Новые технологии военного производства на Каменском заводе в начале XIX века

Начало XIX в. ознаменовалось для России целой серией войн с Францией, Швецией, Турци­ей и Персией. Однако задуманный Петром I как арсенал империи, Урал к началу XIX в. не вы­полнял своего предназначения, осуществляя главным образом выпуск сугубо мирной продук­ции. Из 8 млн. пудов чугуна, выплавлявшегося уральскими домнами, более 5 млн. переделыва­лось в различных сортов и отправлялось за рубеж. В 1802-1804 гг. экспорт уральского железа составлял 2210 тыс. пудов. Из оставшихся 3 млн. пудов чугуна большая часть также экспортировалась из слитках («штыках») и только небольшое количество этого ме­талла производства «припасов» — колес, шестерен, валков, сковород, ча­нов и т.д.

Военное к началу XIX в. осуществлялось лишь на некоторых из 28 казенных заводов, работавших Урале. С 1804 г. большинство уральских казенных горных заводов данного обстоятельства не выполняли военные заказы. Этот завершить к 1806 г., но жизнь вносила свои коррективы и задуманное

совершенно особую экономике страны, так как учреждались и словам крупного статистика К. И. Арсеньева, «не для государства». На Каменском заводе осуществлялось производство артиллерийских боеприпасов.

В 1809 г. вышел указ о возобновлении военного производства на уральских казенных заводах, так как производство артиллерийских орудий на Каменском заводе не удовлетворяло воз­растающих потребностей армии. В 1810-1817 гг. на заводе было отлито 1527 орудий, на 200 меньше, чем требовалось. Причина крылась в слабости энергетической базы завода, в пло­хом состоянии оборудования. В 1819 г. отливка орудий здесь была прекращена, однако в се­редине 30-х гг. XIX в. возобновилась.

В начале XIX в. международная обстановка накалялась. Россия вступила в войну с Ираном и Турцией, нарастала угроза серьезного военного столкновения с наполеоновской Францией. Это обусловливало увеличение потребности армии в вооружении и боеприпасах. Определенные надежды в решении этой проблемы правительство возлагало на Урал и высказывало серь­езную тревогу по поводу медленных темпов реконструкции его заводов, непосредственно вли­явших на оперативность и качество выполнения военных заказов. В частности, в 1809 г. Гор­ный департамент Министерства финансов, в ведении которого находилась уральская горноза­водская промышленность, требовал от Пермского горного правления донести, «окончено ли предположенное для отливки снарядов устройство», поскольку «о том донесения нет, а между тем исчисленные на устройство означенных заводов суммы ежегодно ассигнуются и отпуска­ются».

Дальнейшее обострение военно-политической обстановки окончательно утвердило в правящих кругах России мнение о том, что в восточных районах страны необходимо строитель­ство новых военных заводов, способных значительно увеличить поставки вооружения в дей­ствующую армию, и в первую очередь ручного огнестрельного и холодного оружия. Удобнее всего эти заводы было создавать на Урале, уже располагавшем системой управления казенны­ми металлургическими предприятиями, производившими качественное сырье и имевшими ква­лифицированные кадры, способные в короткий срок наладить производство оружия.

В начале XIX в. внедряется способ производства орудий, разработанный французским ученым Г. Монжем, труд которого был переведен на русский язык в 1804 г. Процесс изготовления орудия включал в себя формовку, отливку, сверление канала ствола, наружную обточку и окон­чательную ручную отделку. С 1804 г. орудия стали изготавливаться по чертежам, выгравиро­ванным в натуральную величину на медных досках. По этим чертежам изготавливали модели орудий. В XVIII в. модели делали из глины, позже — из сухого дерева. По способу Монжа мо­дель изготавливалась из бронзы или чугуна и состояла из двух продольных частей, разделяв­ших орудие как бы на две половины. Каждая половина поперечно делилась на шесть отдель­ных, плотно пригнанных одна к другой частей. Модель давала очертания ствола пушки и литей­ной прибыли. По причине усадки чугуна при остывании модель изготавливалась несколько длиннее настоящего размера орудия, а в диаметре так, чтобы по окончании отливки он превы­шал настоящий, поскольку излишек снимался при обточке орудия. Формовка производилась в чугунных опоках, тоже сборных, поперечные сечения которой соответствовали отдельным ба­рабанам модели. Так как опока имела еще и разрез по осевой линии, то общее число частей, из которых она состояла, было равно 12. Они соединялись между собой посредством болтов. В качестве формовочного материала употреблялся обычно речной песок, смешанный с шерстью. Формовка производилась вертикально снизу вверх, модель и опока постепенно наращива­лись. После набивки опок модель вынимали, давали формам просохнуть и смазывали их спе­циальными чернилами, состоявшими из сажи, огнестойкой глины и воды. Затем специальным шилом протыкали в форме отверстия для выхода газов, образующихся при литье, чтобы в ору­дии не образовывались раковины. На формовке орудия, в зависимости от его величины, было занято от 5 до 9 человек. Процесс продолжался 12 часов. Готовые формы отправляли в сушил­ку на суток, затем снова смазывали чернилами. Собранную опоку с помощью крана опуска­ли в литейный чан, где с помощью отвеса и распорок ее приводили в строго вертикальное положение, на что уходило до 6 часов. От печи проводилась бороздка к резервуару, сложенному из кирпича и обмазанному внутри глиной. От резервуара к литейному чану проводился желоб из листового железа, в конце которого имелась воронка, установленная перпендику­лярно середине орудия. В местах соединения борозды с резервуаром и резервуара с желобом и воронкой устанавливались железные заслонки для регулирования притока чугуна. Для от­ливки 3-пудовой пушки требовалось 750-780 пудов чугуна, 36-фунтовой — 500-540 пудов, 24-фунтовой пушки и 1-пудового единорога — 350-380 пудов, 1/2 пудового единорога — 220- 250 пудов. Во время заполнения формы рабочие наблюдали, чтобы металл лился тихо и не­прерывной струей, не касаясь стен формы. После наполнения формы чугуном ее оставляли остывать на 12-20 часов, в зависимости от величины орудия. Затем разнимали части опоки и, обмотав орудие канатом, поднимали его наверх, очищали от формовочного песка и отвозили на заводскую площадь, где давали окончательно остыть.

Остывшее орудие поступало в сверлильный цех, где на специальном станке сначала отрезали литник (литейную прибыль), а затем сверлили канал ствола и производили его наружную обточку. На станке в движении находился сам ствол, а сверло, закрепленное на специальной тележке, наезжало на него. Сверление пушек и единорогов производилось тремя сверлами: сначала проходным и делавшими 4-6 оборотов в минуту, затем гладильным, делавшим 2 оборота в минуту. В мортирах, кроме того, еще несколькими сверлами высверли­валась камера для порохового заряда, так называемый «котел». Со второго сверления начина­лась одновременная обточка ствола снаружи. Цапфы (выступы, которыми ствол орудия кре­пился к лафету) обрабатывались на особом станке, где ствол закреплялся уже неподвижно, а во вращении находился рабочий инструмент. Поверхность орудия между цапфами обрабаты­валась вручную. После этого несколькими сверлами сверлилось запальное отверстие. Все эти операции занимали 34 дня.

Затем орудия испытывали: каждая пушка и единорог проверялись двумя усиленными и одним боевым выстрелами, мортира — двумя боевыми. С 1846 г. условия приема орудий ужесточились. Теперь из каждых 25 орудий бралось одно и испытывалось десятью усиленными вы­стрелами. Если оно их выдерживало, то вся партия испытывалась общей пробой (два усилен­ных и один боевой выстрелы); если же не выдерживало, то выбирались еще два орудия и под­вергались также десяти выстрелам. Если хотя бы одно из них разрывалось, то вся партия шла в брак. Выдержавшие пороховую пробу орудия подвергались водяной пробе, для чего их стави­ли вертикально жерлом вверх и, налив воду, оставляли под грузом на 6 часов. Если после этого наружная поверхность орудия была влажная, значит, в нем имелись микроскопические тре­щинки и его браковали. Принятые орудия клеймились и отправлялись на склад.

В 1809 г. вышел указ о возобновлении производства военной продукции на уральских казенных заводах. Так как мощность Каменского завода не удовлетворяла возросшие потребности в артиллерии, в 1810 г. было решено провести опыты по отливке орудий на Верхне-Туринском заводе Гороблагодатского горного округа. Все работы проводились специально присланными мастерами Каменского завода. Первая партия орудий, отлитая на Верхне-Ту­ринском заводе в мае 1812 г., оказалась крайне некачественной. Из 36 орудий, произведен­ных верхнетуринскими мастеровыми, только 2 более или менее соответствовали необходи­мым стандартам и были приняты на вооружение армии «по крайней нужде». Всего за 1812-1816 гг. здесь было отлито 586 орудий, 212 из которых, т. е. 36 %, были отбракованы при приемке. Причина брака заключалась в том, что на доменном оборудовании завода из тугоплавкого гороблагодатского магнитного железняка было невозможно выплавить чугун необходимого качества. В результате металл получался крупнозернистым, что приводило к разрыву орудийных стволов при стрельбе. Низкое качество выпускаемой продукции не удовлетворяло военное руководство, и в 1817 г. отливка орудий на Верхне-Туринском заводе была остановлена.

Каменский завод тоже получал правительственные заказы на производство пушек. Однако слабая энергетическая база завода и устаревшее оборудование не позволяли выполнить их в полном размере. В начале XIX в. заводское начальство предприняло ряд мер для устранения причин производства некачественной продукции и внедрения новых технологий. К 1810 г. на заводе успешно применялся новый способ сверления стволов орудий и труб при помощи закаленных чугунных сверл и резаков. В 1811 г. на Екатеринбургской механической фабрике были изготовлены железные винты, которые на Каменском заводе применялись для заделывания раковин в стволах орудий.

Уральские горные инженеры и мастеровые много сделали для совершенствования производства чугунных орудий. Сложной была обточка цапф. Она велась вручную, на что одному рабочему требовалось 5-6 дней. В 1811 г. управитель Нижне-Исетского завода И. П. Подоксенов построил на этом заводе машину для обточки цапф, приводимую в движение водяным колесом. Машина обрабатывала три пушки в сутки.

В 1812 г. мастеровой-сверлильщик Нижне-Исетского завода Я. Зотин отлил 3-фунтовую пушку «из железа наподобие стали». Пушка была дешевле аналогичной чугунной. За свое изоб­ретение Зотин был награжден золотой медалью, но его пушка, прообраз стальной артиллерии, не была принята на вооружение. Производство орудий с гладкой поверхностью ствола, не нуж­давшихся в обточке, было налажено под руководством горного инженера А. А. Грамматчикова, бывшего управителем Каменского завода.

Накануне и в период Отечественной войны 1812 г. вновь увеличилось производство артиллерийских орудий. В 1810-1817 гг. заводчане отлили 1527 орудий, т. е. на 200 орудий мень­ше требуемого, да и качество продукции оставляло желать лучшего. В армию завод поставил 1415 годных орудий, не считая бракованных, оставшихся на предприятии. Однако, несмотря на нововведения, завод регулярно не справлялся с данными ему государственными заказами, и начиная с 1819 г. отливка орудий на нем была прекращена.

Объективности ради следует отметить, что в период войн с наполеоновской Францией отлитые на Урале артиллерийские орудия в боевых действиях задействованы не были. Однако чугунные пушки, сработанные уральскими мастерами, в значительной мере способствовали усилению огневой мощи русских крепостей и береговых батарей.