В ту же эпоху был сделан второй шаг на пути развития механики горного дела. Речь идет о ступальных колесах. Ворот и ступальные колеса были орудиями, на которые человек с самого начала действовал только как простая двигательная сила, но эти орудия были слишком маломощными. Что может дать сила одного человека или группы людей?! Когда-то человеческие руки строили пирамиды, перетаскивали огромные тяжести. Но для использования этой силы все же существовал предел. Он ясно обозначился в конце рабовладельческого периода. «Орудия, на которые человек… действовал только как простая двигательная сила… эти орудия прежде всего вызывают применение животных, воды и ветра как двигательных сил».
[14]Маркс дальше развивает эту мысль следующим образом: «С того времени, как человек, вместо того, чтобы действовать орудием на предмет труда, начинает действовать просто как двигательная сила на рабочую машину, тот факт, что носителями двигательной силы являются человеческие мускулы, представляется уже случайным обстоятельством, они могут быть заменены ветром, водой, паром и т. д.».
[15]
Такая замена человеческих мускулов энергией ветра и воды произошла не сразу. Для ее осуществления потребовались многие сотни лет…
Указать точно или даже приблизительно, когда были введены в практику первые водяные колеса, чрезвычайно трудно. Человечество должно было накопить большой опыт, чтобы дойти до этой, сравнительно несложной, машины. На смену человеческой силе сначала пришла двигательная сила животных. Египетские «сакие» оказались, таким образом, важным этапом в развитии машины. «Сакие» представляет продукт грубой плотничьей работы. На деревянном валу вертикально посажено деревянное же зубчатое колесо. Зубцы этого колеса при вращении передают движение другому колесу, горизонтальному, вал которого скреплен с деревянным кругом, а через круг перекинута веревочная «цепь». К «цепи» прикреплены глиняные бадьи, которые опускаются вниз, черпают воду и поднимают ее наверх. Из бадей вода собирается в жолоб или резервуар.
Конный привод и детали подъемного устройства.
По Агриколе.
Водяное колесо и системы насосов для откачки воды из шахты.
По Агриколе.
Горное дело древнего мира знало крупные рудники. Так, на рудниках Нового Карфагена насчитывалось 40 тысяч рабов, а в Лаврийских копях и того больше – 60 тысяч. Все это свидетельствует о крупных размерах разработки полезных ископаемых. Такие рудники, без сомнения, пользовались более совершенными водоотводами и водоподъемными устройствами, чем грубо сколоченные сооружения египтян. В средние века этот процесс улучшения и совершенствования горной механики пошел дальше, и водяные колеса нескольких типов имели широкое распространение в Испании, Сицилии и особенно в Германии.
Агрикола – ученый XVI века – оставил в своих трудах драгоценные сведения для истории техники средних веков. Он не только обобщил современный ему опыт, но, критически его освоив, обогнал всех своих сотоварищей по горному делу. Сначала водяные колеса были подливными. В IV веке в Германии и в VI веке во Франции можно было наблюдать их работу. Вода подводилась к нижней части подливного колеса, подливалась и заставляла колесо вращаться. При самых выгодных условиях крупные нижнебойные колеса могли развивать мощность до десяти лошадиных сил. Наливные верхнебойные колеса составили высшую ступень развития этих машин. С XI века наливные колеса нашли себе широкое применение в Германии. Вода стекает сверху на лопасти и, действуя, главным образом, силой тяжести, отдает колесу запас своей энергии. Наливные колеса дали возможность лучше использовать энергию воды. Они вскоре получили господство над колесами подливными, и одновременно с этим совершился первый переворот в горной промышленности. Второй произошел много позже и связан с именем Уатта. Подливные колеса применялись только там, где установить наливные не представлялось возможным.
Наливное колесо для рудоподъема и откачки воды из шахт.
По Агриколе.
А – водохранилище, В – лоток, подводящий воду, С, D – рычаги, Е, J – жолоба, подающие воду на колесо, G и Н – лопатки, F – вал, K – цепной барабан, L – подъемная цепь, M – бадья, N – будка, О – машинист, Р – рабочие, опоражнивающие бадьи.
Агрикола подробно описывает наливные установки и дает ряд инструкций по их использованию. На рисунке показано водоподъемное устройство, действующее при помощи наливного колеса. Это устройство Агрикола называет самым крупным и совершенным. Огромное колесо составлено из двух частей, лопатки которых направлены в разные стороны. Из будки, ухватившись обеими руками за рычаги и нагнувшись вниз, следит «управляющий водяным колесом». Он попеременно то открывает, то закрывает заслонки, регулирующие поступление воды на лопатки Колеса. Вот он закрывает левую заслонку, бадья поднята наверх, и ее сейчас опорожнят от воды. Колесо остановилось, приток воды на лопатки прекратился. Вода вылита и пустая бадья готова к спуску в шахту. Уверенно опускается рука, и правый рычаг поднимается вверх, открывая доступ воде на колесо: пустая бадья опускается вниз, а наверх медленно ползет другая, наполненная водой. Затем колесо пускается в обратном направлении. Так поочередно поднимают воду из шахты то первой, то второй бадьей. Это большое водяное колесо, вращаясь в двух направлениях, обеспечивает отлив воды из глубокой шахты и подъем из нее руды. Внимательно знакомясь с устройством колеса, нельзя не удивляться мастерству средневековых инженеров; эта машина вошла в историю человечества и заняла там почетное место.
Сочетание плотины, гарантирующей постоянный приток воды, с наливным верхнебойным колесом есть завершение длительного процесса в развитии техники. В XI–XIII веках водяные колеса завоевали мукомольное дело, в XII–XIV веках – сукноделательное производство, а в XIV веке – еще и горное дело и металлургию.
Было время, когда в огромных ступальных колесах передвигалось до пятидесяти человек: Внутри колеса, в темноте, без притока свежего воздуха, люди карабкались с перекладины на перекладину, весом своих тел вращая проклятое колесо. Увечил, неизбежные кровохаркания, ранняя смерть были уделом рабов, приводивших в движение эти страшные машины. Было время, когда до пятисот лошадей приводили в движение водоподъемные машины на рудниках. Энергия воды пришла на смену энергии человека и животных. Водяные колеса были последним звеном в энергетической цепи, продолжение которой создано сперва паром, а потом. – электричеством.
Туманные берега Темзы. Грязная вода этой реки, игравшей некогда роль сточной канавы Лондона, медленно движется в океан. На берегу Темзы высится старинное здание лондонской водокачки «The water works of London Bridge». Отсюда вода перекачивалась в бесчисленные жилые кварталы Лондона. В пролетах, между мостовыми опорами, были установлены огромные водяные колеса. Это были одни из самых больших в мире колес. С их помощью приводились в движение насосы, снабжавшие Лондон водой. Водокачка проработала 250 лет. История водяного колеса знает и еще один случай постройки этих машин в громадных размерах. В предместье Парижа Марли также стояли гигантские водяные колеса, имевшие, впрочем, более поэтическое назначение, чем водокачка Лондона. Это сооружение было рождено блестящей эпохой Людовика XIV. Голландец Раннекен, вызванный ко двору «короля-солнца», должен был разрешить труднейшую задачу – дать воду версальским фонтанам.
Местечко Марли стоит на левом берегу Сены, в восьми километрах от Версаля. В 1682 году знаменитая машина Раннекена была готова. Она представляла сложную систему гигантских вододействующих колес и насосов, поднимавших воду из Сены на высоту в 155 метров. По огромному акведуку вода направлялась в водохранилище, а оттуда в Версаль. Четырнадцать водяных колес, по семи метров в диаметре каждое, приводили в движение 235 насосов. Это сооружение, действительно, было чудом техники для своего времени, и вскоре о нем заговорил весь мир. Таких колес никогда и нигде не строили; Раннекен превзошел самого себя. Версальские фонтаны выбрасывали высоко в небо водяные струи, вызывая всеобщее изумление и восхищение. Нашлись подражатели. В далекой России Петр I строил свой Версаль – Петергоф с его замечательными фонтанами.
Через сто лет после Раннекена в Марли приехал Джемс Уатт. Рассказывают, что, осматривая огромные водяные колеса и неуклюжие насосы с бесчисленными приспособлениями, занимавшими громадную площадь в двадцать километров, Уатт долго и много смеялся. Он смеялся над «чудом» Людовика XIV, дававшим мощность всего в 124 лошадиные силы. Тогда уже был найден новый источник энергии – пар, и переживала свое детство паровая машина.
В России, позже других стран вступившей на путь промышленного развития, сочетались все виды перечисленных выше двигателей. Но мускульная сила человека использовалась охотнее всего остального. Человек в условиях крепостничества был самой дешевой машиной. Лишь кое-где в металлургии и горном деле, по причине особого характера этих производств, применялась сила животных, а позже и воды. С точки зрения применения последней, эти отрасли русской промышленности нисколько не отставали от уровня мировой техники своего времени. История горного Урала и Алтая в ряде случаев подтверждает это: пример – колеса Фролова.
В ЗМЕИНОГОРСКЕ
СОВРЕМЕННИКИ И ФРОЛОВ
БОЛЬШОЕ КОЛЕСО
Такая замена человеческих мускулов энергией ветра и воды произошла не сразу. Для ее осуществления потребовались многие сотни лет…
Указать точно или даже приблизительно, когда были введены в практику первые водяные колеса, чрезвычайно трудно. Человечество должно было накопить большой опыт, чтобы дойти до этой, сравнительно несложной, машины. На смену человеческой силе сначала пришла двигательная сила животных. Египетские «сакие» оказались, таким образом, важным этапом в развитии машины. «Сакие» представляет продукт грубой плотничьей работы. На деревянном валу вертикально посажено деревянное же зубчатое колесо. Зубцы этого колеса при вращении передают движение другому колесу, горизонтальному, вал которого скреплен с деревянным кругом, а через круг перекинута веревочная «цепь». К «цепи» прикреплены глиняные бадьи, которые опускаются вниз, черпают воду и поднимают ее наверх. Из бадей вода собирается в жолоб или резервуар.
По Агриколе.
По Агриколе.
Горное дело древнего мира знало крупные рудники. Так, на рудниках Нового Карфагена насчитывалось 40 тысяч рабов, а в Лаврийских копях и того больше – 60 тысяч. Все это свидетельствует о крупных размерах разработки полезных ископаемых. Такие рудники, без сомнения, пользовались более совершенными водоотводами и водоподъемными устройствами, чем грубо сколоченные сооружения египтян. В средние века этот процесс улучшения и совершенствования горной механики пошел дальше, и водяные колеса нескольких типов имели широкое распространение в Испании, Сицилии и особенно в Германии.
Агрикола – ученый XVI века – оставил в своих трудах драгоценные сведения для истории техники средних веков. Он не только обобщил современный ему опыт, но, критически его освоив, обогнал всех своих сотоварищей по горному делу. Сначала водяные колеса были подливными. В IV веке в Германии и в VI веке во Франции можно было наблюдать их работу. Вода подводилась к нижней части подливного колеса, подливалась и заставляла колесо вращаться. При самых выгодных условиях крупные нижнебойные колеса могли развивать мощность до десяти лошадиных сил. Наливные верхнебойные колеса составили высшую ступень развития этих машин. С XI века наливные колеса нашли себе широкое применение в Германии. Вода стекает сверху на лопасти и, действуя, главным образом, силой тяжести, отдает колесу запас своей энергии. Наливные колеса дали возможность лучше использовать энергию воды. Они вскоре получили господство над колесами подливными, и одновременно с этим совершился первый переворот в горной промышленности. Второй произошел много позже и связан с именем Уатта. Подливные колеса применялись только там, где установить наливные не представлялось возможным.
По Агриколе.
А – водохранилище, В – лоток, подводящий воду, С, D – рычаги, Е, J – жолоба, подающие воду на колесо, G и Н – лопатки, F – вал, K – цепной барабан, L – подъемная цепь, M – бадья, N – будка, О – машинист, Р – рабочие, опоражнивающие бадьи.
Агрикола подробно описывает наливные установки и дает ряд инструкций по их использованию. На рисунке показано водоподъемное устройство, действующее при помощи наливного колеса. Это устройство Агрикола называет самым крупным и совершенным. Огромное колесо составлено из двух частей, лопатки которых направлены в разные стороны. Из будки, ухватившись обеими руками за рычаги и нагнувшись вниз, следит «управляющий водяным колесом». Он попеременно то открывает, то закрывает заслонки, регулирующие поступление воды на лопатки Колеса. Вот он закрывает левую заслонку, бадья поднята наверх, и ее сейчас опорожнят от воды. Колесо остановилось, приток воды на лопатки прекратился. Вода вылита и пустая бадья готова к спуску в шахту. Уверенно опускается рука, и правый рычаг поднимается вверх, открывая доступ воде на колесо: пустая бадья опускается вниз, а наверх медленно ползет другая, наполненная водой. Затем колесо пускается в обратном направлении. Так поочередно поднимают воду из шахты то первой, то второй бадьей. Это большое водяное колесо, вращаясь в двух направлениях, обеспечивает отлив воды из глубокой шахты и подъем из нее руды. Внимательно знакомясь с устройством колеса, нельзя не удивляться мастерству средневековых инженеров; эта машина вошла в историю человечества и заняла там почетное место.
Сочетание плотины, гарантирующей постоянный приток воды, с наливным верхнебойным колесом есть завершение длительного процесса в развитии техники. В XI–XIII веках водяные колеса завоевали мукомольное дело, в XII–XIV веках – сукноделательное производство, а в XIV веке – еще и горное дело и металлургию.
Было время, когда в огромных ступальных колесах передвигалось до пятидесяти человек: Внутри колеса, в темноте, без притока свежего воздуха, люди карабкались с перекладины на перекладину, весом своих тел вращая проклятое колесо. Увечил, неизбежные кровохаркания, ранняя смерть были уделом рабов, приводивших в движение эти страшные машины. Было время, когда до пятисот лошадей приводили в движение водоподъемные машины на рудниках. Энергия воды пришла на смену энергии человека и животных. Водяные колеса были последним звеном в энергетической цепи, продолжение которой создано сперва паром, а потом. – электричеством.
Туманные берега Темзы. Грязная вода этой реки, игравшей некогда роль сточной канавы Лондона, медленно движется в океан. На берегу Темзы высится старинное здание лондонской водокачки «The water works of London Bridge». Отсюда вода перекачивалась в бесчисленные жилые кварталы Лондона. В пролетах, между мостовыми опорами, были установлены огромные водяные колеса. Это были одни из самых больших в мире колес. С их помощью приводились в движение насосы, снабжавшие Лондон водой. Водокачка проработала 250 лет. История водяного колеса знает и еще один случай постройки этих машин в громадных размерах. В предместье Парижа Марли также стояли гигантские водяные колеса, имевшие, впрочем, более поэтическое назначение, чем водокачка Лондона. Это сооружение было рождено блестящей эпохой Людовика XIV. Голландец Раннекен, вызванный ко двору «короля-солнца», должен был разрешить труднейшую задачу – дать воду версальским фонтанам.
Местечко Марли стоит на левом берегу Сены, в восьми километрах от Версаля. В 1682 году знаменитая машина Раннекена была готова. Она представляла сложную систему гигантских вододействующих колес и насосов, поднимавших воду из Сены на высоту в 155 метров. По огромному акведуку вода направлялась в водохранилище, а оттуда в Версаль. Четырнадцать водяных колес, по семи метров в диаметре каждое, приводили в движение 235 насосов. Это сооружение, действительно, было чудом техники для своего времени, и вскоре о нем заговорил весь мир. Таких колес никогда и нигде не строили; Раннекен превзошел самого себя. Версальские фонтаны выбрасывали высоко в небо водяные струи, вызывая всеобщее изумление и восхищение. Нашлись подражатели. В далекой России Петр I строил свой Версаль – Петергоф с его замечательными фонтанами.
Через сто лет после Раннекена в Марли приехал Джемс Уатт. Рассказывают, что, осматривая огромные водяные колеса и неуклюжие насосы с бесчисленными приспособлениями, занимавшими громадную площадь в двадцать километров, Уатт долго и много смеялся. Он смеялся над «чудом» Людовика XIV, дававшим мощность всего в 124 лошадиные силы. Тогда уже был найден новый источник энергии – пар, и переживала свое детство паровая машина.
В России, позже других стран вступившей на путь промышленного развития, сочетались все виды перечисленных выше двигателей. Но мускульная сила человека использовалась охотнее всего остального. Человек в условиях крепостничества был самой дешевой машиной. Лишь кое-где в металлургии и горном деле, по причине особого характера этих производств, применялась сила животных, а позже и воды. С точки зрения применения последней, эти отрасли русской промышленности нисколько не отставали от уровня мировой техники своего времени. История горного Урала и Алтая в ряде случаев подтверждает это: пример – колеса Фролова.
В ЗМЕИНОГОРСКЕ
Змеиногорский рудник с каждым годом ширился, и серебро регулярно отправлялось через Барнаул в столицу империи – Петербург. Но на пути развития этого важнейшего района стояла грозная, трудная перспектива безлюдья.
Особенности Алтая проявлялись во многих чертах. Эксплоатация крестьян и рабочих также имела там свою специфику. Работа на Алтайских рудниках была поставлена на военную ногу, и рабочие рудников числились всю свою жизнь на действительной военной службе. Они были сведены в роты и полки. По барабанному бою затемно подымались они на работу. Поздно вечером тот же барабан оповещал конец тяжелого, многочасового подземного рабочего дня. Малейшая провинность влекла за собой военный суд, жесточайшие телесные наказания и даже смертную казнь. Весь персонал алтайских государственных предприятий выносил на своей спине двойную тяжесть рабского труда и военной кабалы. Что же удивительного в том, что на Алтае так часты были волнения подневольных людей. Побеги во времена Фролова приобрели настолько массовый характер, что рудники почти оголились от рабочей силы. Известный своими консервативными убеждениями современник пишет об алтайском рабочем:
«Вообще надлежит оказать об алтайских горных и заводских людях, наипаче о таких, кои родились от крови горных людей, что они на все способны и употребительны. По правде сказать можно, что нет у них недостатка в остроте, но более в хороших предметах. Некоторые дети простых людей подражали наилучшему рисованию пером и сделались бы при надлежащем обучении наилучшими живописцами. Простой кузнец сделал большие медные с боем часы, кои долго шли справедливо… Кроме всех выше упомянутых упражнений и искусств, к коим горный рабочий на Алтае способен, он еще отменный охотник, прыткий ездок и в необходимом случае действительно наилучший солдат; он отважен, вольнолюбив, неустрашим и ко всевозможным неудобствам приобычен». [16]
Эти замечательные, в лучшем смысле этого слова, люди были пионерами, осваивавшими дикие и неприступные дебри Алтайских гор. Страшным, нелепым диссонансом врывались в борьбу человека со стихией нравы крепостников-эксплоататоров. Эти двуногие звери были страшнее всех сил природы, взятых вместе.
Люди бросали рудники, уходили навстречу голодной смерти в тайгу, в необжитые районы. Они уходили все большими массами от дикого произвола, царившего на рудниках. Приостанавливались горные работы, вода затопляла шахты, серебра плавилось все меньше… Генерал Порошин, главный управитель Колывано-Воскресенских заводов, метал громы и молнии. Он вызывал к себе в Барнаул Фролова и других горных офицеров и приказывал принимать любые меры к удержанию уровня выплавки серебра. Он угрожал им виселицей. Господа офицеры разъезжались по рудникам, и выше подымалась волна террора. Но результат не оправдывал ожиданий – еще больше убегало людей в тайгу. Их ловили, головы катились с плах. Но дела становились все хуже. Что переживал в эти дни Фролов? Самые худшие его предположения полностью подтверждались. Жить в алтайском кровавом аду становилось не под силу. Он рвался обратно на Урал, отправляя одну просьбу за другой в далекий Петербург.
В 1763 году, через год после прибытия Фролова на Алтай, из Петербурга пришел ответ. Он состоял из двух частей. Во-первых, Фролову присваивалось звание шихтмейстера. Во-вторых, по представлению бергколлегии, правительствующий сенат предписывал канцелярии Колывано-Воскресенского горного округа возвратить его обратно на Урал, в Екатеринбург. Указ сената гласил: «По уважению нужной в нем надобности при Екатеринбургских производствах исправлениями и установом по его искусству промываленного действия; також и других, еще им же, Фроловым, обещаемых, как в промывке руд, так и что по должности его касается, а велено отправить на Колыванские заводы из других таких же чинов, знающих то дело, или из его, Фролова, потомков».
Велика была радость всей семьи Фроловых, но только преждевременна. Указ сената привел генерала Порошина в ярость. Он немедленно послал рапорт на высочайшее имя, в котором категорически просил об отмене сенатского указа. Порошин угрожал персональной отставкой, и надо признать, что категоричность его аргументов имела все основания. Решающим звеном Колывано-Воскресенских заводов был Змеиногорск, а в Змеиногорске более толкового человека, чем Фролов, отыскать было невозможно. И вот пришлось Фролову впредь до нового распоряжения распаковать свои вещи. Вскоре из столицы, одновременно от сената и из кабинета Екатерины II, пришел новый указ:
«…По докладу от оного [Порошина] о Фролове, ея императорское величество повелеть соизволила послать из сената указ в бергколлегию, чтоб оная затруднения о Фролове не делала и оставила бы на Колыванских заводах, и что ея императорское величество, при случившемся тогда сенаторе Неплюеве, словесно подтвердить изволила, чтоб как сенат, так и бергколлегия в нужных Колыванским заводам вспоможениях затруднения не делали».
Особенности Алтая проявлялись во многих чертах. Эксплоатация крестьян и рабочих также имела там свою специфику. Работа на Алтайских рудниках была поставлена на военную ногу, и рабочие рудников числились всю свою жизнь на действительной военной службе. Они были сведены в роты и полки. По барабанному бою затемно подымались они на работу. Поздно вечером тот же барабан оповещал конец тяжелого, многочасового подземного рабочего дня. Малейшая провинность влекла за собой военный суд, жесточайшие телесные наказания и даже смертную казнь. Весь персонал алтайских государственных предприятий выносил на своей спине двойную тяжесть рабского труда и военной кабалы. Что же удивительного в том, что на Алтае так часты были волнения подневольных людей. Побеги во времена Фролова приобрели настолько массовый характер, что рудники почти оголились от рабочей силы. Известный своими консервативными убеждениями современник пишет об алтайском рабочем:
«Вообще надлежит оказать об алтайских горных и заводских людях, наипаче о таких, кои родились от крови горных людей, что они на все способны и употребительны. По правде сказать можно, что нет у них недостатка в остроте, но более в хороших предметах. Некоторые дети простых людей подражали наилучшему рисованию пером и сделались бы при надлежащем обучении наилучшими живописцами. Простой кузнец сделал большие медные с боем часы, кои долго шли справедливо… Кроме всех выше упомянутых упражнений и искусств, к коим горный рабочий на Алтае способен, он еще отменный охотник, прыткий ездок и в необходимом случае действительно наилучший солдат; он отважен, вольнолюбив, неустрашим и ко всевозможным неудобствам приобычен». [16]
Эти замечательные, в лучшем смысле этого слова, люди были пионерами, осваивавшими дикие и неприступные дебри Алтайских гор. Страшным, нелепым диссонансом врывались в борьбу человека со стихией нравы крепостников-эксплоататоров. Эти двуногие звери были страшнее всех сил природы, взятых вместе.
Люди бросали рудники, уходили навстречу голодной смерти в тайгу, в необжитые районы. Они уходили все большими массами от дикого произвола, царившего на рудниках. Приостанавливались горные работы, вода затопляла шахты, серебра плавилось все меньше… Генерал Порошин, главный управитель Колывано-Воскресенских заводов, метал громы и молнии. Он вызывал к себе в Барнаул Фролова и других горных офицеров и приказывал принимать любые меры к удержанию уровня выплавки серебра. Он угрожал им виселицей. Господа офицеры разъезжались по рудникам, и выше подымалась волна террора. Но результат не оправдывал ожиданий – еще больше убегало людей в тайгу. Их ловили, головы катились с плах. Но дела становились все хуже. Что переживал в эти дни Фролов? Самые худшие его предположения полностью подтверждались. Жить в алтайском кровавом аду становилось не под силу. Он рвался обратно на Урал, отправляя одну просьбу за другой в далекий Петербург.
В 1763 году, через год после прибытия Фролова на Алтай, из Петербурга пришел ответ. Он состоял из двух частей. Во-первых, Фролову присваивалось звание шихтмейстера. Во-вторых, по представлению бергколлегии, правительствующий сенат предписывал канцелярии Колывано-Воскресенского горного округа возвратить его обратно на Урал, в Екатеринбург. Указ сената гласил: «По уважению нужной в нем надобности при Екатеринбургских производствах исправлениями и установом по его искусству промываленного действия; також и других, еще им же, Фроловым, обещаемых, как в промывке руд, так и что по должности его касается, а велено отправить на Колыванские заводы из других таких же чинов, знающих то дело, или из его, Фролова, потомков».
Велика была радость всей семьи Фроловых, но только преждевременна. Указ сената привел генерала Порошина в ярость. Он немедленно послал рапорт на высочайшее имя, в котором категорически просил об отмене сенатского указа. Порошин угрожал персональной отставкой, и надо признать, что категоричность его аргументов имела все основания. Решающим звеном Колывано-Воскресенских заводов был Змеиногорск, а в Змеиногорске более толкового человека, чем Фролов, отыскать было невозможно. И вот пришлось Фролову впредь до нового распоряжения распаковать свои вещи. Вскоре из столицы, одновременно от сената и из кабинета Екатерины II, пришел новый указ:
«…По докладу от оного [Порошина] о Фролове, ея императорское величество повелеть соизволила послать из сената указ в бергколлегию, чтоб оная затруднения о Фролове не делала и оставила бы на Колыванских заводах, и что ея императорское величество, при случившемся тогда сенаторе Неплюеве, словесно подтвердить изволила, чтоб как сенат, так и бергколлегия в нужных Колыванским заводам вспоможениях затруднения не делали».
СОВРЕМЕННИКИ И ФРОЛОВ
Фролов навсегда остался на Алтае. Порошин мог радоваться, что на Змеиной горе ему удалось удержать замечательнейшего из горных мастеров всей России. Долго не мог примириться со случившимся сам Фролов. Но горно-военная служба – не шутка, и ему пришлось считаться с фактом. Потянулись годы мучений, обид. Постепенно время сгладило горечь пережитого, к Фролову вернулось прежнее неукротимое стремление к техническому творчеству. Люди все еще бежали с Алтая. Жизнь не переделаешь, и не об этом думал Фролов. Зато вопрос о возможности замены труда людей машинами волновал его глубоко. Новые промывательные устройства и толчейные мельницы были построены им в 1781 году, и тогда же Фролов получил повышение. Его назначили управляющим Змиевским рудником. Кузьма Дмитриевич подходил к пятидесятому году жизни. Именно с этого возраста алтайский механик вступил в важнейшую полосу своей биографии.
Еще на Урале Фролов начал борьбу с водой, этим злейшим врагом горных выработок. Положение в Змеиногорске, как мы это уже подчеркивали, осложнялось малым количеством рабочих людей. А между тем подъем руды из шахт, откачка воды вручную – все это требовало очень большого количества рабочей силы. Часть Змеиногорских разработок пришлось приостановить. Назрела острая необходимость в другого рода двигателях.
Фролов неоднократно встречал водяные колеса на Урале и устройство их знал хорошо еще со школьной скамьи. Такое колесо он построил в Барнауле для молота в кузнице, но это было наливное колесо небольших размеров. Только в 1783 году Кузьма Дмитриевич осуществил, наконец, мечту многих лет своей жизни. Он сконструировал первое гигантское водяное колесо для водоотлива из шахты. Пройдут годы. Уже после смерти Фролова через Змеиногорск будут проезжать редкие путешественники. С понятным недоверием будут они слушать фантастические рассказы о механических чудесах, заключенных в горе Змеиной. Один из них оставит следующую запись:
«Кто посещал Змеиногорский рудник, тот, конечно, с удовольствием осматривал производимые на оном работы, превышающие, кажется, силы человеческие, и механические устройства, облегчающие труды рудокопателей при извлечении сокровищ из недр земных. Удивленный путешественник спросит невольно: кем устроены в глубоких храминах земли сии огромные колеса, каких не существует ни в одном из российских рудников, приводимые в движение водой, протекающей через длинные каналы, высеченные в камне? Изобретатель сего механизма есть берггауптман 6 класса Козьма Дмитриевич Фролов». [17]
Отыщется другой путешественник, который не пожелает снизойти до внимательного ознакомления с трудами старого алтайского механика и попытается обманным путем развенчать Фролова. Этот прихвостень от науки, посвятивший свой труд «его сиятельству действительному тайному советнику и пр. пр. пр…графу Алексею Кирилловичу Разумовскому», оставит после себя такие строки: «…Что же касается до различных построенных там машин, то я по сему предмету почел за нужное много не распространяться, ибо все оне устроены или по планам нынешних, или старинных машин германских рудников….» Ловко оговорившись, он не постесняется в другом месте своего сочинения просто наврать: «Поперешник колеса Вознесенской машины 6 аршин и 8 вершков [какая точность! – Б. М.], а Екатерининской 6 аршин». [18]
Вознесенское водоналивное колесо, построенное Фроловым, имело семь сажен в диаметре. Это огромное, величиной с пятиэтажный дом, колесо-гигант получило от рабочих Змиевки название «слонового». Зачем же понадобилось писателю Шангину, современнику Фролова, клеветать на первого русского гидротехника?
Впрочем, из клеветы Шангина ничего не вышло. История русской техники знает Фролова, который в алтайской глуши установил водяные колеса, представлявшие чудо для своего времени. Оставим ложь, которой исполнилось 130 лет, и вернемся в Змеиногорск 1783 года.
Еще на Урале Фролов начал борьбу с водой, этим злейшим врагом горных выработок. Положение в Змеиногорске, как мы это уже подчеркивали, осложнялось малым количеством рабочих людей. А между тем подъем руды из шахт, откачка воды вручную – все это требовало очень большого количества рабочей силы. Часть Змеиногорских разработок пришлось приостановить. Назрела острая необходимость в другого рода двигателях.
Фролов неоднократно встречал водяные колеса на Урале и устройство их знал хорошо еще со школьной скамьи. Такое колесо он построил в Барнауле для молота в кузнице, но это было наливное колесо небольших размеров. Только в 1783 году Кузьма Дмитриевич осуществил, наконец, мечту многих лет своей жизни. Он сконструировал первое гигантское водяное колесо для водоотлива из шахты. Пройдут годы. Уже после смерти Фролова через Змеиногорск будут проезжать редкие путешественники. С понятным недоверием будут они слушать фантастические рассказы о механических чудесах, заключенных в горе Змеиной. Один из них оставит следующую запись:
«Кто посещал Змеиногорский рудник, тот, конечно, с удовольствием осматривал производимые на оном работы, превышающие, кажется, силы человеческие, и механические устройства, облегчающие труды рудокопателей при извлечении сокровищ из недр земных. Удивленный путешественник спросит невольно: кем устроены в глубоких храминах земли сии огромные колеса, каких не существует ни в одном из российских рудников, приводимые в движение водой, протекающей через длинные каналы, высеченные в камне? Изобретатель сего механизма есть берггауптман 6 класса Козьма Дмитриевич Фролов». [17]
Отыщется другой путешественник, который не пожелает снизойти до внимательного ознакомления с трудами старого алтайского механика и попытается обманным путем развенчать Фролова. Этот прихвостень от науки, посвятивший свой труд «его сиятельству действительному тайному советнику и пр. пр. пр…графу Алексею Кирилловичу Разумовскому», оставит после себя такие строки: «…Что же касается до различных построенных там машин, то я по сему предмету почел за нужное много не распространяться, ибо все оне устроены или по планам нынешних, или старинных машин германских рудников….» Ловко оговорившись, он не постесняется в другом месте своего сочинения просто наврать: «Поперешник колеса Вознесенской машины 6 аршин и 8 вершков [какая точность! – Б. М.], а Екатерининской 6 аршин». [18]
Вознесенское водоналивное колесо, построенное Фроловым, имело семь сажен в диаметре. Это огромное, величиной с пятиэтажный дом, колесо-гигант получило от рабочих Змиевки название «слонового». Зачем же понадобилось писателю Шангину, современнику Фролова, клеветать на первого русского гидротехника?
Впрочем, из клеветы Шангина ничего не вышло. История русской техники знает Фролова, который в алтайской глуши установил водяные колеса, представлявшие чудо для своего времени. Оставим ложь, которой исполнилось 130 лет, и вернемся в Змеиногорск 1783 года.
БОЛЬШОЕ КОЛЕСО
Невысокие горы, покрытые лесом, окружали рудник. На самой же Змеиной горе, из недр которой добывались руды, никаких признаков растительности не было. Лишь кое-где сиротливо выглядывала тощая, высохшая трава. Геолог, шутя, сказал бы, что природа все свое внимание обратила здесь на царство минералов, а скудная растительность понадобилась ей только для того, чтобы придать больше блеска этому миру камня. в самом деле, в ту пору Змеиногорск был богатейшим серебряным рудником.
Деревянные дома казенных построек, низкие, как бы вросшие в землю, раскинулись по откосу горы. Среди деревянных построек возвышалось каменное двухэтажное здание сереброплавильного завода. Рудник и завод были окружены крепостной стеной из дерева и камня. В описываемое время подземные работы производились на глубинах свыше ста метров от поверхности земли. Первоначально, еще при Демидовых, руду добывали с поверхности. Эти наружные работы назывались разносами. Первый разнос был выработан в длину более чем на восемьдесят метров, в ширину до двадцати метров, а в глубину до десяти метров. Этот огромный котлован, зиявший на поверхности горы, оказался впоследствии заброшенным, ввиду перехода на подземные работы. Второй разнос был еще большим по размеру: его длина достигала ста двадцати метров, поперечник – восьмидесяти метров, а глубина доходила до тридцати метров! Невольно сравниваешь эти глубокие разносы с алмазными копями Южной Африки. Когда наиболее богатые серебряные руды с поверхности были выбраны, начались подземные работы. Все глубже опускались в недра гор шахты, и работы производились одновременно во многих подземных этажах. Таких этажей было шесть. Все они соединялись между собой несколькими шахтами. Преображенская шахта, имевшая в глубину около ста метров, шла в самом центре рудной жилы. Екатерининская, Вознесенская, Полуденная, Васильевская и Гавриловская шахты в разных местах пересекали подземные этажи. Этими шахтами пользовались для подъема руды и для водоотлива. Первый этаж проходил на глубине до двадцати метров и имел сообщение с Вознесенской и Преображенской шахтами. Второй этаж начинался ниже Крестительской штольни, имя которой тесно связано с Фроловым. Все глубже уходили горные работы. Третий, четвертый, пятый и нижний – шестой – этажи заканчивали на глубине свыше ста метров сложную систему вертикальных и горизонтальных выработок, то широких и высоких, то узких и низких, так что в них с трудом пробирался человек.
Сверкали топоры плотников, разлетались в стороны щепы сухой древесины. Под землей шла горячая работа, – там сооружали огромных размеров грот. С поверхности в гору проводили штольню, по которой вода речки Змиевки прошла бы к водяному колесу.
Этими работами руководил лично Фролов. Наиболее сметливым рабочим он выдавал схематические чертежи, по которым должно было выполнять задания.
То, что задумал Фролов, действительно, превышало силы человеческие. Циклопическое водяное колесо само по себе должно было представлять чудо механики, но колесом дело не исчерпывалось. Оно устанавливалось не на реке, не под голубым шатром алтайского неба, а глубоко в земле. Пожалуй, еще труднее, чем постройка колеса, оказывалась вырубка в каменных твердынях места для его установки. Этот подземный храм – второе чудо алтайского механика. Не один месяц продолжалось сооружение Вознесенского водяного колеса, и вот, наконец, пришел долгожданный момент пуска машины.
Вода бурливой алтайской речонки Змиевки ринулась внутрь горы, несясь по подземному каналу и омывая облицованное камнем русло. Вода собиралась в особый ларь, из которого должна была падать на лопасти колеса. Это громадное колесо недвижимо и гордо возвышалось в подземном каменном дворце. Где та чудовищная сила, которая сдвинет с места этот мертвый гигант?
Боязливо оглядываясь, толпились вокруг с непокрытыми головами зрители – змеиногорские обыватели. Строители невиданного колеса, во главе с Фроловым, застыли каждый на своем посту в напряженном ожидании момента, который завершит их огромный труд. Пылали смоляные факелы, неровными переливами красного света покрывая уходившие ввысь стены грота. В подземелье царила торжественная тишина, когда Фролов открыл заслонку. Вода с шумом ударила по лопастям колеса. Лениво вздрогнув, как бы нехотя, заворочалось чудовище. Вместе с колесом в бесконечный круговой путь двинулся и длинный вал, соединенный с осью колеса. Движение через кривошип передалось опущенным в глубь шахты штангам. Вверх и вниз запрыгали поршни в чугунных трубах-цилиндрах, поднимая воду.
Чудо совершилось. В Змеиногорске было мало людей, которые бы не шептали этого словечка: чудо! А между тем что произошло? Заработало первое в России колесо-гигант. Исправно, без перебоев, начало оно выполнять свое дело, заменяя тяжелый труд множества людей.
Прошли годы. В 1828 году в Змеиногорск прибыл путешественник, штаб-лекарь Брыков. В своих мемуарах он описал недра горы Змеиной.
«Спустись через Усть-Луговую штольню с проводником и горной лампой в руках, шли мы подземным ходом во внутренность горы, сначала довольно прямым, потом извилистым коридором. В боковой стене сего тесного коридора мы встретили кузницу, устроенную здесь для правки горного инструмента. В подземном царстве Плутона беспрерывно производилась работа; огонь в горнах не угасал ни днем, ни ночью; тяжелые молоты, ударяясь в наковальни, производили глухой звук, повторяемый эхом.
Мы шли вперед, повеяло свежестью и вскоре послышался шум, подобный происходящему от мельничных колес. Закончился коридор, и мы вышли в каменный дворик; в одной стороне его мы увидели огромное колесо до 7 сажен в диаметре, служащее для отливания воды из рудника. К концу оси колеса были прикреплены членосоставные рычаги, длиною в 40 сажен, с помощью которых поднималась вода. Дальше вода выливалась в бассейн, откуда другими насосами поднималась еще выше. Несколько человек занимались перекаткой руды на тачках к Екатерининской шахте, накладывали руду в подъемные бадьи. Подъем был устроен так, что одна бадья поднималась и канат навивался на вал ворота, а другая в то время свивалась с оного и опускалась вниз. Другие рабочие осьмигранным, наподобие длинного и толстого гвоздя, инструментом буравили в крепкой, из рогового камня состоящей породе скважины (шпуры), глубиной в 12 вершков. Каждый рабочий обязан был пробить в день два шпура; по окончании буравления сделанные отверстия набивались порохом и замазывались глиной. В глину через небольшое отверстие вставлялась камышовая тростинка, набитая порохом, она зажигалась после фитилем. Происходил взрыв, и значительная часть каменной стены, разбитая в куски, отваливалась. Многие работы на руднике производились» гидравлическими машинами. Вода, действуя на колеса, служила как для выливания накапливающейся в руднике воды, так и для движения рудоподъемных колес и промывания измельченной руды».
Деревянные дома казенных построек, низкие, как бы вросшие в землю, раскинулись по откосу горы. Среди деревянных построек возвышалось каменное двухэтажное здание сереброплавильного завода. Рудник и завод были окружены крепостной стеной из дерева и камня. В описываемое время подземные работы производились на глубинах свыше ста метров от поверхности земли. Первоначально, еще при Демидовых, руду добывали с поверхности. Эти наружные работы назывались разносами. Первый разнос был выработан в длину более чем на восемьдесят метров, в ширину до двадцати метров, а в глубину до десяти метров. Этот огромный котлован, зиявший на поверхности горы, оказался впоследствии заброшенным, ввиду перехода на подземные работы. Второй разнос был еще большим по размеру: его длина достигала ста двадцати метров, поперечник – восьмидесяти метров, а глубина доходила до тридцати метров! Невольно сравниваешь эти глубокие разносы с алмазными копями Южной Африки. Когда наиболее богатые серебряные руды с поверхности были выбраны, начались подземные работы. Все глубже опускались в недра гор шахты, и работы производились одновременно во многих подземных этажах. Таких этажей было шесть. Все они соединялись между собой несколькими шахтами. Преображенская шахта, имевшая в глубину около ста метров, шла в самом центре рудной жилы. Екатерининская, Вознесенская, Полуденная, Васильевская и Гавриловская шахты в разных местах пересекали подземные этажи. Этими шахтами пользовались для подъема руды и для водоотлива. Первый этаж проходил на глубине до двадцати метров и имел сообщение с Вознесенской и Преображенской шахтами. Второй этаж начинался ниже Крестительской штольни, имя которой тесно связано с Фроловым. Все глубже уходили горные работы. Третий, четвертый, пятый и нижний – шестой – этажи заканчивали на глубине свыше ста метров сложную систему вертикальных и горизонтальных выработок, то широких и высоких, то узких и низких, так что в них с трудом пробирался человек.
Сверкали топоры плотников, разлетались в стороны щепы сухой древесины. Под землей шла горячая работа, – там сооружали огромных размеров грот. С поверхности в гору проводили штольню, по которой вода речки Змиевки прошла бы к водяному колесу.
Этими работами руководил лично Фролов. Наиболее сметливым рабочим он выдавал схематические чертежи, по которым должно было выполнять задания.
То, что задумал Фролов, действительно, превышало силы человеческие. Циклопическое водяное колесо само по себе должно было представлять чудо механики, но колесом дело не исчерпывалось. Оно устанавливалось не на реке, не под голубым шатром алтайского неба, а глубоко в земле. Пожалуй, еще труднее, чем постройка колеса, оказывалась вырубка в каменных твердынях места для его установки. Этот подземный храм – второе чудо алтайского механика. Не один месяц продолжалось сооружение Вознесенского водяного колеса, и вот, наконец, пришел долгожданный момент пуска машины.
Вода бурливой алтайской речонки Змиевки ринулась внутрь горы, несясь по подземному каналу и омывая облицованное камнем русло. Вода собиралась в особый ларь, из которого должна была падать на лопасти колеса. Это громадное колесо недвижимо и гордо возвышалось в подземном каменном дворце. Где та чудовищная сила, которая сдвинет с места этот мертвый гигант?
Боязливо оглядываясь, толпились вокруг с непокрытыми головами зрители – змеиногорские обыватели. Строители невиданного колеса, во главе с Фроловым, застыли каждый на своем посту в напряженном ожидании момента, который завершит их огромный труд. Пылали смоляные факелы, неровными переливами красного света покрывая уходившие ввысь стены грота. В подземелье царила торжественная тишина, когда Фролов открыл заслонку. Вода с шумом ударила по лопастям колеса. Лениво вздрогнув, как бы нехотя, заворочалось чудовище. Вместе с колесом в бесконечный круговой путь двинулся и длинный вал, соединенный с осью колеса. Движение через кривошип передалось опущенным в глубь шахты штангам. Вверх и вниз запрыгали поршни в чугунных трубах-цилиндрах, поднимая воду.
Чудо совершилось. В Змеиногорске было мало людей, которые бы не шептали этого словечка: чудо! А между тем что произошло? Заработало первое в России колесо-гигант. Исправно, без перебоев, начало оно выполнять свое дело, заменяя тяжелый труд множества людей.
Прошли годы. В 1828 году в Змеиногорск прибыл путешественник, штаб-лекарь Брыков. В своих мемуарах он описал недра горы Змеиной.
«Спустись через Усть-Луговую штольню с проводником и горной лампой в руках, шли мы подземным ходом во внутренность горы, сначала довольно прямым, потом извилистым коридором. В боковой стене сего тесного коридора мы встретили кузницу, устроенную здесь для правки горного инструмента. В подземном царстве Плутона беспрерывно производилась работа; огонь в горнах не угасал ни днем, ни ночью; тяжелые молоты, ударяясь в наковальни, производили глухой звук, повторяемый эхом.
Мы шли вперед, повеяло свежестью и вскоре послышался шум, подобный происходящему от мельничных колес. Закончился коридор, и мы вышли в каменный дворик; в одной стороне его мы увидели огромное колесо до 7 сажен в диаметре, служащее для отливания воды из рудника. К концу оси колеса были прикреплены членосоставные рычаги, длиною в 40 сажен, с помощью которых поднималась вода. Дальше вода выливалась в бассейн, откуда другими насосами поднималась еще выше. Несколько человек занимались перекаткой руды на тачках к Екатерининской шахте, накладывали руду в подъемные бадьи. Подъем был устроен так, что одна бадья поднималась и канат навивался на вал ворота, а другая в то время свивалась с оного и опускалась вниз. Другие рабочие осьмигранным, наподобие длинного и толстого гвоздя, инструментом буравили в крепкой, из рогового камня состоящей породе скважины (шпуры), глубиной в 12 вершков. Каждый рабочий обязан был пробить в день два шпура; по окончании буравления сделанные отверстия набивались порохом и замазывались глиной. В глину через небольшое отверстие вставлялась камышовая тростинка, набитая порохом, она зажигалась после фитилем. Происходил взрыв, и значительная часть каменной стены, разбитая в куски, отваливалась. Многие работы на руднике производились» гидравлическими машинами. Вода, действуя на колеса, служила как для выливания накапливающейся в руднике воды, так и для движения рудоподъемных колес и промывания измельченной руды».