Об умении рассчитывать, соблюдая основные требования механики, свидетельствуют скорострельные пушки, называемые «органными орудиями», создаваемые русскими умельцами, в том числе стоствольное орудие, которое делал Андрей Чохов. «Орган» изготовленный механиком А.Нартовым, состоял из 44 бронзовых мортирок , укрепленных на вращающемся барабане лафета. Эти и другие примеры свидетельствуют, что на Руси инженерная мысль имеет глубокие корни и являлась достаточно развитой.
Свидетельством этого является и умение подбирать компоненты и лить отменные колокола, в том числе гигантские, строить многочисленные уникальные мельницы. Последних было много на Руси. Строительство мельниц было столь обычным явлением, что описанием их устройств занимались мало. Их строили и строили множество. Упоминание о водяных мельницах можно встретить в документах еще ХІІІ века. Умение строить мельницы было перенесено русскими поселенцами за Урал и на Восток, в Сибирь.
Русская инженерная мысль разорвала узкий круг применения водяного двигателя, ограниченного переработкой сельскохозяйственных продуктов: мукомольные мельницы, крупорушки, сукновальни. Документы показывают, что в XVI веке, в районе Вычегды на речке Лахоме действовала железоплавильня с плотиной и водяным колесом, приводившим в движение молот для ковки железа – «самоков», в 60-тых годах XVI в. под Москвой водяное колесо начало приводить в действие установку для производства бумаги – бумажную мельницу. Условия для строительства плотин, мельниц были такими не одинаковыми, что переносить откуда-либо технику плотиностроения в своеобразные физико-географические условия Русского государства было нецелесообразно. Строителям первых вододействующих промышленных предприятий пришлось опираться на опыт русских «водяных» людей (так назывались строители водяных мельниц, плотин), выработавших свою своеобразную технику и технологию сооружения уникальных земляных плотин.
Особенно интенсивно идет этот процесс в Петровские времена. Сотни русских, в том числе, горнозаводских водных колес и плотин стояли столетия и действовали еще в первой половине ХХ в. в Екатеринбурге, Нижнем Тагиле, Первоуральське, Ревде, Горной Колывани, Змеиногорске, Туле, Сестрорецке и в иных местах.
Проявили недюжинные инженерные таланты такие строители как Михаил Иванович Сердюков, который сделал то, что оказалось не по плечу амстердамским инженерам, создавших Вышневолоцкую систему шлюзов для соединения Волги с бассейном Балтики (1722 г.), Михаил Михайлович Самарин показал себя гениальным инженером-строителем при сооружении кронштадских доков и каналов, Григорий Скорняков – Писарев при работах на Ладожском канале.
Русский народ вынес на своих плечах огромный труд, сооружая плотины, которые требовали строгих инженерных расчетов, постройки для многочисленных предприятий, появляющихся в результате усилий Петра І по преображению России. Основным заводским двигателем было водяное колесо, для действия которого необходимо было сооружать заводскую плотину, требовавшую огромных затрат труда, уникальных расчетов, чем все собственно заводские сооружения.
Документы также повествуют о том, что на Руси издревле умели создавать «колокола дивны слышанием». Чтобы создавать колокола, необходимо обладать знаниями и навыками, соблюдать пропорции в сплавах, знать температурные режимы, технологию изготовления колоколов с определенными заданными свойствами. Кроме отливки колокола, решались сложнейшие механические задачи: поднятия на большую высоту отливки из цветного металла, крепление и т.д.
Еще при Борисе Годунове русские мастера отлили в Москве колокол, диаметр нижней части которого составлял около пяти с половиной метров при общем весе свыше 35 тонн. Более двадцати человек требовалось для обслуживания его во время торжественного благовеста. Во время одного из пожаров он упал и разбился. В 1654 году его успешно перелили, создав восьмитысячепудовый царь-колокол. После долгого хранения на земле (девять месяцев) его подняли и с 1668 по 1701 г. по Москве раздавался его благовестный звон. Для приведения в движение языка колокола требовалось, по свидетельству иностранцев, сто человек. После пожара в Кремле (19 июня 1701 г.), когда сгорели связи на которых держался колокол, он опять падает и разбивается. В 1731 г. было решение воссоздать царь-колокол весом девять тысяч пудов. Пригласили мастеров из-за границы, в частности известного парижского мастера Жермена, но он принял за шутку предложение изготовить такой гигант.
То, что казалось невозможным зарубежным техникам, выполнили русские мастера – отец и сын Иван Федорович и Михаил Иванович Моторины, которые, после нескольких неудач, 23 ноября 1735 г. отливают колокол весом 12327 пудов 19 фунтов, то есть 200 тонн – самый большой в мире колокол. Для сравнении – за рубежом колокола весили: в Бейпине – 55 т, японский в Киото – 63 т.
При кремлевском пожаре 1737 года когда колокол еще находился в яме, загорелось прикрывавшее его деревянное строение. Пылающие бревна падали в яму. Сбежавшийся народ, опасаясь, что колокол расплавится, начали заливать его водой. Видимо из-за неравномерного охлаждения откололся кусок в его нижней части. Столетие колокол пролежал в земле, а в 1836 г. его установили на место, где он теперь и стоит в Кремле (в качестве памятника выдающемуся мастеру и его мастерству).
Русские мастера не только отливали тяжелейшие колокола, но и успешно решали задачи их подъема и установки на место. Так, древние двухтысячепудовые колокола «Сысой», «Полиелейный», поднятые на колокольню ростовского собора, издавна известны своими голосами, четырехтысячепудовый колокол Успенского собора в Московском Кремле называют большим и он славится своим звоном.
Умело сочетая отечественный и зарубежный опыт, русские техники еще в древние времена ярко показали мастерство в подъеме огромных тяжестей, в сооружении различных механических установок, мельниц, а также в строительстве и артиллерийской механике. Опыт, навыки, знания, запечатленные в этих делах, столь своеобразны по своему существу и столь примечательны, что они дают право сказать: русская инженерная мысль была способна решить сложнейшие проблемы механики.
В XVI в. русское военно-инженерное искусство в некоторых направлениях обогнало западноевропейское. Так, в 1552 г. при третьем походе на Казань русские воины показали высокое мастерство инженерной атаки: «Здесь зарождался метод параллели, т.е. сближение средств осады с объектами атаки путем проведения траншейных работ и последовательного переноса огневых позиций артиллерии. Этот метод теоретически был обоснован С.Вобаном во второй половине XVII в…»[3]. Руководил осадой Казани талантливый русский розмысл дьяк Выродков.
Следует заметить, что в то время уже в Германии военные архитекторы начали называться инженерами, и этот термин для обозначения военной специальности был завезен, по-видиму, из Германии мастерами, у которых были дипломы инженеров. Но это слово утвердилось в русском языке не сразу. Еще долгое время их обозначали русскими названиями, являющимися переводами с иностранного «ingenier». В официальных документах той поры чаще встречаются названия «горододельцы», «городовые смышленники», «муроли». Только очень немногие иностранные специалисты сохранили в России звания «инженер», и именно они положили начало его распространению на Руси, в Московском государстве.
Официально так стали называться специалисты по военному строительству при царе Алексее Михайловиче. Причем это звание давалось только иностранцам. Фактически русских инженеров в истинном смысле этого слова не существовало вплоть до XVIII ст.
В период царствования Ивана Грозного военные строители начинают разделяться на разряды: 1) к высшему разряду принадлежали военные архитекторы – систематики, занимающиеся преимущественно усовершенствованием оборонительной части; 2) ко второму – собственно строители, руководившие сооружением укреплений; 3) к низшему разряду – все остальные строители: каменных, стенных, палатных дел мастера и муроли.
Коренные преобразования в инженерном деле произошли в связи нарастанием тенденций централизации и созданием единого Русского государства. С того времени все военное строительство и изготовление военной техники поступили в ведение Пушкарского приказа, основаного в царствование Ивана IV. Круг действия приказа по инженерной части состоял в объединении указов о постройке новых и исправлении старых оборонительных сооружений; составление инструкций воеводам, руководившим военным строительством; составлении инструкций воеводам, руководившим осадой или обороной крепостей; определении смет для сооружения укреплений; в проверке отчетов.
Следствием создания Пушкарского приказа постройка оборонительных сооружений сделалась менее произвольной, появились установленные стандарты: инструкции и чертежи, составленные в приказе. Начали распространяться и, так называемые, городские «строельные» книги, заключавшие в себе подробное описание оборонительных оград. При Пушкарском приказе числились: а) инженеры, или иноземные строители, которые выступали чаще всего экспертами или консультантами: они рассматривали проекты, присылавшиеся с места сооружения или сами их составляли. Кроме того, они выезжали на строительство с инспекционной комиссией; б) городовые мастера – большей частью русские строители, находящиеся постоянно в крупных городах. Они рассматривали сметы, которые присылались строителями в Пушкарский приказ, а также непосредственно руководили строительными работами; в) мастера и подмастерья были низшими разрядами строителей, помощниками городовых мастеров и осуществляли непосредственный надзор за производством работ; г) для осуществления чертежных работ была создана особая категория «чертежников».
