Книга предназначена для детей младшего и среднего школьного возраста и посвящена жизни и деятельности пионеров отечественной техники: станкостроителя А. Нартова, создателя паровой машины И. Ползунова, строителей первого русского паровоза отца и сына Черепановых, механика И. Кулибина, конструктора «самобеглой коляски» Л. Шамшуренкова, основоположника космонавтики К. Циолковского. Жизненный путь их — яркий пример настойчивого стремления к цели, высокого творческого горения талантливых людей, вышедших из народа.
Геннадий Трофимович Черненко
На пользу и славу Отечества
Подвижники
Леонтий Лукьянович Шамшуренков
1687–1758
История "самобеглой коляски"
Было это давно, около двухсот пятидесяти лет назад, еще в позапрошлом веке. В деревне Большое Поле Вятской губернии жил крестьянин Леонтий Лукьянович Шамшуренков — великолепный мастер и выдумщик. За что бы ни брался он, все у него выходило ладно, все спорилось. Ребятишки деревенские души в нем не чаяли. Да и как иначе? То ветряную вертушку им смастерит, то балалайку — маленькую, но со струнами. Дом ли построить, лодку ли, Шамшуренков — первый. У вятчан отхожий промысел был тогда в обычае. Уходили в город и целыми артелями, и поодиночке.
В 1731 году отправился Шамшуренков в Москву плотничать. Нашлась работа в белокаменной. Стучит Леонтий Лукьянович топором и слышит разговор, что, мол, льют в Москве диковинный колокол. Нигде во всем свете нет и не было такого. Страшно подумать: веса в нем — двенадцать тысяч пудов, то есть почти двести тонн!
— Да как же поднимут на колокольню тяжесть-то такую? — не выдержав, спросил Шамшуренков.
— Как поднимут? Знамо как: колокольню за веревку пригнут вниз, колокол подвесят, а после колокольню отпустят. Здыбится она, и делу конец.
Понял Леонтий Лукьянович, что смеются над ним, и решил сам посмотреть чудо-колокол.
"Самобеглая коляска"
А дома его ждала другая беда. Леонтий Лукьянович узнал, что местный купец Корякин притесняет крестьян, отбирает у них землю. Не выдержал Шамшуренков, написал жалобу. Думал найти на купца управу — не нашел. Купец остался на свободе, а крестьянина наказали кнутом и посадили в острог. Много лет томился в неволе замечательный мастер, но даже в тюрьме он думал над своими новыми изобретениями.
Немалых трудов стоило ему добиться разрешения иметь хотя бы самые простые инструменты. Начал строить модели. Дивились все: что это он колясочки да повозочки какие-то делает? Для чего? А Леонтий Лукьянович занимался не пустяками. Замыслил он построить коляску, в которую не надо было бы запрягать лошадей. Сел в нее — и поехал.
В те времена еще не существовало двигателя, который годился бы для такой коляски. Беден был в этом отношении позапрошлый век. Шамшуренков решил использовать мускулы самих ездоков. Два человека должны были стоять сзади, на запятках коляски и, переступая, нажимать на педали. Место же для пассажиров предусматривалось впереди.
«Такую коляску, — писал Леонтий Лукьянович, — я сделать могу на четырех колесах так, что она будет бегать и без лошадей, только правима двумя человеками, стоящими на той же коляске, кроме сидящих в ней праздных людей, а бегать будет хотя через какое дальное расстояние, и не только по ровному месту, но и к горе».
Он заверял, что «самобеглая коляска» может быть готова «со всем совершенством» всего через три месяца. За правдивость этих слов Шамшуренков готов был ручаться своей жизнью. Да и проверена была конструкция на опытной коляске, которую он соорудил, таясь. «Только оная, — признавался изобретатель, — за неимением к тому достаточных железных инструментов в сущем совершенстве быть не могла, а ход небольшой был же».
"Могу подвести Волгу к Москве"
Теперь Леонтий Лукьянович уже никак не мог жить без творческой работы. Новые замыслы теснились в его голове. А что если придумать сани, на которых можно было бы ездить не только зимой, но и летом без лошадей? Изобрел он такие полу-сани, полу-коляску.
Дальше задумался: как устроить путемер, прибор, который указывал бы пройденное расстояние? Сделал и путемер. Он отсчитывал до тысячи верст, и на каждой версте звонил колокольчик.
Не забыл Леонтий Лукьянович и свою самобеглую коляску, размышлял, как сделать ее еще лучше. Он писал в Петербург: «А хотя прежде сделанная мною коляска находится и в действии, но токмо не так в скором ходу, и ежеле позволено будет, то могу сделать той прежней уборнее и ходу скорее и прочнее мастерством».
Все смелее и смелее становились замыслы у талантливого изобретателя, до всего доходившего, как он писал, «своею догадкою».
Последние его проекты можно назвать просто грандиозными. Он планировал, например, провести канал от Волги до Москвы-реки. Дальше еще больше, еще смелее. Он предложил устроить «подземную колесную дорогу». Сегодня мы бы сказали — метро. Вот как далеко смотрел и видел этот простой русский крестьянин!
"Для всенародной пользы"
Андрей Константинович Нартов
1693–1756
"Личный токарь Петра 1"
Когда Леонтий Шамшуренков строил свой «снаряд» для подъема громадного колокола, он, наверное, видел хмурого седого человека, внимательно следившего за ходом строительства. Это был Андрей Константинович Нартов — знаменитый механик, «личный токарь» Петра I, с которым мастер впервые повстречался здесь, в Москве, юнцом.
В тот памятный для него день юн так был увлечен работой, что не заметил, как сзади подошел высокий человек в богато расшитом камзоле и тяжелых ботфортах. Только услышал:
— Отменно работаешь! Зело!
Андрей Нартов повернулся и увидел Петра I.
— Дай-ка и я попробую.
Токарные махины
В царской токарне были собраны самые лучшие станки, которые в то время имелись. Нартов сам прекрасно точил на них затейливые вещицы и Петра I тому же учил.
Но чем больше, чем дольше работал Андрей Константинович на этих станках, тем яснее виделись ему недостатки «токарных махин».
Еще в Москве, в навигационной школе, мастер Иоганн Блеер учил его, мальчишку, как держать в руках токарный резец. На ломаном русском языке Блеер говорил, попыхивая короткой трубочкой:
— Не надо жать так сильно! Это не есть карошо. Держи вот так.
И Блеер сам брал в руки стамеску-резец.
В чужих краях
Немало интересных людей повидал Нартов в токарне Летнего дворца, в том числе иноземных гостей. Знал, что хорошие мастера есть и в других странах. Но самому бывать там ему еще не доводилось. Обрадовался, когда узнал, что посылают его за границу «для присмотрения токарных и других механических дел». Было ему тогда двадцать пять лет от роду.
За границей Андрею Константиновичу предстояло собрать сведения о новых изобретениях, о новых машинах, которые и в России были бы полезны, изучить механику и математику, а также закупить инструменты и физические приборы «лучших художников».
Он вез с собой два токарных станка собственноручной работы. Один из них Петр I посылал в качестве подарка прусскому королю Фридриху-Вильгельму I.
И вот Нартов приехал в Германию, в Берлин. Подивился король чудесному подарку.
— У нас такой машины нет и никогда не бывало, — говорил он.
Великий инженер
Над новыми машинами талантливый мастер трудился всю жизнь. Кроме станков, он изобрел пожарный насос — «махину для всенародной пользы». Когда ему было поручено заняться чеканкой монет, он и тут придумал много нового.
Монеты чеканились в Москве, на Монетном дворе. Приехал Нар-тов, видит — совсем плохи дела. Монеты изготавливаются почти вручную. Нет точных весов. Пришлось Андрею Константиновичу монетные машины строить, инструменты изобретать, весы выверять.
А в Петербурге его уже ждали другие, еще более важные дела. Русскому государству для защиты своих рубежей нужна была артиллерия. Не раз случалось Нартову посещать пушечные заводы. Видел он, как из меди и чугуна отливают стволы пушек. Спрашивал литейщиков:
— Часто ли брак случается?
— В том-то и беда, — отвечали ему, — что очень часто. Раковины в стволе образуются, уж как мы ни стараемся. А такой ствол, известно, в переделку отправлять надо. Вон они, бракованные, лежат. Видите, сколько!
"Ясное зрелище машин"
Была у Нартова горячая мечта основать в Петербурге Академию разных художеств. Под «художествами» он разумел искусство создавать машины. Этот замысел остался неосуществленным. Зато была открыта Академия наук. Нартов возглавил в ней мастерские.
В те годы в петербургской Академии наук все академики были иностранцами. Многие из них не умели даже говорить по-русски. Заправлял в Академии немец Иоганн Шумахер — человек невежественный и нечестный.
Нартов не мог мириться с иностранным засильем в русской Академии, с шумахеровщиной.
Тяжелая это была борьба. Андрей Константинович отстаивал честь и достоинство русской науки. На короткое время он даже стал во главе Академии и, конечно, всеми силами поддерживал русских ученых, а также тех иностранных, которые давно связали свою судьбу с Россией и честно на нее трудились.
Даже в самые тяжелые для него времена не оставлял он работы над большим трудом — книгой о «механическом искусстве», которую назвал «Ясное зрелище машин».
"Муж, делающий честь своему Отечеству"
Иван Иванович Ползунов
1728–1766
Новый двигатель
Когда Андрея Нартова уже не было в живых, в середине позапрошлого века разыгралась эта поразительная история.
В отдаленной глуши, на Алтае, была построена огромная паровая машина — первая в России.
Начинался век пара. Фабрикам и заводам требовался новый двигатель. Да еще как требовался! Зависеть от рек и водоемов становилось все труднее. А ведь именно вода вращала станки, двигала воздуходувные мехи. Поэтому заводы и фабрики приходилось строить как можно ближе к рекам.
Делать это не всегда удавалось. Пришла пора отказаться от водяного колеса, заменить его другим, более удобным двигателем.
Нуждались в нем также шахты и рудники.
Шахтмейстер Барнаульского завода
Паровая машина, годная для всякой работы, еще ждала своего изобретателя. Он родился в 1729 году, когда машины Ньюкомена стали известны не только в Англии, но и далеко за ее пределами. Звали его Иван Ползунов.
Он был сыном солдата, служившего на Урале, в Екатеринбургской горной роте. Ивану посчастливилось закончить заводскую школу. В наказе ученикам ее говорилось, что они должны «не токмо присматриваться, но и руками по возможности применяться и об искусстве ремесла — в чем оное состоит — внятно уведомиться».
Ученье было нелегким. Летом занятия продолжались по двенадцать часов в день. Весной — по девять. И только зимой из-за коротких дней (свечей не давали) — по семь часов.
Потом Ползунова определили в ученики к механику уральских заводов Никите Бахареву. Трудно было в заводской школе, а здесь еще труднее. Работать приходилось много: строить доменные печи, рудоподъемные машины, лесопилки, а жить — впроголодь. Жалованье Ползунову было положено «полтина в месяц». Полторы копейки в день!
Так продолжалось долгих пять лет. Но в 1747 году произошла в жизни Ивана Ползунова важная перемена. Потребовались мастера для алтайских горных заводов. Так он оказался в Барнауле.
"Огнедействующая машина"
Да, наверное, и начальник алтайских горных заводов А. И. Поро-шин был немало удивлен, когда шихтмейстер Иван Ползунов принес ему описание и чертеж своей «огнедействующей машины».
А замысел у шихтмейстера был широчайший. Он предлагал убрать водяные колеса и заменить их паровыми машинами. Ползунов никогда не видел парового двигателя. Их в России тогда просто не было. Ни одного. О машине Томаса Ньюкомена Иван Иванович мог лишь прочитать. Как раз вышла в свет книга петербургского ученого И. А. Шлаттера «Обстоятельное наставление рудному делу». В ней давалось краткое описание английской машины да несколько рисунков ее. Столичный ученый писал: «Нет такого изобретения, которое бы разум человеческий столько прославить могло, как вы-мышление огнем действующих машин, которыми ужасные тяжести подняты быть могут».
Эти слова Ползунов прочел как указание, как драгоценное наставление. Вот — достойная цель и великое дело! Но своим ясным умом Ползунов понял и несовершенство английской машины, осознал, что строить ее надо совсем по-другому.
Следовало добиться равномерности хода. И Ползунов решает снабдить ее не одним, а двумя цилиндрами. Тогда рывков уже не будет. Надо предусмотреть автоматику, сделать так, чтобы части машины, как писал Ползунов, «сами себя в движении без помощи рук содержали». Автоматически должен подаваться в цилиндры пар. Автоматически — впрыскиваться охлаждающая вода. Ползунов придумал регулятор, который поддерживал в котле постоянный уровень.
На горных заводах требовалось приводить в движение мехи, вдувающие воздух в плавильные печи. Для этого Ползунов свою машину прежде всего и предназначал. Но его «огнедействующая машина» могла бы также двигать молоты и крутить станки, вообще любой заводской механизм. Иван Иванович писал, что старается не для себя, что хочет «славы (если силы допустят) Отечеству достигнуть», а машину «во всенародную пользу в обычай ввести».
И нам — пример
Понимал ли Ползунов, какую тяжесть принимает на свои плечи? Понимал ли, что он один будет в ответе за неудачу дела? Да, понимал, но смело принял на себя груз; хотя крепким здоровьем не отличался. Был худ, с ввалившимися щеками, глухо кашлял.
Он меньше всего думал о своем здоровье. Построить бы машину, пустить в ход — вот чем были заняты его мысли.
В помощь ему «прикомандировали» четырех учеников — Дмитрия Левзина, Ивана Черницына, Федора Овчинникова и Петра Вятченина. Да еще — нескольких рабочих. С ними и начал он свой тяжкий и радостный труд.
Однако прежде чем строить саму машину, надо было придумать и соорудить особые станки для изготовления ее деталей. Некоторые же из них были просто гигантских размеров. К примеру, цилиндры.
Каждый был в поперечнике около метра, в длину три метра!
"Он изобретёт нам ковёр-самолёт"
Иван Петрович Кулибин
1735–1818
За прилавком
Ползунов и Кулибин были современниками. Жили они в Разных местах, однако, наверное, друг о друге слыхали. В старое время город Горький назывался Нижним Новгородом. Это был торговый центр.
В 1735 году в Нижнем родился мальчик Ваня Кулибин. Отец его имел небольшую мучную лавку.
— Нам, Ваня, грамота ни к чему, — поучал сына Кулибин-старший. — Главное, покупателя не проглядеть да продать товар повыгоднее. Поучишься у дьячка, и хватит с тебя.
Отмеривал Ваня муку, черпал ее из мешка большим совком, и брала его невыразимая тоска. Не лежала у него душа к торговле. Не мог он забыть часы, которые видел в доме купца Микулина.
Удивительные часы. Вверху открывалось маленькое окошечко, и оттуда выскакивала кукушка, звонко куковала — столько раз, сколько часов показывали стрелки, — и скрывалась.
Мастер
Были в Нижнем Новгороде часы, известные всем горожанам. Видел их каждый, кто проходил мимо Строгановской церкви. Они показывали не только время, но и ход небесных светил, и каждый час разносился по округе замечательный перезвон их курантов.
Не раз стоял Иван Кулибин у Строгановской церкви и с замиранием сердца ждал, когда раздастся переливчатый бой. Однажды ему посчастливилось забраться на колокольню и посмотреть механизм часов. Видел он, как вращаются метровые колеса, как бьют молотки по колоколам курантов. Видел, но не все понимал.
Только год или два спустя открылись ему секреты часовой механики. Он даже решил сделать часы с кукушкой. Но какими инструментами, из каких материалов? Делал их из дерева, обычным ножом. Деревянными были и колеса, и оси, и маятник, и сама кукушка.
Повесил Иван творение своих рук на стену. Качнулся маятник — раз, другой и замер. Часы не пошли. Слишком грубо были сделаны зубчатки. Да ведь чем были сделаны — ножом!
Кто знает, как сложилась бы жизнь Кулибина дальше, не подвернись счастливый случай: послали его по делам в Москву.
"Часы "яичной фигуры"
О мастерстве Кулибина заговорили по всему городу. Особенно — после одного любопытного случая.
У губернатора Аршеневского испортились заграничные часы «с секретом». Такой сложный механизм, по мнению губернатора, мог починить лишь опытный столичный мастер. Когда же это удалось сделать Кулибину, губернатор от удивления потерял дар речи, а затем принялся расхваливать нижегородского часовщика:
— Ну и молодец! Да он любого столичного мастера за пояс заткнет!
И долго еще ахал и охал и все повторял:
— Молодец, ай да молодец!
Чудо-мост
Только через полтора года Кулибин приехал в Петербург. Ходил он по столице и дивился ее прямым улицам, красивым каменным домам и дворцам, просторным площадям.
Академия наук находилась на Васильевском острове. Была зима. На Васильевский петербуржцы перебирались прямо по льду замерзшей Невы.
В Академии наук Иван Петрович должен был заведовать мастерскими, теми самыми, которые основал и которыми не так давно руководил Андрей Нартов.
Весь день Иван Петрович был занят в мастерских и только вечерами да в праздничные дни мог заниматься своими изобретениями.
Еще по приезде в Петербург показалось ему странным, что через Неву не построено ни одного постоянного моста. Правда, весной, после ледохода, сооружался временный, наплавной. Осенью этот мост разбирался, и связь между частями города прерывалась. Неужели нельзя построить постоянный мост?
Рукотворное солнце
Зимой 1779 года в газете «Санкт-Петербургские ведомости» появилось объявление. В нем сообщалось, что механик Кулибин изобрел удивительный фонарь с особым зеркалом, «которое, когда перед ним, — писала газета, — поставится одна только свеча, производит удивительное действие, умножая свет в пятьсот раз противу обыкновенного свечного света и более». И петербуржцы в этом скоро сами убедились.
Однажды поздним вечером на Васильевском острове вспыхнул большой огненный шар. Он ярко осветил набережную.
— Что это? — спрашивали друг друга перепуганные горожане. — Уж не знамение ли, предвещающее какую-либо беду?
Люди, крестясь, большой толпой двинулись к Неве. И только подойдя поближе к огненному шару, убедились, что ничего таинственного в нем нет. Просто Кулибин вывесил из окна своей квартиры фонарь-прожектор. Секрет устройства фонаря состоял в том, что свет свечи отражался во множестве зеркалец, склеенных в одно большое вогнутое зеркало.
Кулибин хотел использовать свой прожектор для освещения улиц, на морских кораблях и маяках. А фонарь был превращен в забаву на балах у царицы и ее придворных. Замечательный мастер страдал. Ему хотелось быть полезным своей стране, а его принуждали заниматься пустяками да еще и хвалили за это.
Русский "паровой дилижанец"
Ефим Алексеевич Черепанов 1774-1842
Мирон Ефимович Черепанов 1803–1849
Рождение железных дорог
Среди чертежей и рисунков, оставленных Кулибиным, был набросок паровой машины, усовершенствованной английским изобретателем Джемсом Уаттом. Эту машину можно было уже применить даже на транспорте, на железных дорогах.
Осенью 1829 года около английского города Рейнхилла стучали топоры и визжали пилы. Вдоль новенькой железнодорожной линии возводились трибуны для зрителей. Дело в том, что на небольшом участке строящегося железнодорожного пути должны были состояться соревнования паровозов.
На «паровых коней» смотрели тогда как на диковинку. Конструкторы и строители паровозов еще сами толком не знали, как их строить.
И вот состязания начались. Паровозы по очереди выходили на старт и затем что было мочи неслись вперед, к финишу.
Победителем оказался паровоз, носивший громкое название «Ракета». Маленький — бочка на четырех колесах, высоко вздыбленная труба. Он развил скорость почти пятьдесят километров в час и был признан лучшим. Создал его Джордж Стефенсон — известный на всю Англию строитель железных дорог и паровозов.
Отец и сын
За несколько тысяч километров от Англии, на Урале, о паровозах ничего еще не знали. Вести тогда доходили не скоро.
Обширную территорию Пермской губернии занимали владения заводчика Н. Н. Демидова. Здесь находились рудники, чугуноплавильные, железоделательные и медеплавильные заводы. На Демидова трудились около сорока тысяч «душ» крепостных. На Выйском железо- и медеплавильном заводе работал плотинным Ефим Черепанов. Как его дед и отец, Ефим Алексеевич был крепостным. В одной старинной бумаге о нем говорилось: «Черепанов — росту среднего, лицом весноват, волосы на голове и борода — рыжие, борода невелика, глаза серы».
Теперь уже никто и не помнит, что это за должность такая — плотинный. А она была важной и ответственной. От плотинного зависело: в порядке ли водяные колеса, исправно ли двигаются на заводе многопудовые молоты и воздуходувные мехи, достаточен ли напор воды, прочны ли плотины. Но Ефима Черепанова интересовали не только плотины и водяные колеса. Прекрасный мастер и большой знаток механики, он любил «вымышлять новые орудия», которые могли бы облегчить тяжелый труд крепостных.
Рядом с отцом всегда был его старший сын — Мирон. Радовало это Ефима Черепанова.
— Присматривайся к делу, — говорил он сыну. — Придет время, заменой мне станешь.
"Паровой дилижанец"
Как ездили тогда в России? На лошадях. Однако только богатые люди имели собственные кареты. А дальнее путешествие в возке, особенно в осеннюю или весеннюю распутицу было нелегким испытанием. Положение облегчилось, когда между большими городами стали ходить дилижансы — кареты, вмещавшие несколько десятков пассажиров. Народ прозвал их «нележанцами», поскольку спальные места там не предусматривались. Впрочем, простой народ в дилижансах не ездил, так как стоимость проезда была слишком высока.
От мысли, что и в России будут построены железные дороги, царских министров бросало в жар. Дороги эти, говорили они, «уравняют всех». Разве можно допустить, чтобы в одном вагоне, на одной скамье сидели фабрикант и рабочий, помещик и крестьянин? Пусть уж все остается как есть.
Когда у Черепановых возникла замечательная идея построить паровоз? Сами ли они пришли к ней или прочитали о паровозах в какой-нибудь газете или журнале? Этого никто не знает. Известно только, что в самом начале 1830 года, то есть еще до открытия железной дороги Ливерпуль — Манчестер в Англии, они уже работали над своим паровозом.
Почти до всего им приходилось доходить самим. Никаких книг, никаких статей, где бы подробно описывалось устройство паровозов, в России еще не было напечатано. Более того, паровоз никто еще не называл паровозом. Говорили: «сухопутный пароход», «паровая повозка», «тяговлачительная машина».
Случай помог и в этом деле. Мирон Черепанов проявил себя настолько опытным мастером, что заводское начальство решило послать его в Англию осмотреть тамошние заводы.
Паровоз отправляется в путь
Конечно, отец и сын строили паровую повозку не вдвоем. Им помогали заводские мастера: кузнецы, слесари, плотники. Всего участвовали в сооружении паровоза Около двадцати человек.
Строительство быстро продвигалось вперед. Летом 1834 года заводская контора докладывала: «Пароходный дилижанец отстройкою совершенно окончен, а для ходу оного строится чугунная дорога».
Эта опытная дорога, проложенная от здания завода по Выйскому полю, была короткой, чуть больше восьмисот метров. Вывели паровоз. Сзади прицепили фургон с запасом древесного угля, а к фургону — повозку для груза и пассажиров.
Сбежался народ. Окружили «железное чудо». Гомон, возгласы.
— Неужели и вправду поедет?