В XVI и XVII веках солеварение охватывает обширный Волжско-Камский район. Почти безраздельными монополистами этого промысла были бароны Строгановы. Они имели промыслы при устье реки Яйвы, на Чусовой, при Усольске, в Новом Усолье, на правом берегу Камы. Им же принадлежали Ленвенские промыслы на реке Ленве, Зырянские соляные промыслы на реке Зырянке, а также промыслы в Сольвычегодске. В 1731 году велено было Строгановым добывать соли три миллиона пудов.
На заводах Строгановых, как и вообще на всех русских соляных заводах, в ту пору еще сохранилась примитивная техника добывания соли. Для варения соли во множестве заготовлялись дрова. Летом их сгружали у берегов подле варниц, перегораживая плывущие по реке деревья поперечинами, зимой подвозили на санях. Требовалось около полумиллиона кубометров ежегодно. Над заготовкою их трудились крепостные крестьяне баронов, им выдавалось по 10 копеек за доставленный кубометр. Рубили лес варварски: валили его где и как попало, уничтожая на дрова строевой сосновый бор, подсекая молодняк, расчищая рощицы, мешающие прямому проезду к рекам. Так повторялось каждую весну, потому что лес шел и на постройку судов, и на топливо, и на всевозможные хозяйственные поделки.
Промыслы основывались в тех местах, где находили обильный соляной раствор. В низинах, близ озер и маленьких речек Прикамья, на поверхность выступали соленые воды. Найдя такой ключ, буравили землю и опускали туда деревянные трубы. Соляной рассол поднимался по трубе, а потом его выкачивали.
Как видно из письма Кулибина к администратору завода барона Строганова, подземные ручьи рассола и трубы, по которым он выходит наружу, часто засорялись, и добыча прекращалась. Кулибин рассказывает об одном таком случае, когда положение спас рабочий: залепленные расщелины в камнях, откуда идет в трубы рассол, «сучьями дерева… прочистил и пустил в трубы рассол беспрепятственно».
Любопытно, между прочим, что в этом же письме, где Кулибин явно любуется практической сметкой рабочего, он иронизирует над каким-то «ученым чиновником», который, теоретизируя, выдумывал и даже строил какие-то колодцы вместо обыкновенных труб, но потерпел полную неудачу. Намеренно сопоставляя эти красноречивые факты, Кулибин дает и прямой совет баронам смело опираться при рационализировании их соляного промысла на «работных людей» с опытом и стажем. Практик-новатор с ловким, гибким, сообразительным умом был, с точки зрения Кулибина, надежной опорой производства: «…таковые в практике с натуральным смыслом упражнения должны быть, по моему мнению, вернее и фундаментальнее творческих выдумок» (Письмо к «его превосходительству Ник. Сергеевичу» от 11 января 1811 года). Под «творческими выдумками» Кулибин, человек XVIII века, разумел беспочвенное фантазирование книжников.
Некий Сивков, по-видимому, один из администраторов этих заводов, заходил не раз к Кулибину и показывал ему чертежи соляных труб и машин, с помощью которых силою лошадей выкачивали из ям раствор. Велись разговоры о соляных промыслах, и Сивков просил изобретателя посодействовать обновлению техники на них. Кулибин ознакомился с чертежами и вскоре изобрел свою «конную машину» для соляных заводов. Он предложил ее барону Строганову с подробным описанием, в котором объяснил все неудобства машин, до сей поры действовавших на промыслах, и перечислил все выгоды, которые принесет его собственное изобретение.
Деталь водяной мельницы. Чертеж Кулибина.
Доводы его полны остроумия, тонкой наблюдательности и удивляют той осмотрительностью, с которой механик приступал ко всякому, даже самому маленькому, изобретению. Продуманы мельчайшие помехи, которые могут вдруг объявиться при пуске машины. Впрочем, предоставим слово самому изобретателю.
Лошади при конных машинах, говорит он, до сих пор действуют двумя способами. Или они ходят на «одном месте по наклонной плоскости движимого круга», привязанные к столбам поводами. Круг приводится в движение их ногами. (Еще и в наши дни в далеких селах можно увидеть таких топчущихся на одном месте лошадей при шерстобитках и маслобойках.) Или лошади ходят по земле, привязанные к рычагу. Тогда они описывают круг около колеса, находящегося в центре, и приводят машину в движение. (И это можно увидеть кое-где в колхозах, сохранивших еще конные молотилки.) Так именно ходили лошади на заводе Строгановых.
Оба эти способа Кулибин решительно отвергает. Начинает он с такого соображения:
«Работные лошади возят по земле возы по прямой дороге и прямолинейно, где хотят, и встречаются им на горизонте пригорки и горы, но на всех шагают они прямо и правильно, перевозят тяжести, незатруднительно и способно, а во всех поныне употребляемых конных машинах ходят лошади по крутой дороге. Ежели ходят по правой стороне круга, то передние ноги закидывают они в левую сторону, а тянут направо, задние же ноги закидывают к правой стороне, а тянут к левой (разрядка наша. — Н. К.) и таким наперекось неправильным ходом в сравнении с прямолинейным ходом настоящие силы употребить никак не могут. Сверх же того, кругом ходящие лошади закруживают у себя головы и слепнут, а по наклонной же плоскости отбивают себе ноги…»
Во избежание всех этих неудобств Кулибин и предлагает заводу свой способ более разумного использования конной тяги. Речь идет о сконструированной им машине, для которой «на поверхности с большим диаметром вертикального колеса ходить будут лошади подобно как с возами ходят по земле прямо, а не так, как на заводах, ходят наперекось».
Так как подобное переоборудование завода стоило дорого, то Кулибин сам советовал баронам отнестись к изобретению осторожно и, прежде всего, показать все чертежи специалистам, «имеющим знание в механике, и особливо господину Берду». А потом уже рекомендует проверить это свойство новых машин на модели, части которой следовало бы поручить сделать прекрасным мастерам и притом столичным.
Тогда же Кулибин был озабочен судьбою «водоходного судна», о пользе которого делает он робкие намеки, склоняя строгановскую администрацию к мысли поддержать это серьезное изобретение.
В это время Кулибин болел. «К тому же второго числа декабря, — читаем в заявлении, — шедши с горы, поскользнулся, упал и повредил в кисти правую руку». А ведь этой правой рукой он делал чертежи и вычисления. В заявлении, рядом с холодными вычислениями по механике, имеются строки, полные жалоб на ослабленную голову, которая ему «в таких летах по-прежнему уже не служит».
Судя по «Описанию вертикального колеса», соляная машина, изобретенная Кулибиным, представляется нам в следующем виде.
Колесо задумано было величиною около десяти сажен в диаметре и двигалось «на лежащем вале с двумя железными пятами». По ободу этого вертикального колеса должны были ходить две лошади. Через особую систему передачи колесо приводило в движение поршень соляного насоса. Конечно, все было наперед продумано: обод делался из выпруженных сосновых досок, была предусмотрена максимальная легкость колеса, уменьшение трения в пятах его, по особо хитро придуманному «вымостку» (подмостки) предполагалось «взводить лошадей на равную высоту с поверхностью вертикального колеса» и на самое колесо. Для лошадей на вертикальном колесе устроена была «западня» — место, где они беспрестанно ходили, не продвигаясь вперед. Лошади привязывались поводами к свесным брусьям над колесом с таким расчетом, «чтобы центр тяжести корпуса лошадей был над центром колеса». Сама «западня» была хитро устроена: если бы даже лошадь оборвала повод и попятилась назад или побежала вперед, то все-таки не смогла бы свалиться с колеса.
Кулибин давал практические советы, как и где ставить колеса. В низких местах промыслов, где вешний разлив особенно опасен, он предлагал так ставить колесо, чтобы ободья его с «вымосткою» до воды не касались, а перильные брусья на это время могли бы сниматься. Механик очень жаловался, что на старости лет уже не может изготовить чертежи чище, а знакомым чертежникам он не доверял.