Петр I летом 1718 года отправил 25-летнего Андрея Константиновича Нартова на обучение в Европу. Тут следует уточнить, что Нартов к тому времени уже проявил себя искусным мастером, новатором и изобретателем. К 1718-му году в его инженерной «копилке» уже числились проекты и действующие «махины» двух видов токарно-копировальных станков собственного изобретения - "боковых" (позитурных) и "медальерных".
Процесс изготовления медальона на воссозданном станке Нартова
В основе их сложной конструкции лежала возможность механического перевода формы и рисунка с заранее изготовленного образца - копира на вытачиваемое изделие, являющееся по существу точной копией образца, только воспроизведенное в другом материале и другом масштабе. На "боковых" станках вытачивались многофигурные барельефы на поверхностях предметов цилиндрической формы или сложные по пластике объемные формы, украшенные узорами, или, как их тогда называли, "розами". На "медальерных" станках вытачивали на круглых торцовых плоскостях различных предметов рельефные изображения.
Медальон (модель) с рельефным изображением взятия Нарвы
Медальон с портретом Петра I, выточенный на копировально-токарном медальерном станке.
В 1738 году Андрей Константинович Нартов завершил постройку машины для сверления пушек, с чего началось его долгое и плодотворное сотрудничество с Артиллерийским ведомством.
В то время стволы пушек отливались с каналом, для чего в процессе формовки устанавливался стержень диаметром несколько меньше канала. Структура металла вокруг стержня была неоднородной и неплотной. Этот слой металла удалялся в процессе рассверливания канала, для чего применялись большие металлорежущие станки, помещавшиеся нередко в отдельных высоких зданиях.
Однако, эти станки не позволяли соблюсти достаточную соосность канала стволу, а также точное пересечение оси канала с осью цапф, что являлось непременным условием прицельной стрельбы.
Схема сверления пушек в ручную и с помощью гидроэнергии из трактата Ванноччо Бирингуччо "Пиротехния" (XVI век)
Впервые в мире передовую идею сверления стволов предложил швейцарский арканист(секретный разработчик), работавший во Франции, Жан Мариц (1680–1743 гг.). Он отливал стволы без канала, а затем канал высверливал.
Марицем было создано для этого секретное, по тому времени, оборудование.
Зуборезно-фрезерный станок персонный боковой А. К. Нартова, 1721 г.
– Что за странный подарок посылает русский царь? – удивился прусский король. – Раньше у нас станки покупал для своей токарни. Чем же россияне удивить хотят короля Пруссии? Между прочим, Петр неспроста послал станок Фридриху-Вильгельму. Царь знал, что прусский король также любитель токарничать и толк в этом ремесле понимает. Выгрузили нартовский станок, установили в одной из дворцовых комнат. Пришёл король, внимательно присматривается к подарку. – А это что здесь приделано? – спрашивает у Нартова, показывая на его резцедержатель. – Почему царь Пётр не прислал объяснения? Ты ведь, поди, только царский курьер и по токарному делу ничего не смыслишь?.. – Отчего же, ваше величество, немножко разумею, разрешите только камзол снять, сподручнее будет... – улыбнулся Андрей Константинович и подошёл к станку. Закрепил болванку, пустил станок в ход. Король прусский во все глаза смотрит. Резец-то не в руке токаря, а вот в этом удивительном приспособлении, да ещё сам передвигается. А этот русский работает как искусный мастер. Король прусский до того увлёкся петровским подарком, что приказал перенести его в комнату, находившуюся рядом с королевской спальней. А Нартову заявил: – Я тебя не отпущу до тех пор, пока не научишь меня, как пользоваться сим приспособлением... Ты работаешь так красиво и ловко, вероятно ты обучался у славного мастера, который это приспособление придумал... – Никак нет, ваше королевское величество, я ни у кого не обучался... – Как так не обучался? – удивился король. – А так, что сие приспособление нами придумано и построено. Сам, значит, у себя и учился... Короче говоря, в течение нескольких месяцев не отпускал знаменитого токаря прусский король. А отпустив, написал царю Петру послание, полное восхищения станком и его изобретателем. И снова в дорогу. Вскоре пересекли границу Франции. Прибыли в французскую столицу. Явился Нартов в Академию наук и объявил о присланном в дар токарном станке. – Токарный станок? – удивились французы. – Что этим подарком хотел сказать почётный член нашей Парижской академии наук? – Знатный станок, господа! – поклонился Нартов. На осмотр подарка царя Петра собрались французские академики. С нетерпением ждали разодетые в богатые камзолы, в высоких напудренных париках учёные мужи, когда начнёт демонстрировать станок посланец с берегов далёкой Невы. Нартов чувствует на себе снисходительные взгляды этих напыщенных, чопорных господ. "Ну, ладно же, господа хорошие, – думает про себя токарь, – сейчас я вам покажу, что за станок вам подарен, не так-то глядеть на меня будете..." Станок заработал. Тесным кольцом обступили академики петербургского мастера и глазам своим не верят: быстро и с подлинно ювелирным искусством, предельно чисто вытачивал Нартов различные фасонные изделия. И хоть не держал токарь резца в руках, но был он послушен во всём этому удивительному мастеру. Стоит станок в Эрмитаже. А другой, примерно такой же, нартовский станок – в Париже, в Музее национального хранилища искусств и ремёсел Франции. Собраны там многие сотни редчайших экспонатов, составляющие славу технического гения французского народа. С величайшими предосторожностями берегут там приборы великих учёных Франции, ткацкие станки, измерительную технику, первые электрические конструкции. И среди этого национального богатства стоит станок, сработанный на берегах Невы. Приглядевшись к металлическому суппорту, можно увидеть на нём аккуратно вырезанное имя конструктора: "Андрей Нартов"... Вот какой высокой чести удостоили французские учёные изобретение иноземного механикуса! Когда Нартов возвратился в Петербург, он привёз с собой для передачи царю специальный аттестат, составленный и подписанный президентом Парижской академии наук мосье Биньоном. В аттестате было подробно доложено Петру о том, что делал Нартов во Франции. "Множество французских академиков были буквально ошеломлены искусством Андрея Нартова", – сообщал Биньон. Президент академии в аттестате называет его искусство и станок Нартова "дивнейшим". Никто во всём мире не умеет сделать того, что делает русский механикус Нартов... Царь был очень доволен своим любимцем и гордился аттестатом Парижской академии. Он даже повелел показывать сей аттестат в назидание всем, кого направляли в заграничную командировку перенимать полезный опыт в иностранных государствах. А для сего приказано было редактору первой русской газеты "Ведомости" Борису Волкову сделать с аттестата точный перевод. Зарубежная поездка Нартова прошла с немалой пользой для него. Он не только показал, что русская техника шагает вперёд, но многому и сам научился у иностранных учёных. Возвратился он домой в 1720 году. Санкт-Петербургу исполнилось тогда семнадцать лет. Столица быстро разрасталась. Недалеко от нее, на Сестре-реке, Петр задумал строить оружейный завод. В следующем году приступили к его сооружению. Вот где потребовались разные токарные станки. И не только для Сестрорецкого, но и для нового Тульского оружейного завода. Ещё более расцвёл в те годы технический талант Андрея Нартова. Его смело можно было назвать замечательным инженером-конструктором, блестяще решавшим многие технические задачи. Вот, например, история с литьём пушечных стволов. По старинке их отливали полыми. При отливке получалось много брака. Литьё сплошь и рядом было с большим количеством раковин в металле. Из таких стволов стрелять крайне опасно: они могли разорваться и погубить при этом артиллерийскую прислугу. Андрей Нартов предложил отливать стволы не полыми, а высверливать на станках отверстия в болванках. Проверили на деле – отлично. Изготовленные нартовским способом орудийные стволы выдерживали сотни выстрелов. Артиллерийское дело уж очень по душе было пытливому механикусу. Это по его настоянию в Санкт-Петербурге были созданы специальные Секретные палаты. В них занимались вопросами улучшения русского оружия. И не только улучшали, но и изобретали новые виды вооружения для армии и флота России. Андрей Константинович сконструировал скорострельную батарею. На поворотной платформе он разместил сорок четыре мортиры небольшого калибра. Пока одна группа орудий, обращённая к противнику, производит выстрелы, другую пушкари изготавливают к бою. Огонь ведётся непрерывно, скорострельность велика. Многое можно рассказать и о других технических новшествах знаменитого токаря-самородка. Он придумал обрубочные прессы, а также прессы для чеканки монеты, позволившие увеличить выпуск монет в десятки раз. По его проекту построили шлюзовые ворота для кронштадтского дока, в котором ремонтировались русские корабли. Заведовал одно время Андрей Константинович и мастерскими при Академии наук. Здесь по проектам учёных создавались хитроумные приборы, всевозможные устройства для проведения научных опытов. Вся жизнь Нартова прошла в непрерывной работе и поисках. За работой он по-настоящему и отдыхал. Наверное, потому-то мы до сих пор и помним о первом токаре российском, что главным в его жизни была работа.
Станок токарно-копировальный гильоширный А. К. Нартова, 1713-1725 гг.
Приглядитесь к одному из станков в Эрмитаже. Нартов работал за этим станком, стоя на подставке. Он же его и сконструировал. На эту работу ушло много трудов и много времени. В те давние времена ни паровой, ни тем более электрической машины не было. Станок, с зажатой в нём заготовкой, вращали вручную, а резец, снимавший стружку, держали в руке. Одно неосторожное движение – и погублена вся работа. В царской токарне Пётр и Нартов подолгу беседовали между собой. И однажды Андрей рассказал царю: думаю, мол, над тем, чтобы каким-либо образом вделать в станок держатель для резца. Более того, ищу, мол, способ сработать резцедержатель самоходным. – Много станков перевидал я в заморских странах, – ответил Пётр, – но такого, о котором ты бредишь, не видывал. Сделаешь ли? – Попробуем, ваше величество. Пётр снова то на верфях, то на Литейном дворе, то в новых полках армии российской... В дворцовой токарне хлопочет один Нартов: набрасывает чертежи, делает всевозможные расчёты, прикидывает новые варианты самоходного резцедержателя. Показать царю чертежи не решается. Самому надо прежде увериться, что всё правильно, хорошо обдумано. Вернулся Пётр в токарню, а на столике разложены чертежи. – Вот, ваше величество! В тот день ни царь, ни его главный токарь не работали. Пётр углубился в чертежи и в конце концов убедился, что Нартов спроектировал приспособление огромной важности. – На Оружейный двор, завтра же, делать всё немедля! – Таков был приказ царя. Чертежи не обманули. Изготовлены три приспособления. Андрей Нартов, которому тогда исполнилось 24 года, перестраивает по своему проекту три станка. – В наше время, – восхищённо рассказывал Данилевский, – каждому станочнику хорошо известно, что такое суппорт. С него он и начинает знакомство с токарным станком. А самоходный резцедержатель Нартова и есть по сути дела первый суппорт, которого до него не знали токари. Это настоящая революция в технике. Нартов вырвал резец из ладони токаря и сделал его достоянием машины. Пётр не мог нарадоваться своим любимцем. "Такую штуку придумать! И всё собственным умом. А ведь, можно сказать, и не учился он по-настоящему нигде. Золотая голова! Надобно Нартова послать в Европу, может чего нового, мудрёного у заморских механикусов познает. И не токмо в ремесле токарном, а и в других делах..." Поездка Нартова за рубеж уже была решена Петром, но тут он задумал ещё одно дело: было отдано приказание изготовить два новых токарных станка с нартовскими самоходными резцедержателями. Станки эти царский токарь должен везти с собой: один в дар королю прусскому, а другой доставить во Францию, в город Париж. Царь Пётр был почётным членом Парижской академии наук – вот он и жалует второй станок французской академии. Пусть глядят заморские учёные и удивляются... Тронулся в дальнюю дорогу Андрей Нартов. Двигается маленький обоз – впереди царский токарь, а сзади хорошо упакованные и увязанные дары царя – токарные станки. Пересекли границу. Смотрит Андрей Константинович на чужие города, на сёла, на мельницы, фабрики, – приглядывается внимательно, что к чему запоминает. Царём послан за рубеж не на прогулку, а за пользой. Так доехал до короля прусского Фридриха-Вильгельма I. – Ваше королевское величество, велено мне передать вам дар его величества царя Петра – токарный станок, – докладывает Нартов.
С 1737 году Андрей Нартов работал над книгой «Ясное зрелище машин» или «Театрум Махинарум», где обобщил имеющийся у него обширный опыт по созданию станков.
Сухарева башня, в которой в начале XVIII века располагалась Навигацкая школа
