Уже к началу XVI столетия возросший спрос на изделия промышленности привел к увеличению числа и к некоторому техническому усовершенствованию мануфактур. Улучшалась и техника обработки металла. Появлялись новые средства для вращения обрабатываемых изделий. Веревку с педалью заменило отдельно установленное маховое колесо, которое приводилось в движение руками человека. От этого колеса вращение передавалось на валик станка с помощью ремня. Такие станки для обработки дерева были известны уже в XVI веке.
Колесо очень долго оставалось средством вращения вала станка. Менялись только источники энергии, приводившие колесо в движение. Энергия человека была заменена работой лошади. Шагом вперед было изобретение «ступального» колеса. На окружности такого колеса располагались ступени. Лошадь — «двигатель» — переступала по этим ступеням и заставляли колесо вращаться. От вала колеса вращался вал станка с закрепленным на нем изделием. На смену ступальному колесу пришло водяное колесо. Оно вращалось от давления на лопасти колеса падающей струи воды. Скорость вращения стала достаточной для обработки металлических изделий.
К XVII столетию относится появление устройств для обработки внутренней поверхности орудийных стволов. Огромная штанга со сверлильным инструментом являлась продолжением оси колеса и вращалась вместе о ним. Приспособление в виде системы блоков с веревками {7} заставляло обрабатываемый ствол «наползать» на сверлильный инструмент, который и растачивал внутреннюю поверхность канала орудия. Такое устройство вовсе не обеспечивало точности, — оно, в сущности, и не являлось станком.
При обработке наружных цилиндрических поверхностей резец попрежнему продолжал оставаться в руках рабочего. Поэтому токарная обработка металла не улучшалась, а была такой же грубой и неточной. Для плоских и фасонных поверхностей, для расточки отверстий в металлических изделиях никаких станков не существовало вовсе.
Мастер из навигацкой школы
Стоял погожий, солнечный день лета 1709 года. Из открытых окошек «навигацкой школы», разместившейся в большом крыле хмурого здания Сухаревой башни в Москве, доносился смешанный гул многих голосов, стук, скрежет, визгливое жужжание инструментов. Сквозь все эти шумы вдруг прорывались резкие выкрики на русском языке с иностранным акцентом. А на площади перед зданием шел развод караула преображенцев — гвардейцы Петра Великого четко печатали шаг, маршируя от поста к посту, и каждый раз, когда развод уходил дальше, на месте оставалась точно изваянная из камня, застывшая в суровой неподвижности фигура часового. Первая русская техническая «Школа математических и навигацких наук» была основана Петром I в 1701 году. Сотни русских юношей, отобранных из наиболее способной молодежи, изучали в этой школе математику в приложении ее к кораблевождению и механике.
Сегодня — особый, ответственный день: все в школе — руководители и ученики — ждут посещения царя, самого строгого экзаминатора для учеников, самого взыскательного контролера для руководителей. Петр уделял много внимания навигацкой школе, знал ее способных учеников, следил за их успехами, присматривался к особо выдающимся юношам.
В школе сегодня все начищено, все блестит, очень строго соблюдается порядок в учебе и в работе. Особенно это чувствуется в мастерской. Петр сам был большой охотник до станочных работ, имел свою собственную мастерскую и, заглядывая в школу, первым делом наведывался к токарям, интересовался их работой, {8} спрашивал о новых изделиях, о частях к астрономическим и навигационным приборам.
Руководит мастерской недавно назначенный, еще молодой мастер Андрей Нартов. Несколько лет назад Петр обратил внимание на способного юношу, стремящегося к знаниям, умевшего мастерить вещицы из дерева, кости, металла, проявлявшего при этом особую сноровку и мастерство. За эти способности и попал он учеником в навигацкую школу, в ее токарную мастерскую, и очень скоро сравнялся со своими учителями — старыми мастерами — и даже превзошел их.