Инженер Петра Великого (СИ) - Гросов Виктор

Я попробовал поговорить об этом с немцем Шульцем. Он меня понял, даже согласился, что известняк — штука полезная для чистки чугуна.

— Йя, йя калькштейн… он сера убирайт… это ферштейн, — кивал он. — Но как мерить? Как температура держать? Печь — старый! Дрова — мокрый! Руда — дрэк! Мало калькштейн сыпать — толку нет. Много сыпать — чугун «холодный» буит, лить плохо. Очень трудно, Петр!

И он был прав. Точно отмерить руду, уголь, флюс в огромной печи было почти нереально. Контролировать температуру без термометров — тоже. Всё зависело от опыта плавильщика, от его «чутья». А полагаться на «чутье», когда делаешь пушку, от которой зависят жизни людей и судьба корабля, было нельзя.

Та же фигня была и с литьем крупных стволов. Отлить ровно, без дырок внутри, многотонную болванку — задача сложная даже для современных заводов. А тут? Формы из песка и глины, льют вручную… Риск получить скрытые раковины, трещины от неравномерного остывания был гигантский. Моя «улучшенная» формовочная смесь помогала, но не решала проблему на сто процентов для больших отливок.

А обработка? Мой токарный станок годился для цапф, но обработать целиком здоровенный ствол, да еще и просверлить в нем идеально ровный канал… Для этого нужна была совсем другая машина — мощная, жесткая, точная. Тот сверлильный станок, что я придумывал, был шагом в нужную сторону, но его же еще построить надо! А это снова упиралось в материалы и криворукость мастеров. Нужен был хороший металл для резцов и сверла, нужны были точно сделанные детали для механизма подачи… А где их взять? Опять выпрашивать у нового кладовщика каждый гвоздь, опять бороться с тупостью мастеров?

Кроме пушек, я думал и о снарядах. Бомбы — разрывные шары с порохом внутри. Идея не новая, мортиры и гаубицы такими уже стреляли. Но как сделать бомбу для корабельной пушки, чтобы стрелять прямой наводкой? Нужен был надежный запал с таймером — трубка, которая горит определенное время и поджигает заряд когда надо. Здесь использовали простые деревянные трубки, набитые порохом. Точность горения у них была никакая. Бомба могла рвануть либо слишком рано, в воздухе, либо слишком поздно, упав в воду, либо вообще не взорваться. Нужна была трубка, которая горит стабильно. Может, металлическая? С точным составом?

Каленые ядра? Тоже известная тема. Раскаленное докрасна ядро, попав в деревянный борт, могло поджечь корабль. Но как его раскалить? Нужны специальные печи прямо на корабле. А как его зарядить в пушку, чтоб порох не рванул раньше времени? Использовали специальные пыжи, мокрые, глиняные, но это было опасно и ненадежно.

Куда ни сунься — везде засада. Нехватка нормальных материалов — хорошего чугуна, стали для инструмента, меди и олова для бронзы. Дикие технологии — и плавки, и литья, и ковки, и обработки. Отсутствие нормальных измерительных инструментов и станков. И главное — нехватка толковых, думающих мастеров, которые могли бы понять и сделать что-то новое. Старый Аникей, кузнец, даже мои ученики — они старались, но их уровень не позволял решать такие сложные задачи.

Я чувствовал себя как в ловушке из технических ограничений. Идеи были, знания из будущего подсказывали, куда двигаться. Но как перепрыгнуть эту пропасть между задумкой и реальностью? Как из говна и палок, грубо говоря, построить то, что требовало точных расчетов, качественных материалов и сложного оборудования? Эта задача казалась куда труднее, чем постройка одного станка или улучшение замка. Тут надо было менять всю систему, поднимать весь технологический уровень. А это — дело не одного дня и даже не одного года. И в одиночку мне было не справиться. Снова надо было искать союзников, убеждать начальство, бороться с воровством.

Недели шли, а с задачей по корабельным пушкам был полный швах. Я бился как муха в паутине. Пробные плавки моего «улучшенного» чугуна в мелких тиглях давали стабильно хороший результат, но перенести это на большие печи не получалось — контроля ноль, точности никакой, да и плавильщики старой закалки тупо саботировали мои указания, делали по-своему, «как деды учили». Отлить большой ствол из этого улучшенного чугуна, да так, чтоб он был без дыр и трещин, казалось нереальным при местном уровне литья. А про бронзу и говорить нечего — медь и олово были на вес золота, шли в основном на флот по особому распоряжению, и экспериментировать с ними мне бы никто не дал.

Снаряды… Бомбы с надежным запалом? Каленые ядра? Всё это требовало либо материалов, которых тут не было (для запалов), либо сложных и опасных фокусов прямо на корабле. Капитан Головин уже прислал записку с вестовым, вежливо и настойчиво интересуясь, как там дела с «оружием против шведской брони». Генерал в Питере тоже передавал через Орлова свое нетерпение. А я топтался на месте, упершись в глухую стену местной технологической отсталости.

Нужен был какой-то финт ушами. Нестандартный ход. Если нельзя сделать сам материал для большого ствола радикально лучше, может, можно изменить конструкцию так, чтобы выжать максимум из того, что есть? Скомпенсировать недостатки одного материала достоинствами другого?

Я сидел в своей каморке, перебирал эскизы, разглядывал обломки металла. Думал про сопромат, про то, как распределяются напряжения в стенках пушки при выстреле. Самая дикая нагрузка — внутри, в канале, где давление пороховых газов адское. А наружные слои металла напрягаются меньше. А что, если сделать ствол не цельным куском, а составным?

Мысль показалась дикой. Составной ствол? Это как? Но потом я вспомнил бочки! Обычные деревянные бочки. Их же делают из отдельных дощечек-клепок и стягивают железными обручами. Обручи создают предварительное сжатие, и вся конструкция становится прочной, держит давление жидкости. А колеса у телег? Тоже обод стягивает спицы и ступицу. Принцип тот же — внешнее сжатие для прочности.

А что, если применить этот принцип к пушке? Сделать ствол из двух (или даже трех) слоев? Внутренний слой — труба, сам канал ствола. Ее можно отлить из моего улучшенного, более прочного чугуна. Пусть он хрупкий на разрыв, зато на сжатие работает неплохо. А снаружи на эту трубу натянуть, с натягом, один или несколько слоев из другого металла — из ковкого железа, из которого ковали ружейные стволы, и которое гораздо лучше держит растяжение, чем чугун.

Как это сделать? Отлить внутреннюю чугунную трубу потоньше, чем обычно. Тщательно ее обточить снаружи (вот где мой токарный станок пригодится!). Потом выковать из полосового железа кольца или цилиндры — бандажи. Нагреть эти бандажи докрасна, чтоб они расширились. Надеть их горячими на холодную чугунную трубу. А когда железо остынет, оно сожмется, с дикой силой обхватит чугунную основу, создавая то самое предварительное сжатие внутри!

Получится такой «сэндвич»: внутри — твердый, износостойкий (относительно) чугун, а снаружи — вязкое, прочное на разрыв железо, которое не даст чугуну треснуть от давления газов. По сути, я предлагал применить к артиллерии принцип, который потом назовут «скреплением ствола».

Идея меня захватила. Это было нестандартно, не похоже ни на цельное литье, ни на ковку из полос. Это был комбинированный подход, использующий сильные стороны разных материалов и технологий, которые тут были доступны. Отлить чугунную трубу было проще, чем целый ствол. Выковать железные бандажи — тоже вполне реально для местных кузнецов. Самое сложное — обеспечить точную подгонку трубы и бандажей и сам процесс горячей насадки. Тут нужна была точность размеров, равномерный нагрев бандажей, быстрая и аккуратная сборка.

Но зато какой результат мог получиться! Ствол, скрепленный таким макаром, должен был держать гораздо большее давление, чем обычный чугунный или даже бронзовый. А значит, можно было либо сыпать больше пороха в существующие калибры, получая большую дальность и пробивную силу, либо даже делать пушки бОльшего калибра, не боясь, что их разорвет. Это могло стать тем самым «средством против шведских кораблей», которого так ждали генерал и капитан Головин!