Потеря золота уменьшилась, а Фролов, по сути дела, стал наиболее сведущим в золотопромывательном деле человеком на всей территории Российской империи.
Промывательные конструкции, изобретенные Фроловым.
Современный рисунок.
Горное начальство назначило Фролова на должность бергмейстера всех Екатеринбургских золотых промыслов и послало в Петербург на имя бергколлегии прошение о награждении его обер-офицерским чином. Видимо, так сложились обстоятельства, что даже обербергамт не смог скрыть и не предать гласности замечательных открытий выходца из рабочей семьи Кузьмы Фролова. Все увеличивавшееся, благодаря неусыпным трудам «полевского юнца», количество березовского золота стоило мундирной офицерской мишуры и награждения чином. Но на пути увеличения золотодобычи стала вода, затоплявшая шахты. Непрерывно поднимались бадьи водоподъема, а воды в рудниках становилось все больше. Люди не в силах были выкачать всю воду из земных глубин; она заливала выработки. Положение приобретало катастрофический характер. Люди надсаживались, гибли от страшных условий труда. Но не это, конечно, было главной бедой; главное заключалось в том, что золотодобыча заметно уменьшалась. Тогда Фролов принялся за осуществление рискованного проекта.
Техническая интуиция подсказала ему этот поразительный по смелости и размаху план действий.
Подземный ход (штольня), длиной свыше двух километров, должен будет насквозь пронизать Березовскую гору. По этому ходу вода будет стекать непосредственно в речку, и тогда, наконец, осушатся подземные работы. Вся сложнейшая проблема решалась в проекте Фролова одним ударом. Мало того, подземный ход откроет новые сотни кварцевых золотоносных жил. Правда, возникали и некоторые сомнения. Уйдет ли вода? Найдут ли новое золото? Удастся ли пробить подземный ход на два километра? Никто нигде, в России по крайней мере, таких горных работ еще никогда не производил. Но не из тех людей был Фролов, чтобы отступить перед боязнью неизведанного. Задуманное должно быть выполнено.
Ночи без сна, лихорадочные дни, – Фролов переживал тревожный и радостный творческий подъем. Тревожный – от неизвестности, радостный – от предчувствия победы. Фантастический проект был принят в обербергамте с одобрением. Трудно сказать – почему. Вернее всего – по малограмотности начальства. Знали бы горные советники больше, не пошли бы на риск.
Но, в конце концов, всякий вопрос решало золото, а его становилось все меньше! Проект Фролова был утвержден.
Закипела работа. Все дальше в глубь горного массива уходила штольня. Однако не успел Фролов завершить начатое дело, как его, без всякого предупреждения, послали на Алтай. Сборы не должны были быть долгими – дело незамедлительное. Фролов оказался нужен Алтаю. На Березовке уже появились новые люди, взращенные Фроловым, а самому ему надлежало итти на другие, еще большей важности работы.
НА АЛТАЕ
К востоку от Уральского хребта раскинулась необозримо громадная Сибирская низменность. Бушевали стихии, вздымались земные недра, и Урал был плодом этих титанических усилий. Затем как будто бы устала земля, успокоилась и на тысячи километров легла сибирскими степями. Могучая Обь величаво несет свои воды через эту страну в Ледовитый океан. Но в юго-восточном углу Западной Сибири, там, где прячутся истоки Оби, земная кора образовала другие грандиозные горные складки.
Гордо поднял вершины Алтай, на много тысяч метров устремив свое темя ввысь. История горного Алтая, как и Урала, связана с черным именем Демидовых. Им нехватило Урала. Их люди рыскали по всей Сибири. Древние чудские копальни служили им верным следом.
В 1726 году Демидовы построили на Колыванском озере медеплавильный завод. Но этим их алтайские дела не закончились. В 1736 году на Алтае были найдены первые залежи серебра и золота, а в 1742 году открыт знаменитый впоследствии Змеиногорский рудник. Тогда же Демидовы отправили на Алтай опытных мастеров-иностранцев – Трейгера, Христиани и Юнг-Ханса. Эти люди построили там специальные печи для выплавки серебра и свинца.
Вскоре Алтайские заводы перешли в ведение кабинета ее императорского величества. С каждым годом они приобретали все большее значение и, наконец, стали главной базой по добыче русского серебра.
В 1762 году на заводах работало около 40 тысяч крестьян; за время с 1749 по 1762 год на них было выплавлено 4 227 пудов серебра (в среднем по 302 пуда в год). В 1762 году – год прибытия Фролова на Алтай – выплавили 406 пудов серебра! Так рос самый крупный в России Алтайский сереброплавильный район.
Фролов и его семья ехали на Алтай. В Барнауле, который был тогда еще совсем маленьким поселком, помещалась канцелярия Колывано-Воскресенских заводов. Здесь Фролов получил назначение в Змеиногорск. В Барнауле же он встретил своего старого товарища Ползунова. Школьный друг был захвачен идеей «огнедействующей машины». Друзья, как и в прежние времена, много спорили. Фролов твердо стоял на своем. На Алтае воды много; задача в том, чтобы совершенствовать водяные колеса, увеличивая их размеры, а огневые машины – роскошь и дело опасное.
Каждый думал о своем, у каждого были свои пути.
Фролов простился с Ползуновым и отправился в Змеиногорск. С первыми лучами солнца завертелись колеса немазаных телег; маленькие, обросшие густой шерстью, алтайские лошадки потянулись по дороге. Оставив Колыванское озеро в левой стороне, путники выехали на проселочную дорогу. Длинными обозами плелись по ней рудовозы. Крестьяне в высоких войлочных шапках погоняли своих кляч. В корытообразных телегах везли они руду, а угольщики в коробах тянули уголь. Обозы следовали на Змеиногорский завод. Навстречу шли пустые подводы. На узкой дороге, особенно возле мостов, случались заторы. Приходилось иной раз ждать более получаса, пока встречные обозы разъедутся. Ругань висела в чистом горном воздухе. Возчики ругали друг друга, но больше всего государыню императрицу и горное начальство. Иные крестьяне из приписанных к рудникам должны были приезжать сюда из своих деревень, которые находились за пятьсот и больше верст от Змеиногорска. Время стояло горячее, летнее, в полях пропадало добро, а завод наступал ногой на горло. Ругались долго и зло, обнажая в бранных словах корень тяжкой крестьянской обиды. Все это слышал Фролов и на Урале и на Онеге. Но здесь другие места, дикие и опасные. Каково будет на руднике работать? С одной стороны – начальство, с другой – эти люди. А самому Фролову придется, пожалуй, быть чем-то вроде куска красного железа между молотом и наковальней.
Вот и Змеиная гора. Свое название эта гора получила, как пишет Ренованц в академическом издании XVIII века, «от удивительного множества змей, которые сначала на оной находились, и в таком были множестве, что для искоренения подлежало их складывать в кучи и сожигать». Несколько больших деревянных строений и множество малых составляли заводской поселок. Возле поселка высоко поднималась Караульная сопка, господствуя над Змеиной и другими соседними горами. Более чем до половины она была покрыта кустарником, а на вершине ее торчали голые гранитные камни. Караульная сопка в то время оправдывала свое название. С поста, установленного на ней, солдаты зорко наблюдали за передвижением кочевников и давали знать об опасности гарнизону Змеиногорской крепости.
ПРЕДШЕСТВЕННИКИ И ФРОЛОВ
Кузьма Фролов всю свою последующую долгую жизнь провел на Змеиногорском руднике. Именно здесь проявился во всей полноте его глубокий талант механика. Вынужденный обстоятельствами произвести широкую замену людского труда энергией водяного двигателя, Фролов если не обогнал, то превзошел свой век. После Фролова, после его гигантских водяных колес, оставался уже один-единственный путь, избранный его товарищем Ползуновым, – путь паровых двигателей.
В Англии бурно совершался промышленный переворот, и паровая машина Уатта вела за собой побеждавшую старый мир буржуазию, а в крепостническо-феодальной России основным двигателем все еще оставались мускульная сила людей, сила животных и водяные колеса.
Экономические эпохи различаются не тем, что производится, а тем, как производится, какими орудиями труда, – так учат основоположники марксизма. Добыча руд насчитывала тысячелетия, но каждая эпоха имела свои способы, свои орудия для добычи руд и для извлечения из них необходимых человеческих металлов.
Инженер древнего Рима Витрувий дал знаменитое определение понятию машины: «Машина есть деревянное приспособление, оказывающее величайшие услуги при подъеме грузов».
Определение это способно вызвать в наш век железа и машин только улыбку, но тем не менее оно как нельзя лучше характеризует античную эпоху. Действительно, в то время машина была целиком сделана из дерева, и главной целью ее было поднятие тяжестей и воды. Последнее полностью относится и к горному делу древнего мира. Ручной ворот явился первой машиной для подъема руды и откачки из шахт воды. Силой, приводившей в движение эту примитивную машину, был человек.
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». 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.».
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.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Промывательные конструкции, изобретенные Фроловым.
Современный рисунок.
Горное начальство назначило Фролова на должность бергмейстера всех Екатеринбургских золотых промыслов и послало в Петербург на имя бергколлегии прошение о награждении его обер-офицерским чином. Видимо, так сложились обстоятельства, что даже обербергамт не смог скрыть и не предать гласности замечательных открытий выходца из рабочей семьи Кузьмы Фролова. Все увеличивавшееся, благодаря неусыпным трудам «полевского юнца», количество березовского золота стоило мундирной офицерской мишуры и награждения чином. Но на пути увеличения золотодобычи стала вода, затоплявшая шахты. Непрерывно поднимались бадьи водоподъема, а воды в рудниках становилось все больше. Люди не в силах были выкачать всю воду из земных глубин; она заливала выработки. Положение приобретало катастрофический характер. Люди надсаживались, гибли от страшных условий труда. Но не это, конечно, было главной бедой; главное заключалось в том, что золотодобыча заметно уменьшалась. Тогда Фролов принялся за осуществление рискованного проекта.
Техническая интуиция подсказала ему этот поразительный по смелости и размаху план действий.
Подземный ход (штольня), длиной свыше двух километров, должен будет насквозь пронизать Березовскую гору. По этому ходу вода будет стекать непосредственно в речку, и тогда, наконец, осушатся подземные работы. Вся сложнейшая проблема решалась в проекте Фролова одним ударом. Мало того, подземный ход откроет новые сотни кварцевых золотоносных жил. Правда, возникали и некоторые сомнения. Уйдет ли вода? Найдут ли новое золото? Удастся ли пробить подземный ход на два километра? Никто нигде, в России по крайней мере, таких горных работ еще никогда не производил. Но не из тех людей был Фролов, чтобы отступить перед боязнью неизведанного. Задуманное должно быть выполнено.
Ночи без сна, лихорадочные дни, – Фролов переживал тревожный и радостный творческий подъем. Тревожный – от неизвестности, радостный – от предчувствия победы. Фантастический проект был принят в обербергамте с одобрением. Трудно сказать – почему. Вернее всего – по малограмотности начальства. Знали бы горные советники больше, не пошли бы на риск.
Но, в конце концов, всякий вопрос решало золото, а его становилось все меньше! Проект Фролова был утвержден.
Закипела работа. Все дальше в глубь горного массива уходила штольня. Однако не успел Фролов завершить начатое дело, как его, без всякого предупреждения, послали на Алтай. Сборы не должны были быть долгими – дело незамедлительное. Фролов оказался нужен Алтаю. На Березовке уже появились новые люди, взращенные Фроловым, а самому ему надлежало итти на другие, еще большей важности работы.
НА АЛТАЕ
К востоку от Уральского хребта раскинулась необозримо громадная Сибирская низменность. Бушевали стихии, вздымались земные недра, и Урал был плодом этих титанических усилий. Затем как будто бы устала земля, успокоилась и на тысячи километров легла сибирскими степями. Могучая Обь величаво несет свои воды через эту страну в Ледовитый океан. Но в юго-восточном углу Западной Сибири, там, где прячутся истоки Оби, земная кора образовала другие грандиозные горные складки.
Гордо поднял вершины Алтай, на много тысяч метров устремив свое темя ввысь. История горного Алтая, как и Урала, связана с черным именем Демидовых. Им нехватило Урала. Их люди рыскали по всей Сибири. Древние чудские копальни служили им верным следом.
В 1726 году Демидовы построили на Колыванском озере медеплавильный завод. Но этим их алтайские дела не закончились. В 1736 году на Алтае были найдены первые залежи серебра и золота, а в 1742 году открыт знаменитый впоследствии Змеиногорский рудник. Тогда же Демидовы отправили на Алтай опытных мастеров-иностранцев – Трейгера, Христиани и Юнг-Ханса. Эти люди построили там специальные печи для выплавки серебра и свинца.
Вскоре Алтайские заводы перешли в ведение кабинета ее императорского величества. С каждым годом они приобретали все большее значение и, наконец, стали главной базой по добыче русского серебра.
В 1762 году на заводах работало около 40 тысяч крестьян; за время с 1749 по 1762 год на них было выплавлено 4 227 пудов серебра (в среднем по 302 пуда в год). В 1762 году – год прибытия Фролова на Алтай – выплавили 406 пудов серебра! Так рос самый крупный в России Алтайский сереброплавильный район.
Фролов и его семья ехали на Алтай. В Барнауле, который был тогда еще совсем маленьким поселком, помещалась канцелярия Колывано-Воскресенских заводов. Здесь Фролов получил назначение в Змеиногорск. В Барнауле же он встретил своего старого товарища Ползунова. Школьный друг был захвачен идеей «огнедействующей машины». Друзья, как и в прежние времена, много спорили. Фролов твердо стоял на своем. На Алтае воды много; задача в том, чтобы совершенствовать водяные колеса, увеличивая их размеры, а огневые машины – роскошь и дело опасное.
Каждый думал о своем, у каждого были свои пути.
Фролов простился с Ползуновым и отправился в Змеиногорск. С первыми лучами солнца завертелись колеса немазаных телег; маленькие, обросшие густой шерстью, алтайские лошадки потянулись по дороге. Оставив Колыванское озеро в левой стороне, путники выехали на проселочную дорогу. Длинными обозами плелись по ней рудовозы. Крестьяне в высоких войлочных шапках погоняли своих кляч. В корытообразных телегах везли они руду, а угольщики в коробах тянули уголь. Обозы следовали на Змеиногорский завод. Навстречу шли пустые подводы. На узкой дороге, особенно возле мостов, случались заторы. Приходилось иной раз ждать более получаса, пока встречные обозы разъедутся. Ругань висела в чистом горном воздухе. Возчики ругали друг друга, но больше всего государыню императрицу и горное начальство. Иные крестьяне из приписанных к рудникам должны были приезжать сюда из своих деревень, которые находились за пятьсот и больше верст от Змеиногорска. Время стояло горячее, летнее, в полях пропадало добро, а завод наступал ногой на горло. Ругались долго и зло, обнажая в бранных словах корень тяжкой крестьянской обиды. Все это слышал Фролов и на Урале и на Онеге. Но здесь другие места, дикие и опасные. Каково будет на руднике работать? С одной стороны – начальство, с другой – эти люди. А самому Фролову придется, пожалуй, быть чем-то вроде куска красного железа между молотом и наковальней.
Вот и Змеиная гора. Свое название эта гора получила, как пишет Ренованц в академическом издании XVIII века, «от удивительного множества змей, которые сначала на оной находились, и в таком были множестве, что для искоренения подлежало их складывать в кучи и сожигать». Несколько больших деревянных строений и множество малых составляли заводской поселок. Возле поселка высоко поднималась Караульная сопка, господствуя над Змеиной и другими соседними горами. Более чем до половины она была покрыта кустарником, а на вершине ее торчали голые гранитные камни. Караульная сопка в то время оправдывала свое название. С поста, установленного на ней, солдаты зорко наблюдали за передвижением кочевников и давали знать об опасности гарнизону Змеиногорской крепости.
ПРЕДШЕСТВЕННИКИ И ФРОЛОВ
Кузьма Фролов всю свою последующую долгую жизнь провел на Змеиногорском руднике. Именно здесь проявился во всей полноте его глубокий талант механика. Вынужденный обстоятельствами произвести широкую замену людского труда энергией водяного двигателя, Фролов если не обогнал, то превзошел свой век. После Фролова, после его гигантских водяных колес, оставался уже один-единственный путь, избранный его товарищем Ползуновым, – путь паровых двигателей.
В Англии бурно совершался промышленный переворот, и паровая машина Уатта вела за собой побеждавшую старый мир буржуазию, а в крепостническо-феодальной России основным двигателем все еще оставались мускульная сила людей, сила животных и водяные колеса.
Экономические эпохи различаются не тем, что производится, а тем, как производится, какими орудиями труда, – так учат основоположники марксизма. Добыча руд насчитывала тысячелетия, но каждая эпоха имела свои способы, свои орудия для добычи руд и для извлечения из них необходимых человеческих металлов.
Инженер древнего Рима Витрувий дал знаменитое определение понятию машины: «Машина есть деревянное приспособление, оказывающее величайшие услуги при подъеме грузов».
Определение это способно вызвать в наш век железа и машин только улыбку, но тем не менее оно как нельзя лучше характеризует античную эпоху. Действительно, в то время машина была целиком сделана из дерева, и главной целью ее было поднятие тяжестей и воды. Последнее полностью относится и к горному делу древнего мира. Ручной ворот явился первой машиной для подъема руды и откачки из шахт воды. Силой, приводившей в движение эту примитивную машину, был человек.
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». 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.».
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.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17