. Эти заметки - о том, когда и чем. Начнем с пороха, поскольку любой снаряд из ствола выталкивается пороховыми газами.

КОМКОВАТЫЙ И ЗЕРНЕНЫЙ

Старинные пушки заряжали (снаряжали) черным или дымным порохом. Поэтому здесь только о нем. К сожалению, имя человека, выдумавшего порох, неизвестно; знаем только, что впервые порох изобретен в Китае.

Дата появления пороха на Руси тоже не отмечена в летописях, но известно, что еще в XIV веке для "огненного боя" использовали пороховую мякоть - смесь измельченных в порошок селитры, серы и угля. Правда, от мякоти уже в XV веке пришлось отказаться из-за того, что при перевозке нарушался ее состав, терялась однородность. Мякоть сменил комковатый черный порох. Вот как описано его производство в рукописи XV века: "Сила пороха происходит от жара серы и холода селитры, которые терпеть не могут друг друга"... Но, кроме этих компонентов, черный порох содержит и уголь. В уже цитированной рукописи описан процесс его приготовления и смешения составных частей пороха: "Уголь добывается обжиганием в пекарных печах сосны или липы без сучьев. Составные части измельчаются деревянными пестами, а затем пороховую массу сжимают в комья в небольших сосудах и сушат. Далее комья размалывают на мелкие кусочки".

В XVII веке комковатый порох уступил место зерненому. Это сделало его более однородным и позволило уменьшить заряды. Для удобства порох развешивали в полотняные мешочки - картузы. С начала XIX века до введения нарезной артиллерии применяли порох с размерами зерен около 2,5 мм в диаметре.

ПРОСТО ЯДРО

Пушечные ядра всегда интересовали людей с фантазией. Барон Мюнхгаузен путешествовал верхом на ядре. "Из пушки на Луну" - называется один из известнейших романов Жюля Верна. Заметим, что снаряд для этого фантастического полета был устроен очень сложно. А обычное пушечное ядро устроено просто. Это шарообразный сплошной снаряд. Самые первые ядра делали из кричного железа и свинца, для больших орудий годились и каменные ядра. Начиная с XV века на Руси начали отливать ядра из чугуна. Перед стрельбой их обычно калили на огне. Отливали ядра, а потом и бомбы в земляных или металлических формах. С появлением в середине прошлого века бронированных судов, против которых были почти бессильны разрывные снаряды, вновь вспомнили о литых ядрах. При обороне Севастополя в 1854-1855 гг. против броненосцев использовали ядра из закаленного чугуна.

ВМЕСТО ЯДРА

В конце XVII века на смену ядрам пришли разрывные снаряды - бомбы и гранаты. Сначала ими стреляли только из короткоствольных мортир и гаубиц, но в XVIII в. бомбы стали использовать и при стрельбе из пушек. Старинные бомбы и гранаты различались только по весу: до пуда - гранаты, более пуда - бомбы. И те и другие - полые. Отливали их из чугуна, оставляя полость для пороха и отверстие для зарядной трубки. Последние делали из дерева; по существу зарядная трубка - это чашечка, заполненная медленно горящим составом, который при выстреле воспламенялся пороховыми газами.

Если помните, именно разрывная граната нанесла смертельную рану Андрею Болконскому на Бородинском поле. "Граната, как волчок, дымясь вертелась между ним и лежащим адъютантом..."

"ПОРА ДОБРАТЬСЯ ДО КАРТЕЧИ!"

Действительно, пора и о картечи. Прототипом ее служили двойные заряды пушек, когда вслед за ядром орудие заряжали камнями (каменная картечь), кусочками металла или гвоздями ("ежовый выстрел").

Позже картечь стали делать в виде свинцовых или железных пуль, которые помещали в полотняные мешки. Вместе с деревянным поддоном мешочки, составлявшие один заряд, оплетали веревками. Отсюда - "вязанная картечь". Применяли и металлические оболочки с металлическими же поддонами. В XIX веке предпочтение стали отдавать чугунной картечи. В одном заряде было от 80 до 300 картечин, пересыпанных сухими опилками. Шрапнель - разновидность картечи с пороховым зарядом внутри металлической оболочки. Шрапнелью стреляли уже из орудий с нарезными стволами.

МОСКОВСКИЕ "ТРИУМФЫ"

Начали порохом и закончим им же. Порох участвовал не только в жарких баталиях, но в фейерверках в честь праздников и побед. Двойные или тройные смеси селитры, серы и угля - главный материал пиротехников. Цветовые эффекты достигаются добавкой соединений стронция, бария и других элементов, дающих цветное пламя.

Со времен Петра I искусство русских пиротехников поражало даже много повидавших иноземных гостей. "На двух особых столбах сияло по короне, между ними двигался горящий Лев; сначала Лев коснулся одного столба, и он опрокинулся, затем перешел к другому столбу, и этот тоже покачнулся, как будто готовясь упасть. Тогда из горящего Орла, который словно парил в вышине, вылетела ракета, попала во Льва и зажгла его, после чего он разлетелся на куски и исчез; между тем наклоненный Львом столб с короною поднялся и скова стаи отвесно". Так описал датский посланник торжестве я Москве в 1709 году после победы над шведами. Лев символизировал поверженного Карла I, Орел - Петра и его войско.