Глава 3Дьявольское зелье для Промышленной революции
«Являлись пушки у людей
И ружья постепенно;
И показались у дружин
Мортиры, фальконеты,
Пищаль, винтовка, карабин,
Мушкет и пистолеты.
И им ни камень, ни металл
Пути не преграждает.
Куда бы выстрел ни попал,
Все разом сокрушает».,,,,
1.В истории техники известны случаи, когда некоторые изобретения вызывали бурное развитие металлургических технологий и быстрое увеличение производства металлов. В средние века таким мощным, говоря современным языком, инновационным изобретением стало появление пороха и огнестрельной техники – артиллерии.
Почему это актуально?
2.Своеобразным вечным вопросом для отраслей тяжелой индустрии является вопрос о роли в их развитии государственных программ. Что более эффективно: частная инициатива или продуманная государственная политика? Понятно, что желательным является наличие обоих факторов. И все же, что делать, когда ресурсы стратегических металлов ограничены, а экономика страны в кризисе, да еще и война на пороге? Полезно будет ознакомиться с государственной политикой Генриха VIII Тюдора, который не только вывел страну из политического кризиса, но и своими законами заложил основы малой промышленной революции.
Артиллерия
3.Существует несколько версий происхождения слова «артиллерия». Согласно наиболее распространенной его основой послужили латинские слова «arcus» – лук и «tellum» – стрела. По-итальянски «arte de tirare» («artilla») означает «искусство стрельбы». От итальянского «artilla» возникло французское «artiller» – мастер изготовления метательного оружия, а впоследствии «artillerie» – метательное оружие.
4.Если рассматривать артиллерию как способ поражения противника на расстоянии, то следует считать, что она зародилась в древнейшие времена, а широкое распространение получила, когда в ходе войн возникла необходимость разрушения оборонительных укреплений. Тогда и появились метательные машины – баллисты, катапульты и т.п., – использующие упругие свойства дерева и скрученных волокон – ремней. Однако позднее артиллерия оказалась теснейшим образом связана с изобретением пороха.
Селитра – «китайский» снег
5.Достоверные данные о первоначальном месте и времени изготовления пороха отсутствуют. Наиболее вероятной считается «индокитайская» версия происхождения пороха в середине 1-го тысячелетия до н. э. Природные условия Юго-Восточной Азии способствуют накоплению селитры – основной составляющей пороха – непосредственно на поверхности почвы. Однако выделение из «селитряной земли» достаточно чистой калиевой селитры, пригодной для приготовления горючих составов, требовало химических знаний, которыми владели в то время ученые Китая.
6.В дальнейшем для «промышленного» производства искусственной селитры китайцами была разработана технология, согласно которой смесь навоза, костей и внутренностей животных обрабатывали вместе с золой и известью в специальных ямах, а затем подвергали двойной или тройной перекристаллизации в целях рафинирования. В Индии профессия «селитрянщика» появилась только в средневековье. И уже из Индии способ получения селитры по китайской технологии был перенят арабами. Он приведен в трактате врача ибн Бахтавайя, который датируется 1029 г.
Порох, «огненное копьё» и «греческий огонь»
7.Наиболее древним описанием горючего состава, включавшего селитру, серу и уголь, считается книга 682 г. «Бесценные рецепты» китайского алхимика и врача Сунь Сымяо. В 1044 г. китайский чиновник Цынь Кунли опубликовал первый документ, содержащий указания по военному применению пороха – «Основы военного дела», а в 1132 г. генерал Чень Гуй разработал прототип пищали – «огненное копье». Это огнеметное оружие одноразового использования представляло собой бамбуковый ствол, набитый порохом, который после его зажигания выбрасывал струю дыма и пламени.
8.В раннем средневековье в Средиземноморском регионе стали использовать зажигательные смеси, известные под общим названием «греческого огня». Первая инструкция о морском применении «греческого огня» приведена в «Тактике» византийского императора Льва VI (866–912 гг.), где указывается, что огонь с громом и дымом выстреливается из трубы, которую «должно всегда иметь на носу корабля… для бросания этого огня в неприятеля». Отметим, что смесь, не содержащая окислителя (селитры), не могла гореть в трубах. Таким образом, именно греки первыми создали двухкомпонентный боевой заряд, в котором пороховой состав с селитрой служил для «выстреливания» напалма.
9.Западные европейцы с боевым применением горючих смесей на основе селитры познакомились в сражениях с маврами в Испании и в ходе Крестовых походов (1096–1270 гг.). В начале XIII в. во Франции приступили к созданию технологий производства и применения пороха, но вскоре все работы в этом направлении были запрещены, так как церковь объявила порох дьявольским зельем. Тем не менее, дата знакомства латинских христиан с секретом пороховой смеси устанавливается достаточно точно: вторая четверть XIII в. Такой вывод можно сделать исходя из достоверно установленных фактов. Хранящийся в библиотеке Лейдена арабский манускрипт 1225 г. с рецептами зажигательных смесей еще не содержит упоминаний о селитре, а латинский перевод «Огненной книги» Марка Грека 1250 г. уже дает полное описание способа приготовления пороха и действия начиненных им первых прототипов бомб и ракет.
10.Китайские историки считают, что первое массовое применение порохового огнестрельного оружия («грома, колеблющего небеса») состоялось в 1232 г. при защите города Кайфыня от войск монгольского хана Хубилая. Железные пушки выбрасывали каменные ядра на расстояние до 600 м. К 1258 г. относится упоминание об огневых приборах на повозках, принадлежащих властителю Дели. Спустя 100 лет в Индии артиллерия вошла во всеобщее употребление, и когда в 1498 г. туда прибыли португальцы, они обнаружили, что жители полуострова в использовании огнестрельного оружия находятся на том же уровне, что и они.
Арабская мода
11.Полученные от индийцев и китайцев знания о порохе и его применении арабы очень скоро серьезно развили. Согласно написанной Конде истории мавров в Испании, огнестрельные приспособления употреблялись при осаде Сарагосы в 1118 г., т.е. более чем за 100 лет до первого упоминания китайского и индийского огнестрельного оружия. Мавры, являвшиеся в XII–XIII вв. наиболее развитым в культурном и техническом отношении народом мира, раньше других совершили переход от огнеметного оружия к огнестрельному. В нескольких мавританских рукописях содержатся упоминания об использовании ручного огнестрельного орудия – модфы. Она представляла собой короткую железную трубку небольшого диаметра, закрепленную на деревянном древке. Зарядом служил порох состава: полторы части серы, 20 частей селитры и две части древесного угля, а снарядом – свинцовый «бондок», что означает «орех, шарик, пуля». Заряд воспламенялся с помощью раскаленного прута, для чего в казенной части ствола имелось запальное отверстие.
12.Первое надежное свидетельство об использовании крупных огнестрельных орудий маврами относится к осаде мусульманского города Пуэблы кастильским королем Альфонсом X в 1262 г. Отражая атаки испанцев, мавры стреляли из железных орудий «с громом, шумом, большой скоростью и такой разрушительной силой, которая прежде не была известна». Очевидная эффективность нового оружия заставила забыть запрет церкви, и уже в 1308 г. испанские христиане обстреливали из пушек стены Гибралтара. В 1314 г. орудия появились на территории Бельгии (которая в то время принадлежала Испании). Это поставило Ватикан перед необходимостью благословить открытие пороха в Европе. В противном случае пришлось бы отлучать от церкви христианскую армию, вооруженную самым современным оружием.
«Дымный порох» Бертольда Шварца
13.В 1320 г. рецепт «дымного пороха» францисканца Константина Анклитцена (в монашестве Бертольда по прозвищу Черный) был официально принят церковью. Местом открытия пороха в Европе был объявлен Фрайбург (Германия), где, вероятнее всего, он уже подпольно производился. По поводу личности Константина Анклитцена в настоящее время отсутствует единое мнение. Тот факт, что церковь была заинтересована в его изобретении, несоответствие датировок данного события в исторических документах, а также позднейшие фальсификации исторических документов позволили некоторым исследователям предположить, что Бертольд Шварц являлся фигурой выдуманной, необходимой церкви для «реабилитации» пороха.
14.Для повышения прочности стволы орудий всех размеров укрепляли плотно пригнанными или приваренными железными или медными обручами. О высоком качестве швов говорить не приходилось, поэтому пушки довольно часто разрывались.
15.
16.От испанцев употребление артиллерии быстро перешло к остальным европейским народам. В 1346 г. в знаменитом сражении при Креси в английской армии короля Эдуарда было несколько примитивных пороховых орудий. К 1350 г. огнестрельное оружие распространилось во всех странах Европы. Самые ранние пушки («pot-de-fer» - «железный горшок» - по-французски, «vasi» или «sclopi» по-итальянски) представляли собой небольшие железные или бронзовые кувшины, выстреливающие арбалетные стрелы и пули из свинца или раскаленного железа. Главное их воздействие было психологическим: огонь, грохот и дым пугали лошадей и воинов противника.
17.Отметим, что появление артиллерии стало возможным только на определенной стадии развития металлургии. Быстрое совершенствование артиллерийской техники привело к революции уже в металлургическом производстве. Кстати, высокая интенсивность развития артиллерии подтверждается свидетельствами известных философов и естествоиспытателей того времени. Например, уже в 1360 г. философ гуманист Франческо Петрарка писал об артиллерийских орудиях: «Эта ужасно разящая мерзость придумана для великого изведения земли и людей и создана как инструмент, при помощи которого в людей, дома, стены и башни можно метать огонь, камни, свинцовые и железные ядра… Дьявол стоит за этими изобретениями, и создателем его был плохой человек, злобный по отношению к людям».
Кулеврины, мортиры и бомбарды
18.Разнообразные тактические военные задачи в силу своей типичности требовали наличия определенных видов артиллерийских орудий. Вследствие этого из существовавшего многообразия образцов артиллерийской техники уже к концу XIV в. выделились три основных типа орудий. Первый тип включал длинноствольные толстостенные орудия для дальней прицельной стрельбы – кулеврины. Их название происходит от французского слова «couleuvrin», что означает «змееподобный». В конце XIV в. широкое распространение получили ручные кулеврины – серпентины («змейки»), длина которых составляла от 1,2 до 2,4 м при массе 5–30 кг. Ко второму типу относились короткоствольные тонкостенные орудия – мортиры, стреляющие по навесной траектории тяжелыми ядрами на близкое расстояние и имеющие огромную разрушительную силу. Их название происходит от латинского слова «mortarium », что означает «ступа». Третий тип представлял собой более короткие, чем кулеврины, орудия для стрельбы тяжелыми снарядами на относительно близкие расстояния – бомбарды.
19.Европейские пушки XIV в. изготовляли из ковкого кричного железа. При производстве орудий малого калибра железные листы сворачивали в трубку и сваривали способом горячей ковки или свинцовым припоем. Казенную часть изготовляли отдельно. Крупнокалиберные пушки выковывали из сотен сваренных вместе трапецеидальных железных полос аналогично тому, как из составленных вместе деревянных пластин делают винные бочки. Для повышения прочности стволы орудий всех размеров укрепляли плотно пригнанными или приваренными железными или медными обручами. О высоком качестве швов говорить не приходилось, поэтому пушки довольно часто разрывались. Дело в том, что при каждом выстреле ствол на какое-то мгновение «раздувается», а затем снова принимает первоначальную форму: вот этого «раздувания» и не выдерживали сварные швы.
20.Большинство пушек среднего и крупного калибра XIV в. были казнозарядными: в задней части ствола имелась выемка, в которую вставляли камору, закрепляемую клином. В нее помещали заряд пороха. Такой подход повышал скорострельность. Однако в то время было невозможно добиться герметичности казнозарядных пушек – возникали утечки пороховых газов из казенной части. Поэтому к середине XV в. верх одержали орудия, заряжаемые с дула: сначала порох, потом деревянная пробка, затем ядро. Такая конструкция была прочнее и надежнее. Например, бомбарды XIV в. обычно имели массу от 2 до 6 т. Они обслуживались командой из 10–20 человек и выстреливали в час два ядра массой 100–300 кг на 200 м, хотя максимальная дальнобойность могла достигать 1000 м. На перевозку двухтонной пушки и снаряжения к ней требовалось 44 упряжные лошади.
21.
22.Уже во второй половине XIV в. изготовлялись орудия, которые были крупными даже по современным меркам. Зрелищности в них было больше, чем эффективности. Одна из таких пушек, известная под именем «Ленивая девка», была изготовлена в Дрездене из полос сечением 3х6 см; она имела в длину 2,72 м. Еще крупнее была пятиметровая «Бешеная Грета», выкованная в 1382 г. в бельгийском городе Генте. Ее ствол весил 16,4 т, она метала 340-килограммовые ядра диаметром 640 мм.
Артиллерийские снаряды XIV века
23.В XIV в. снарядами для артиллерийских орудий служили каменные и свинцовые ядра. Они были хорошо известны с древних времен и широко использовались для стрельбы из метательных машин. С появлением огнестрельной техники они нашли применение для стрельбы из нового вида орудий. Каменные ядра имели массу в основном более двух фунтов (фунт английский – 454 г, русский – 410 г), а свинцовые – до двух фунтов. Наиболее крупные ядра достигали массы 500–600 кг. Для повышения прочности их скрепляли железными обручами.
24.Подобрать и подготовить ядра, подходящие для использования в орудиях различного калибра, было достаточно сложно, поэтому в армиях XIV в. создавались специальные подразделения – «собирателей (припасателей) булыжников». Однако даже после специальной обточки ядра подходили под калибр орудий далеко не идеально. Поэтому перед заряжанием каменный снаряд обертывали пропитанными маслом тряпками и уже после этого с некоторым усилием проталкивали в канал ствола. Сверху на него помещали пыж. Таким образом, после стрельбы пространство перед орудиями оказывалось засоренным большим количеством грязной материи и ветоши.
25.Стрельба из бомбард часто производилась дробью (картечью). Дробь была двух видов: в виде массы мелких камней и в виде собственно дроби, представлявшей собой рубленые куски железа («усечки»), свинца и частицы металлургического шлака и окалины.
26.В конце XIV в. в артиллерии стали широко применять железные ядра. Их ковали из цельной крицы на специальных наковальнях, после чего выглаживали точилом. Использование железных ядер не только резко повысило спрос на этот металл, но также заставило металлургов увеличивать размеры агрегатов для получения крицы особо крупных размеров. За короткое время масса крицы возросла с 40–80 до 120–200 кг, а высота печей превысила 4 м. При этом условия процесса изменились таким образом, что в качестве побочного продукта плавки стал получаться чугун – сплав железа с высоким содержанием углерода. На основании этого можно считать, что переход к новой технологии извлечения железа из руд в домницах или доменных печах в виде высокоуглеродистого продукта явился прямым следствием развития военного дела, а именно огнестрельного вооружения.
27.От производства чисто кованых ядер быстро перешли к технологии изготовления, при которой ядра в специальных литейных формах обливали расплавленным свинцом, доводя их таким образом до шарообразной формы, более подходящей для эффективной стрельбы. Также в конце XIV в. начали применять литые ядра. Материалом для их изготовления послужили высокожелезистые шлаки сыродутных горнов и, главным образом, штюкофенов. Ядра, полученные технологией «каменного» литья, существенно превосходили обычные каменные не только благодаря более правильной форме, но и потому, что были значительно тяжелее и, следовательно, обладали большей разрушительной силой.
Пушечная бронза
28.На рубеже XIV–XV вв. происходит переход от ковки орудий к литейным технологиям. Изобретение особого сплава – пушечной бронзы – создало необходимые предпосылки для развития пушечнолитейного производства. Пушечные бронзы содержат от 7 до 11 % масс. олова против 20–25 % в бронзах колокольных и обладают необходимыми качествами артиллерийского металла – прочностью, вязкостью и пластичностью. Техника литья к моменту появления огнестрельного оружия получила достаточное развитие, чему способствовало изготовление крупных колоколов. С технологической точки зрения форма пушки представляет собой упрощенную форму колокола. Вследствие этого освоение производства пушек не представляло серьезных затруднений для колокольных мастеров. На старинных гравюрах, где показаны литейные мастерские, можно увидеть одновременно изображение колоколов и пушек.
«Медленная» формовка
29.В основу медленной формовки пушек, общепринятой в XV в., был положен древний способ изготовления форм для колоколов по шаблону с горизонтальной осью вращения. Он был описан в трактате «Записки о разных искусствах» Теофилом – монахом Бенедиктинского ордена, жившим на рубеже XI–XII вв. Процесс медленной формовки артиллерийских орудий заключался в следующем. В первую очередь готовили глиняную модель корпуса пушки. На деревянный круглый или граненый сердечник наматывали соломенный жгут, повторяя приблизительно наружные очертания ствола орудия, но меньших размеров. Далее формовщик вручную накладывал на модель тонкие слои жирной глины, предварительно просушивая предыдущий слой на воздухе. Излишки глины срезали специальным шаблоном.
По мере того как артиллерия приобретала все большее значение в структуре воо- руженных сил, она из подчинения отдельных военачальников и городов переходила в распоряжение государства. В XV в. на развитие артиллерии выделяются огромные средства и в большинстве стран Европы появляются крупные оружейные заводы.
30.На полученную глиняную модель прибивали деревянные модели цапф, закрепляли модели ручек и украшений, изготовленные из смеси воска, сала и толченого древесного угля в специальных гипсовых формах. По готовой модели изготовляли кожух формы. Для этого модель смазывали разделительным составом, состоящим из сала и растительного масла. Затем наносили слои влажной смеси, аналогичной той, которую использовали для формовки модели. Каждый новый слой просушивали на воздухе. Операцию повторяли до тех пор, пока не получали кожух толщиной 175–300 мм (в зависимости от размеров и массы будущей отливки). Сверху на кожух для прочности накладывали железные обручи, затем продольные полосы и снова железные обручи. После этого форму просушивали на козлах, разжигая под ней огонь.
31.Высушенную форму снимали и выбивали из модели деревянный сердечник вместе с соломенным жгутом. Форму с оставшейся в ней глиняной моделью ставили вертикально в яму на железные подкладки и разводили огонь внутри ствола, чтобы растопить разделительный слой и выплавить восковые модели ручек и украшений. Глиняная модель при нагреве становилась хрупкой, и ее легко можно было удалить.
32.Стержень для формы изготовляли так же, как и модель, с той разницей, что сердечником служил железный прут; взамен соломенного жгута брали пеньковую веревку, а шаблон, по которому вытачивали стержень, имел конфигурацию и размеры внутреннего канала орудия.
33.Затем литейную форму собирали: устанавливали внутри стержень, закрепляя его специальными приспособлениями – жеребейками, и прикрепляли к форме ствола изготовленную отдельно форму для казенной части орудия. Наибольшую трудность представляло центрирование стержня: его незначительное отклонение от оси канала ствола приводило к браку и влекло за собой переливку орудия.
34.Собранную форму ставили вертикально в заливочную яму казенной частью вниз. Пространство вокруг формы заполняли, уплотняя, сухой землей и на форме делали литниковую чашу. Заливку форм проводили непосредственно из плавильной печи по каналам в полу литейной.
«Век экспериментов»
35.Бронзовое литье открыло широкие возможности как для создания однотипных орудий, так и для изготовления пушек самых различных размеров, форм и массы, в том числе орудий особо крупных калибров. Отлитые из бронзы пушки даже сейчас поражают воображение. Это уникальные изделия подлинных мастеров своего дела. На 12 гигантских бомбард, отлитых из бронзы венгерским мастером Урбаном, делал ставку и турецкий султан Мехмед II во время осады Константинополя в 1453 г. Самая крупная из них, 12-метровая «Базилика», имела массу 32 т и диаметр ствола 930 мм.
36.В первой половине XV в. быстро совершенствуется конструкция артиллерийских снарядов, появляются зажигательные и светящие снаряды, входят в употребление первые бомбы. Зажигательные снаряды изготовлялись из пороха, покрытого смолой. Для изготовления светящих снарядов использовали состав из угля, серы, селитры и смолы, смешанных с рубленой паклей. Бомбы XV в. представляли собой два скрепленных вместе полых чугунных полушария, наполненных порохом и острыми кусками металла и снабженных медленно горевшим фитилем.
37.Часто XV в. называют «веком экспериментов» в пороховом оружии. Наиболее крупные улучшения были произведены французским королем Карлом VIII. Он окончательно отказался от сменной задней части ствола, стал отливать свои пушки из бронзы, и притом целиком, ввел цапфы и лафеты на колесах и стрелял только чугунными снарядами. Он упростил калибры и брал в поле самые легкие, чтобы передвигаться во время сражения вместе с другими войсками. Именно этот новый род войск обеспечил Карлу VIII его удивительные успехи в Италии, когда французы в один час делали из своих пушек больше выстрелов, чем итальянцы за целый день.
Самостоятельный род войск
38.В 1470 г. герцог Карл Смелый Бургундский выделил артиллерию в самостоятельный род войск. Артиллерийские войска начали комплектоваться целиком из горожан, преимущественно ремесленников. К 1480 г. скорострельность орудий крупного калибра достигла 30 выстрелов в день; большего нельзя было позволить из-за нагрева ствола: после нескольких выстрелов пушку приходилось охлаждать не менее 1 ч.
39.В начале XVI в. артиллерия окончательно завоевала свое место в полевом бою. Несмотря на техническое несовершенство орудий, медленность заряжания, примитивность прицельных приспособлений и небольшую дистанцию стрельбы, потери от огня артиллерии становились все более ощутимыми. Она поражала пехоту, конницу и в некоторых случаях – артиллерию противника. Недооценка нового оружия и пассивные способы защиты от его воздействия имели, как правило, лишь отрицательные результаты. Выигрывал бой тот, кто улучшал качество орудий, увеличивал их количество и умело применял в боевой обстановке.
40.Настоящая демонстрация могущества нового оружия произошла в 1515 г., во время «Битвы гигантов». По европейским меркам XVI в., баталия была действительно грандиозной: 40-тысячная французская армия встретилась с 30 тыс. непобедимых швейцарцев (Швейцария нанялась для войны на стороне Испании). Битва продолжалась два дня и окончилась разгромом швейцарцев, потери которых достигли 15 тыс. человек, причем не менее 6 тыс. полегло от огня 60 французских кулеврин. С этих пор артиллерия стала не только влиять на ход сражения, но и определять его исход. В среднем, в крупных боях половина потерь вызывалась действием артиллерии. Подавление батарей путем их захвата стало едва ли не главной целью атак пехоты и кавалерии. Кстати, в случае захвата или его угрозы пушка выводилась из строя мгновенно – каждый десятый солдат имел при себе молоток и толстый гвоздь, который намертво вбивался в запальное отверстие орудия.
Государственные артиллерийские мануфактуры
41.По мере того как артиллерия приобретала все большее значение в структуре вооруженных сил, она из подчинения отдельных военачальников и городов переходила в распоряжение государства. В XV в. на развитие артиллерии выделяются огромные средства и в большинстве стран Европы появляются крупные оружейные заводы. К концу столетия орудийное производство окончательно переходит из рук отдельных мастеров в государственные мануфактуры, а литейные мастерские, в которых занимались литьем чугунных ядер, создаются практически во всех крупных городах Европы. При изготовлении чугунных ядер стали применять сложные литейные формы. Итальянец Ванноччо Бирингуччо в своей знаменитой книге «Пиротехния», изданной в 1540 г., подробно описывает процесс получения ядер в металлической форме, позволявшей отливать одновременно семь чугунных снарядов.
42.Применение чугунного ядра дало возможность увеличить длину ствола до 20 калибров и уменьшить массу орудия. Стал больше пороховой заряд, повысилась начальная скорость ядра. Удалось существенно улучшить качество пороха. Следствием всего этого явилось дальнейшее повышение баллистических характеристик орудий и эффективности стрельбы. Чугунное ядро превратилось в основной снаряд артиллерии на последующие 400 лет.
43.Потребность в чугунных ядрах непрерывно возрастала: особенно широко они использовались при осадах крепостей, когда потребность в снарядах исчислялась тысячами единиц. К началу XVI в. во всех городах Европы были созданы цейхгаузы с вагранками для литья чугунных ядер, а многие домницы (особенно это характерно для итальянских государств) стали работать только на производство снарядов и «штыкового» товарного чугуна для военного потребления.
44.Однако овладеть технологией изготовления сложных отливок из чугуна было чрезвычайно трудно. Отметим, что для изобретения пушечной бронзы из сплавов, с которыми цивилизация была знакома пять тысячелетий, потребовалось почти 100 лет! Что уж говорить о совершенно новом металле, состав и свойства которого к тому же существенным образом зависят от состава исходной руды и технологии плавки. Тем не менее попытки отливки орудий из чугуна предпринимались уже во второй половине XIV в. Известно, например, что чугунные орудия были отлиты в 1370 г. в Тюрингии и спустя 10 лет во Фрайбурге. Однако успешными эти опыты не стали.
45.Долгое время чугунные стволы разрывались после первого же выстрела. Это было вызвано, в частности, пороками отлитого металла, неправильным режимом литья. Мастера, привыкшие к работе с бронзой, не могли их устранить. Поэтому в те годы было введено суровое, но мудрое правило: первый выстрел из орудия делает изготовивший его мастер. Это служило некоторой гарантией безопасности для орудийной прислуги. Понятно, что при таком условии мастера-литейщики очень осторожно подходили к выбору нового материала для орудий. В связи с этим сначала чугун при изготовлении пушек нашел лишь частичное применение: в XV в. из него изредка отливали только казенную часть орудия. Возможно, первые цельнолитые чугунные орудия были изготовлены в 1445 г. в германском городе Зигене. Есть сведения о том, что их было 30 штук и вместе они весили около 7500 кг, т.е. речь идет о небольших (по меркам эпохи) ручных орудиях массой около 250 кг каждое. В это же время уже отливались осадные орудия из бронзы массой более 10 т.
Инициатор «Малой» промышленной революции
46.Инновационный прорыв в артиллерийских и металлургических технологиях произошел в середине XVI в. Это событие непосредственно связано с коренными преобразованиями в английской промышленности того времени, которые многие современные историки техники называют малой промышленной революцией по аналогии с промышленной революцией XVIII–XIX вв.
47.Англия начала свой индустриальный подъем в период правления Генриха VIII Тюдора. Он родился в 1491 г. и был королем с 1509 по 1547 г. Король получил великолепное образование, был книжником и полиглотом, что ставило его в один ряд с лучшими учеными, в общении с которыми он проводил немало времени. Своей основной политической задачей Генрих VIII считал утверждение Англии в статусе великой европейской державы.
48.Событием, предопределившим начало малой промышленной революции, стал разрыв отношений между Генрихом VIII и Папой Римским, поводом для которого послужило дело о разводе английского короля с Екатериной Арагонской, дочерью испанского короля Фердинанда. Развод утвердил заседавший с 1529 по 1536 г. парламент Англии, который принял еще и ряд актов, в результате чего король был объявлен главой английской церкви («Акт о верховенстве», 1534 г.) и все сношения Англии с Римом были прерваны. Став главой английской церкви, король получил право определять вероучение. Церковь же с этого времени превратилась в часть государственного аппарата, а все ее имущество отошло королю. Реформированная церковь с тех пор называется англиканской.
49.В 1539 г. английские католические монастыри, а их было почти 3 тыс., перестали существовать. Секуляризация их земель обогатила короля, в руки которого попало колоссальное богатство. Бывшие монастырские земли составили четверть всех обрабатываемых земель в Англии. Последовавшая вскоре продажа монастырских земель представителям «новой светской знати» дала королю дополнительные средства и окончательно утвердила его власть внутри страны.
50.Полученные средства были направлены, главным образом, на реорганизацию вооруженных сил государства, бурную строительную деятельность и создание мощного флота. При Генрихе VIII в Англии началось строительство больших военных кораблей – каракк – водоизмещением более 1000 т. Характерным примером каракки является спущенный на воду в июне 1514 г. в Волвиче корабль «Генри Грейс е’Дью» («Король Генрих милостью Божьей»). На вооружении судна состояли 184 орудия, из них 43 – крупного калибра. Экипаж составляли 350 матросов и столько же солдат.
51.Особое внимание было уделено новым технологиям в области огнестрельного вооружения. Ввиду неизбежного военного конфликта с Испанией иначе поступить было невозможно. В итоге последствия военных программ Генриха VIII оказались чрезвычайно важными для развития техники и, прежде всего, металлургии и судостроения.
52.Важнейшей «военной программой» Генриха VIII стало развитие артиллерии, а одной из составных частей этой программы – повышение качества и удешевление производства артиллерийских орудий. В 1541 г. перед королевскими литейщиками была поставлена конкретная задача: разработать технологию отливки пушечных стволов из чугуна. В результате в 40-х годах XVI в. была совершена революция в технологии чугунного литья. Кстати, спустя три столетия аналогичная задача, но уже в отношении стального литья (литой стали) была поставлена французским императором Наполеоном III перед выдающимся изобретателем Генри Бессемером, что привело в 50-е годы XIX в. к революции в сталеплавильном производстве.
53.Руководителем обширной оборонной программы стал мастер-литейщик Питер Боуде (Пьер Боде), приглашенный Генрихом VIII из Франции. В результате напряженных двухлетних экспериментов в королевской литейной мастерской в городе Бакстеде графства Суссекс ему удалось получить цельнолитое чугунное орудие, полностью удовлетворяющее требованиям артиллерийской техники. Разработанная технология оказалась настолько успешной, что в 1546 г. только в королевском арсенале в Тауэре находилось уже 351 чугунное орудие. Питер Боуде дослужился до должности генерального эксперта вооружений Генриха VIII и оставался в ней до 1558 г. (умер в 1560 г.)
Артиллерия Генриха VIII поражала его современников. Незадолго до смерти короля послан- ник Венеции в Англии писал: «Король Генрих располагает таким арсеналом, что может победить ад».
54.Артиллерия Генриха VIII поражала его современников. Незадолго до смерти короля посланник Венеции в Англии писал: «Король Генрих располагает таким арсеналом, что может победить ад». Оригинальным образом свое восхищение военными успехами Генриха VIII выразили французы: Генрих VIII был изображен на игральных картах XVI в., выпущенных во Франции (колоду которых принято считать классическим образцом и сейчас), в виде червонного короля. У Генриха очень достойная компания, поскольку в виде других королей изображены: пиковой масти – Александр Македонский, трефовой масти – Гай Юлий Цезарь, бубновой масти – Карл Великий.
55.Вскоре в Англии, а затем в Швеции началось изготовление тяжелых корабельных пушек из чугуна, который был намного дешевле бронзы. Таким образом, во второй половине XVI в. сложилась традиция изготовления орудийных стволов, просуществовавшая до середины XIX в.: орудия для крепостной, осадной и корабельной артиллерии стали изготовлять из чугуна, а легкие полевые орудия – из бронзы.
56.Технологические достижения английских литейщиков периода малой промышленной революции оказали определяющее влияние на всю металлургическую индустрию: вскоре чугунолитейное производство освоило технологию изготовления труб для водопроводов и канализации, решеток бытового (главным образом, для каминов) и строительного назначения, а также для садово-парковой архитектуры.
Глобальный рециклинг железа
57.С развитием технологии ваграночной плавки из чугуна стали отливать бытовые предметы: сковороды, подсвечники и т.п. Таким образом, был сделан важный шаг в распространении глобального рециклинга изделий из железа: то, что нельзя было перековать, можно было переплавить в вагранках. Во многих городах Европы начала XVII в. возникали целые кварталы мастеров по переработке железного лома. Такой квартал – «Набережную железного лома» – упоминает А. Дюма в романе «Три мушкетера».
58.Повсеместно распространенные металлургические шахтные печи, в которых стало возможным выплавлять из руд не только кричное железо, но и чугун, получили название домниц, или блауофенов. Русское название происходит от слова «дмение», что означает «дутье». По поводу происхождения немецкого существуют две версии: по одной из них в основе слова также лежит корень, связанный с потоком воздуха, по другой – название происходит от «железной лазури» (Eisenblau) – тугоплавкой руды, для переплавки которой впервые и были построены печи большой высоты.
59.Английское (pig iron) и немецкое (ferkeleisen) названия металла, а также русское название слитка чугуна – «чушка» происходят от способа разливки металла в товарные слитки. Литейные формы («штыки») для чугуна располагались в непосредственной близости от главного желоба, в который из домницы или доменной печи выпускался расплавленный металл. Такое размещение главного желоба относительно форм было похоже на свинью, кормящую поросят. Русское название металла – чугун – считается прямым заимствованием из тюркских языков, входящих в алтайскую языковую группу.
Доменные печи и кричные горны
60.Преимущества промышленного производства чугуна из железной руды, обусловленные высокой производительностью процесса, экономией древесного угля и возможностью утилизации в печах любых железных отходов, были очевидны уже в середине XVI в. Однако для широкого распространения доменной плавки в качестве основного мануфактурного способа производства железных изделий необходимо было разработать технологию передела чугуна в ковкий металл. Такая технология была создана во второй половине XVI в. в Бельгии и получила название «фришевание», т.е. «оздоровление» (или очистка) чугуна. Фришевание быстро распространилось на предприятиях Англии, а затем Швеции и других европейских стран.
61.Сущность фришевания заключалась в окислении примесей чугуна в струе воздушного дутья в ходе плавления и стекания капель чугуна по древесному углю. При этом из чугуна последовательно удалялись кремний, марганец, фосфор и углерод. По мере удаления из металла углерода он переходил в тестообразное состояние, и в результате на поду печи формировалась крица с небольшим количеством шлака, источником которого служили окисленные примеси чугуна и зола древесного угля. Поэтому крицу тщательно проковывали.
62.Фришевание осуществляли в кричных горнах, причем передел (переплавку) чугунов с низким содержанием примесей проводили в один этап. Если переделу подвергался металл с высоким содержанием примесных элементов, то первый горн, в котором получался высокоуглеродистый жидкий металл, назывался плавильным, а окончательное «оздоровление» чугуна проводили во втором – кричном – горне. Дутье прекращали после подъема поверхности тестообразного металла на уровень фурмы. После этого металл ломами собирали (накатывали) в одну-две крицы, которые затем извлекали из горна и проковывали. Масса крицы достигала 80–120 кг.
63.Полученный в процессе фришевания металл представлял собой ковкое железо с такими же свойствами, как и у железа, выплавленного в сыродутных горнах или домницах. Однако ввиду различия технологии получения ковкое железо, выплавленное из чугуна, получило название сварочного. С освоением фришевания сложилась основная технологическая цепочка мануфактурного производства изделий из железа, которая просуществовала до второй половины XIX в..
Индийская пушка XV в.