Порох. От алхимии до артиллерии: история вещества, которое изменило мир
Шрифт:
Однако в том, что касалось теории, инженеры действовали по большей части наугад. У них были только смутные представления о том, почему смесь ингредиентов порождала взрыв. «Порох есть телесная и землистая вещь, составленная из мощи четырех первоэлементов, — рассуждал Бирингуччо. — Когда в некоторую часть этой чрезвычайно сухой субстанции посредством серы вводится пламя, это производит умножение воздуха и огня».
Артиллеристам приходилось быть мастерами на все руки. Мерклин Гаст, франкфуртский оружейник конца XIV века, похвалялся, что умеет «восстанавливать испорченный порох до его первоначального состояния… разделять и очищать селитру… делать порох, который способен храниться 60 лет… стрелять из больших и малых пушек… лить из железа стрелковое оружие и другие орудия». Бирингуччо
Как и другие ремесленники, большинство оружейников самым тщательным образом охраняли секреты составления пороха и литья пушек. Они создавали гильдии, вроде Братства святой Варвары, которые экзаменовали способных подмастерьев, собирали пошлины, распределяли пенсии. Секреты ремесла передавались только доверенным ученикам. Но Бирингуччо был исключением. Он изложил все, что знал о порохе и обработке металла, в книге под названием De la pirotechnia. Написанная на разговорном итальянском языке и опубликованная в 1540 году, уже после смерти автора и менее чем через сто лет после изобретения самого книгопечатания, эта книга стала первым печатным трудом, посвященным разного рода огнестрельным искусствам, Работа, в которой была собрана масса доступных в то время практических сведений, стала важной вехой в этой области знания. В течение 138 лет вышло девять ее изданий. Мало того, книга стала образцом для трактатов во многих других прикладных областях, поскольку в ней впервые была сорвана завеса секретности, окутывавшая до тех пор искусства и ремесла. De la pirotechnia — один из важнейших истоков информационной эры, в которую мы сейчас живем.
Новый способ изготовления пороха удачно дополнило еще одно изобретение инженеров конца XV — начала XVI столетия. Речь идет о новой конструкции пушек. В течение тысячелетий до наступления промышленной революции металл ставил перед ремесленниками невероятно сложные задачи. Руды были бедными, техника добычи — примитивной. Чтобы добиться результата, необходимы были чрезвычайно высокие температуры и сложные химические реакции. Что-нибудь еле уловимое — скорость охлаждения отливки или попадание в горн какой-нибудь особой минеральной соли — могло значительно повлиять на конечный продукт.
В Средние века эти проблемы взялись решить литейщики гигантских бронзовых колоколов, украшавших готические соборы. Это были самые крупные изделия, которые научились отливать к тому времени, — некоторые из них весили несколько тонн. Сходство пушки и колокола — полых металлических объектов — не ускользнуло от внимания оружейников. Кованое сварное железо было, конечно, гораздо дешевле, чем бронзовое литье, но взрывчатая сила зерненого пороха требовала более прочного вместилища, чем собранная из железных полос бомбарда.
Поскольку и колокола и пушки состояли из большого количества чрезвычайно ценного металла, они на протяжении веков то и дело превращались друг в друга. После взятия города завоеватель непременно требовал снять городские колокола и переплавлял их в пушки — обычай, дошедший до Второй мировой войны, во время которой нацисты ограбили европейские церкви, сняв с них колокола. А после заключения мирного договора отслужившая свой срок пушка могла снова стать колоколом. В 1508 году Микеланджело переплавил большой колокол, захваченный в Болонье, чтобы отлить из этой бронзы статую папы Юлия II. Тремя годами позже герцог Феррарский по прозвищу Il Bombardiere, захватил эту статую и перелил ее в массивную пушку, которую нарек «Юлия».
Литье всегда предъявляло к мастерам высокие требования. Литейщики должны были уметь добиваться чрезвычайно высоких температур и поддерживать их, управляться с самыми тяжелыми материалами и точно смешивать ингредиенты.
Эти новые пушки уже нельзя было заряжать с казенной части. Зарядная камера стала теперь одним целым со стволом, и добраться до нее можно было только через дуло. Однако зерненый порох упростил процесс заряжения: бомбардир просто просовывал в дуло черпак на шесте и переворачивал его, загружая отмеренное количество взрывчатки. Затем он загонял в ствол прибойником пыж и ядро. Казнозарядные пушки исчезают и не появятся снова до конца XIX века.
Примерно в 1450 году в Голландии, находившейся тогда под властью бургундцев, оружейники начали отливать стволы с двумя поперечными выступами по обе стороны — вместе они образовывали короткую ось. Эти цапфы значительно улучшили и мобильность, и прицеливание. Секрет их был в равновесии: сделанные точно против центра тяжести пушки, они обеспечивали точку вращения, вокруг которой канонир мог поднимать или опускать ствол во время прицеливания. Кроме того, за цапфы ствол можно было прикрепить к двухколесному лафету — усовершенствованной двуколке, сделанной из тяжелого бруса, — и при этом он по-прежнему мог свободно двигаться вверх и вниз. Хвост лафета позволял легко поворачивать орудие из стороны в сторону. Когда расчет поднимал хвост и прикреплял его к двухколесному передку, получалась четырехколесная повозка; больше не было нужды поднимать ствол воротом и укреплять его перед выстрелом на специально подготовленной деревянной платформе.
Успешное производство прочных литых пушек повлекло за собой, в свою очередь, появление более компактных снарядов. Каменное ядро, которым стреляли из бомбарды, мог высечь только квалифицированный высокооплачиваемый каменотес. Врезавшись в крепостную стену, такое ядро раскалывалось, напрасно растрачивая при этом часть своей разрушительной энергии. Стараясь максимально использовать потенциал более прочных пушек и более мощного пороха, инженеры обнаружили, что литое чугунное ядро, будучи втрое плотнее каменного, позволяло маленькой пушке реализовать такое же количество энергии, что и какому-нибудь артиллерийскому левиафану. Иначе говоря, чугунные ядра концентрировали мощь зерненого пороха. Кроме того, их форма была ближе к идеальному шару, и они прилегали к каналу ствола с меньшим зазором, что делало новый порох еще более эффективным. А поскольку их можно было отливать в форме, отпала нужда в мастерстве каменотесов. К тому же чугунные ядра можно было использовать неоднократно.
Итак, инженеры собрали воедино все элементы радикально новой технологии: зерненый порох, обладающий большей взрывной силой, литую пушку — меньшего размера, но более прочную — и компактное чугунное ядро. Чтобы пушка стала более безопасной и в то же время более легкой, казенную часть делали более толстой, а ствол снаружи — сужающимся к жерлу. Восемь дюймов сплошного металла в казенной части противостояли взрыву заряда, в то время как ближе к концу ствола, где давление было меньше, достаточно было трех или двух дюймов. Отношение длины ствола к калибру выросло, чтобы порох успевал полностью выгореть, пока ядро двигалось вдоль ствола. В результате получилась классическая, сужающаяся к дулу пушка — форма, которая останется стандартом до конца эры пороха.
Новые орудия — с более гладким каналом ствола, более длинные и легкие, чем старые бомбарды, — метали свои компактные ядра с гораздо большей скоростью. Добившись этого, пушкари стали постепенно увеличивать вес заряда. В первых пушках он не превышал пятнадцати процентов от веса ядра. К XVI столетию бомбардиры осмелились довести вес пороха до пятидесяти, иногда даже до ста процентов от веса снаряда. Простая в обслуживании, легко заряжаемая пушка обеспечила также гораздо более высокий темп стрельбы. При Брешии в 1564 году итальянский канонир выпустил из тяжелого орудия 108 ядер за пять часов — скорость, которая изумила бы артиллеристов прошлых поколений.