Пожарные насосы, получившие распространение в Древнем Риме, по всей видимости, не были известны за его пределами. Возможно это произошло из-за отсутствия обмена информацией, но вплоть до XV века мы не находим в источниках того периода упоминания о подобных устройствах. Труды по античной механике относительно поздно попали в руки читателей в латинском или греческом переводах. Лишь в XVI веке начинают появляться труды Герона, Архимеда и других авторов, и поэтому они практически не повлияли (или, в лучшем случае, мало повлияли) на развитие и совершенствование поршневых насосов. Поэтому вновь созданные их конструкции либо повторяли уже достигнутый уровень, либо принципиально отличались от известных.
В конце первой - начале второй половины XV века начинается новый этап в создании пожарных насосов. Брандспойт (в литературе встречаются также термины: пожарная заливная труба, водоливная труба, водяное ружье) был вторично изобретен на рубеже XIV - XV веков уже в Западной Европе. Возможно, что люди изобрели простейший брандспойт в разное время независимо друг от друга. Согласно самому раннему упоминанию, в 1439 году город Франкфурт приобрел в городе Нюрнберге 11 брандспойтов. Ясно, что их в этом городе изготавливали и ранее. Согласно инструкции 1449 г., каждый владелец мельницы в Нюрнберге обязан был иметь в полной исправности два металлических брандспойта. Разве не свидетельствуют такие данные в пользу того, что брандспойты производились в этом городе и ранее 1439 года?
Ручной брандспойт представлял собой простейшую латунную трубу с отверстием на одном конце, в которое плотно входил поршень. В настоящее время около 50 таких брандспойтов хранится в различных музеях. Отлитые из бронзы, они достигали 60 - 65 см в длину и были в состоянии набирать и подавать примерно 1,5 - 2 литра воды. Коэффициент полезного действия такого брандспойта был высоким, так как вода подавалась на несколько метров. Диаметр выходного отверстия в первых образцах составлял 6-7 см. В более поздних моделях его увеличили, но это мало сказалось на его эффективности. Дело в том, что из-за высокой температуры и наличия дыма на пожарище с ручным брандспойтом трудно было приблизиться к пламени. Очевидно, что им пользовались не во всех случаях. Об этом говорит и старинная гравюра XV столетия, на которой изображен пожар в Вене. На крышу, объятую пламенем, пожарные с лестниц льют воду из ведер.
Брандспойты не сразу получили широкое распространение. Возможно, мастера пытались удержать монополию на их производство, что подтверждается в некоторых источниках. Хотя, по свидетельству специалистов, на токарном станке с суппортом без особого труда можно было организовать поточное производство брандспойтов. Позднее их стали изготавливать и во Франкфурте. В старинных средневековых записях неоднократно упоминается о металлических брандспойтах. Основную же часть составляли деревянные, производство которых было намного дешевле. В то же время как металлические, так и деревянные брандспойты богато украшались.
Конструкция нюрнбергского брандспойта уже в 1450 году была усовершенствована мастерами из г. Вюцбурга. Новый образец представлял из себя коленчатый брандспойт, который можно было устанавливать в ведре или бочке. Обслуживало его два человека. Основные элементы этого брандспойта - стержневая ручка, управляющая движением поршня внутри деревянного цилиндра длиной 90 - 96 см, ствол (или отжимник), всасывающий клапан. При движении поршня вверх клапан открывался. Поскольку диаметр всасывающего клапана был больше, чем выходное отверстие брандспойтов предыдущих конструкций, то за счет этого процесс набора воды значительно ускорялся. При движении поршня вниз этот клапан закрывался и вода выбрасывалась наружу. Изготавливались такие брандспойты из дуба или орешника. Основной недостаток данной конструкции - отсутствие нагнетательного клапана, вследствие чего при наборе воды приходилось зажимать выпускное отверстие рукой.
В начале XVI столетия, в 1518 году, в счетах строительного управления г. Аугсбурга (Германия) упоминаются «инструменты для огня» или «водяные насосы для пожаров». Их изготавливал золотых дел мастер А.Платнер. Этот насос представлял собой некоторое видоизменение насоса Герона. Самым существенным новшеством здесь был поворотный ствол. Сейчас трудно выяснить, было ли это собственное изобретение Платнера, или он воспользовался описаниями древних рукописей, так как именно в Аугсбурге в XVI веке впервые были напечатаны с рисунками и пояснениями на греческом языке сочинения Герона.
Насосы конструкции А. Платнера получили широкое распространение. Известно два типа таких насосов - для летнего и для зимнего времени. Поскольку конструкция этого насоса в литературе описана достаточно подробно, представляется интересным ознакомить читателя с устройством его основных узлов, сделанное Генрихом Цейзингом. В описании к этому сказано следующее: «Отливают две крепкие латунные трубы (цилиндры). В зависимости от желаемой крепости сооружения они должны быть 2-10 или больше дюймов в ширину, в высоту же около одного или полутора локтя (локоть - 40 - 64 см) и внутри также гладко отделаны, внизу же должно быть крепкое дно, а внутри на каждом отверстии вентиль. Такое отверстие можно делать на стенке у дна или на самом дне. Поршни, которые приделаны к железным штангам, должны втягивать воду через эти отверстия. Трубы должны стоять в медном котле или в медной ванне... Кроме того, в трубах должны иметься другие отверстия, по одному в каждой, через которые вошедшая вода снова выдавливается по идущим вверх трубкам с вентилями на конце. Эти трубы упираются в вилкообразную трубу. Сверху на этой трубе насажен колпачок (коленчатая труба), он должен быть так установлен, чтобы его можно было поворачивать. Колпачок имеет выход вбок. Для того чтобы колпачок не соскакивал под напором воды или при вращении, его крепят на трубе с помощью маленьких винтиков. В отверстие колпачка вставляется последний кусок насосной трубы, однако лучше, чтобы отверстие колпачка вставлялось в последнюю трубу и хорошо подгонялось. И подобно тому, как можно вращать колпачок на трубе, то и труба, куда входит нос колпачка, должна вращаться. Тогда вследствие подвижности колпачка можно воду в любое мгновение направлять и поливать куда угодно; вследствие же подвижности насосной трубы (шланги) можно направлять воду вверх и вниз, как угодно... Надо также заметить, что в балансире по обоим концам вставляются поперечные брусья или его охватывают железными полосами, чтобы 12-14 человек (зимний вариант насоса) в зависимости от силы, с которой надо произвести поливку воды, могли натягивать его; кроме того, надо заметить, что последняя труба должна быть очень длинной, около трех локтей, ибо чем она длиннее, тем выше можно прогнать воду, наподобие того, как дутьевая трубка действует тем дальше, чем она длиннее... Малые пожарные насосы можно тоже делать так, чтобы обе трубы (цилиндра) привинчивались к креп кому латунному или медному листу, затем они вставляются в бочку с водой и оттуда можно поливать комнаты, брандмауэр, дымовую трубу или что потребуется... Вверху котла должна быть латунная крышка с отверстиями, чтобы в насосные трубы попадала только вода без примеси дерева, камня или грязи».
Далее автор в своем описании отмечает: «...К этому надо заметить, что внизу из медной ванны выходит труба, далее - изображенная слева внизу часть, которая является полым медным поршнем или шаром, в котором проделаны многие малые отверстия. Этот поршень, когда его вставляют в трубу, идущую из ванн, сгибается в горле под себя; такой же устроен на шланге, чтобы можно было втянуть воду из желобов на улице. Насос имеет внизу в котле латунную поперечную трубу, на которую опираются обе большие латунные насосные трубы, втягивающие воду снизу из котла или из уличных желобов...» Струя воды при работе такого насоса, как свидетельствуют старинные гравюры, достигала чердачных помещений двухэтажных домов.
Как следует из приведенного описания, насосы А.Платнера не имели воздушного стакана и пожарных рукавов. К достоинству этой конструкции следует отнести наличие устройства, осуществляющего забор воды извне. При наличии источника воды отпадала надобность в ее доставке. Современники высоко оценили данный насос. Генрих Цейзинг в своей работе приводит следующий отзыв: «Не хватает похвал и слов для выражения того, какую пользу и спасание при пожаре оказал этот пожарный насос, ибо 5-6 человек (летний вариант насоса), подающих воду в насос и управляющих им для направления воды в огонь, могут сделать больше, чем несколько сот человек при других способах».
Насосы XVI века не имели воздушного стакана, вследствие чего нельзя было достичь равномерности подачи струи воды. Французский изобретатель Якоб Бессони, занимавший профессорскую кафедру в Орлеане, в 1578 году попытался решить эту задачу. Он проектирует для этой цели очень громоздкую конструкцию. Для достижения равномерной подачи струи воды движение поршня в цилиндре насоса осуществлялось путем перемещения винтового механизма. Емкость цилиндра составляла около 240 литров. Вода в цилиндр заливалась ведрами через воронку, снабженную пробкой. Поскольку выходное отверстие закрывалось, то при обратном ходе поршня происходил эффект всасывания, что ускоряло наполнение водой насоса. В целях устранения значительных перерывов в действии насоса, вызванных доставкой к нему воды, в его комплекте предусматривалась специальная емкость для воды, устанавливаемая рядом. Для этого насоса был разработан пружинный поршень, описание которого дано автором в своем труде: «...На конце винта устроена рукоятка, продвигающая кусок дерева, который разделен на четыре части и заключен внутри кожуха. Этот кусок дерева снабжен пружиной, которая оттягивает его части для заполнения кожуха, когда кусок дерева подтягивается к основанию. На переднем конце он заделан куском кожи, чтобы в связи с увеличением или уменьшением кожуха соответственно расширяться и сжиматься и чтобы вода не проникала в кожух, а продвигалась вперед, как это требуется...» Дальность подачи воды насоса Бессони составляла 5-6 метров. В литературе этого времени он именовался «необычной машиной». Доставлялся к месту пожара на повозке.
В XVI столетии Джамбаттиста делла Порта (1538 - 1615 гг.) изобретает воздушный стакан, с помощью которого, по утверждению автора, можно поднять воду на 100 или 200 футов (фут - 30,48 см) вверх. Он следующим образом дает описание этого устройства:
«Берут резервуар, размер которого зависит от количества воды, которую надо поднять в воздух. Он должен быть из очень прочного железа или меди, для того чтобы воздух и сила воды его не разнесли, как это часто случается; кругом он должен быть запаян. Почти со дна его поднимается труба, которая настолько поднята над ним, насколько это требуется для пропуска воды. Она (труба) достигает крышки резервуара и хорошо припаивается, дабы не пропустить воздух. В резервуар входит труба, которая вводит воду и воздух из ктесибиевой машины (насоса). Если захотят, чтобы вода поднималась в воздух, направляют ручку вверх и вниз, чтобы поршень, поднимая воду, поднимал и воздух, а при спуске вода, смешанная с воздухом, попадает в резервуар».
По мнению автора, «как только вода попадает в резервуар, то воздух, попавший туда в большом объеме, выдавливает сжатую воду вверх. Чем скорее двигают ктесибиеву машину, тем больше входит воздуха и воды, и последняя выбрасывается вверх с большой силой и не прекратит выбрасываться, пока не остановится движение насоса».
Приведенное выше описание принципа действия насоса с воздушным стаканом совпадает с тем описанием, которое семнадцать веков назад дал Герои Старший Александрийский. И здесь, как видно, автор считает, что выброс воды из насоса происходит за счет поступления с водой порции воздуха. Понимание того, что этот процесс связан со сжатием и расширением воздуха, заключенного в камере, придет позднее.
Появившиеся насосы не могли получить достаточно широкого распространения из-за ряда причин. Главным недостатком было отсутствие выкидных рукавов, что устраняло возможность подавать воду внутрь горящего здания на очаг пожара. Во-вторых, отсутствие всасывающих рукавов приводило к тому, что воду приходилось наливать ведрами в короб насоса, что затрудняло их обслуживание.
Несовершенство пожарных насосов в XVI столетии стало тормозом в борьбе с огнем. Разрешение этого противоречия вылилось в создание новых, более совершенных конструкций насосов. Однако этот процесс шел необычайно долго, и почти до середины XVII столетия наряду с рассмотренными выше насосами, в основном, употреблялись малые ручные насосы, главными достоинствами которых была подача воды непосредственно в очаг пожара, а также возможность управлять струей. В более поздних конструкциях таких насосов для изменения направления струи воды служили боковые ручки, расположенные с двух сторон насоса, а приведение в движение поршня осуществлялось надавливанием грудью на специальный круг, закрепленный на рукоятке поршня. Водоливные трубы (ручные брандспойты), применяемые с середины XVII века в России, могли подавать воду на расстояние 6 - 7 метров. Интересно отметить, что в Англии, например, обязанность работы с подобными насосами возлагалась на привилегированных лиц - сословных старшин.
1655 год - важная веха в дальнейшем совершенствовании пожарных насосов. Нюрнбергский кузнец Иоганн Гауч изготовил пожарный насос с горизонтальными поршнями, который отличался громоздкостью и не был похож на все предыдущие конструкции.
Вода наливалась в деревянный резервуар ведрами. Выкидной штуцер был изготовлен из металлической трубки. В ранних конструкциях он был неподвижен, что заставляло прислугу разворачивать весь насос для подачи воды в очаг пожара. Позднее изобретатель изменил конструкцию штуцера, сделав его вращающимся вокруг вертикальной оси. Для управления таким штуцером на верхней части насоса специально находился человек. В позднейших типах на конец штуцера надевалась еще вторая трубка, что позволило изменять высоту подачи струи воды. Диаметр цилиндров насоса составлял 14 сантиметров. Насос приводился в движение двумя горизонтальными брусьями, соединенными с поршнем посредством коромысла коленчатыми рычагами. Для приведения в действие насоса требовалось 28 человек обслуживающего персонала, работающего в две смены. Насос мог выбрасывать струю воды диаметром 25 мм на высоту примерно 25 метров. Вес насоса был настолько большим, что для его перевозки в зимнее время запрягали трех лошадей. По свидетельству очевидцев, насос мог мгновенно выбросить столб воды до верхних окон дома. Хотя подробной схемы насоса не сохранилось, есть все основания полагать, что он был оборудован воздушным стаканом. Об этом, в частности, свидетельствует известный немецкий ученый Г. Лейбниц, который в 1666 -1667 годах читал лекции в Нюрнбергском университете. 17 июля 1704 года он пишет письмо Папену (французский физик, член Лондонского Королевского общества), работавшему над созданием паровой машины, в котором, в частности, говорилось, что машина изобретена в Нюрнберге, а не в Амстердаме. Здесь к ней лишь прибавили кожаный или полотняный шланг. А вот и подтверждение о наличии в насосе Гауча воздушной камеры. 4 февраля 1707 года Лейбниц вновь пишет письмо Папену по поводу его паровой машины: «Здесь я применяю сжатый воздух вместо непосредственного выбивания поршнем (после изобретения пожарного насоса, которым мы обязаны Гаучу из Нюрнберга и который дает непрерывную струю)...» Эти данные подтверждаются и другими авторами.
В конце XVII века в Страсбурге был создан аналогичный по конструкции насос, но с вертикальными цилиндрами. Насос размещался на колесной повозке, а его внешний вид уже приближался к очертаниям более поздних конструкций.
Хотя подобные насосы и обеспечивали подачу непрерывной струи воды, но они были настолько несовершенны, что «приносили больше вреда, чем пользы при пожарах». Таково мнение генерального брандмейстера Амстердама Яна Ван дер Хейде (младшего), относящееся к концу XVII века. Его наблюдения представляют огромный интерес, так как, по существу, это один из первых критических анализов пожарной техники того периода.
Вот что он пишет о насосе Гауча в своей книге: «Этот аппарат сначала обещал очень многое. Он большой и видный, им можно выбрасывать воду с улицы до крыши домов при помощи трубы, которая прикреплена к насосу или на нем и вращается во все стороны. Она как бы восполняла отсутствие пожарного ведра, каковое считалось многими наибольшим недостатком, ибо оно бросалось в глаза; от аппарата ожидали очень много пользы, применяли во многих городах, и также в нашем городе число их было доведено до 60. Но это изобретение не оправдало возложенных на него ожиданий, и его польза при пожарах была столь невелика, что старейший из бургомистров Амстердама, который тогда организовал точное наблюдение за пожарами, говорил нам, что при применении этих насосов пожары всегда сильнее, чем до них, и что их теперь труднее тушить, чем прежде, когда пользовались одними ведрами.
Причина заключается в том, что старые насосы, стоящие на улице, могли разбрызгивать воду только прямо перед собой в лицевую стену, или через нее, или через окна и стекла, когда они открыты, и лишь недалеко позади этой стены... Струи кончались или ударялись о потолки комнат непосредственно почти за лицевой стеной, где они падали... и, следовательно, могли достичь лишь передней стороны огня в передних комнатах, не достигали других частей этого пожара, оставляя его свободно распространяться назад и по сторонам. Все действия этого насоса направлялись на лицевую стену, и она благодаря этому стояла несколько дольше, хотя для этих насосов было бы лучше, если бы ее убрали с дороги; и уж если они не могли быть полезны для пожаров, возникших в передних, наиболее доступных помещениях, то они, несомненно, ничего не могли сделать против пожара внутренних комнат и задних флигелей... В этих же наиболее частных случаях (ибо кухня и другие помещения, где обычны деревянные постройки и больше всего применяется огонь и свет, расположены в задней части дома) эти насосы ничего не могут сделать, когда передняя часть дома продолжает стоять, и они лишь тогда начинают действовать, когда огонь, поглотив внутреннее помещение, усиливается, распространяется во все стороны и достигает фронтонной стены». На старинном рисунке, которого мы, к сожалению, не можем воспроизвести, показан момент ликвидации очага пожара с помощью насоса, речь о котором шла в воспоминаниях брандмейстера Амстердама.
Понимание того, что мешает успешно тушить пожары, особенно в жилых домах, позволило братьям Ван дер Хейде усовершенствовать пожарный насос. Наблюдая за длившимся 3 дня пожаром в Амстердаме в 1671 году, они подметили крайнюю трудность в работе пожарных из-за невозможности полностью использовать водяные струи. В 1672 году братья представили городской управе Амстердама свою конструкцию насоса, которая получила всеобщее одобрение. Главное отличие его от известных насосов - замена неудобной поворотной шейки длинными гибкими пожарными рукавами из парусины.
По внешнему виду он похож на соседний насос, уступая ему в размерах. Однако в нем отсутствует штуцер. Вместо него насос снабжен выкидным рукавом. Это был значительный шаг вперед, так как стало возможным подавать воду непосредственно в очаг пожара. Так, спустя столетия, принцип подачи воды в очаг пожара по трубам вновь был реализован на практике. Сохранилась схема первоначального варианта насоса братьев Хейде. Посредине находится воздушный стакан, поршни двух цилиндров прогоняют воду через отверстия в цилиндрах. Клапаны попеременно открываются и закрываются в зависимости от положения поршней. Под шариковыми клапанами имеются отверстия, через которые вода попадает в цилиндры. В момент всасывания воздух в воздушном стакане уплотняется, т.к. диаметр отверстия намного меньше, чем диаметр отверстий.
В этом насосе есть еще одно усовершенствование - он снабжен вторым рукавом, расширяющимся к концу. Расширенный конец устанавливался на стойке вблизи водоема, причем высота стройки превышала высоту насоса. Вода ведрами заливалась в расширяющуюся часть рукава (водяного мешка), откуда она самотеком шла в насос. Это значительно упростило обслуживание насоса во время работы, так как устраняло необходимость наличия большого количества людей для переноски воды. Указанные усовершенствования позволили с успехом использовать новые пожарные насосы в деле борьбы с огнем.
Братья Хейде делили брандспойты на большие и малые. Самый большой обслуживало 36 человек. Из них трое или четверо управляли стволом, 15-16 укладывали рукава, следили за наполнением водяного мешка, сменяли поочередно тех, кто находился возле ствола. Четверо пожарных заливали воду в водяной мешок, а остальные подносили воду. Работа насоса была успешной, если он устанавливался вблизи водоема. Если его поблизости не было, то приходилось, как и раньше, привлекать большое количество людей для передачи воды цепочкой ведрами.
Продолжая работу над усовершенствованием насоса, братья Хейде изобрели так называемую «двойную доставляющую воду трубу». Эта «труба» состояла из двух насосов - основного (их же конструкции) и вспомогательного. Главная особенность вспомогательного насоса - наличие в нем всасывающего рукава. По сути дела, именно с этого момента начинается современное пожарное дело. Вспомогательный насос монтировался на крестообразной раме с выдвижными ножками. Его всасывающий рукав состоял из звеньев длиной 2,5 м, а на конце последнего звена имелась сетка, которую опускали и поднимали из водоема веревкой. При работе вспомогательного насоса вода по кожаным рукавам подавалась в короб основного насоса и только оттуда поступала в цилиндры основного насоса. Производительность вспомогательного насоса можно было изменять путем перестановки рычага на одну
из двух осей. Таким образом, впервые в практике пожаротушения появилась возможность прокладывать рукавную линию на водоисточник.
Естественно, у этого насоса, исходя из современных представлений, было много конструктивных недостатков. В первое время он не нашел широкого распространения, как это можно было ожидать, из-за его низкой эффективности. Изобретатели пытались сшивать длинные кожаные ленты в рукав. Позднее применили медные заклепки. Рукава эти были тяжелыми, неудобными в обращении и пропускали воду.
Голландский насос стал более дешевым и конкурентоспособным только после изобретения рукавов из конопли. В 1720 году ткач из Лейпцига И. Бек впервые изготовил рукав на основе текстильных материалов. Это новшество также с трудом было принято практиками. Пожарные, привыкнув к кожаным рукавам, пропитывали их маслом. Точно также они поступали и с новинкой. Однако рукава на основе текстильных материалов при таком обслуживании пропускали воду. Их надо было после использования только мыть, сушить и укладывать, после чего рукав можно было снова использовать.
Производительность оставалась невысокой, а работа на них была тяжелой и изнурительной. Даже при максимальном напряжении персонала насос обеспечивал подачу 325 литров воды в минуту. Педальная система Р. Ньюсхема, сконструированная в 1721 году, намного облегчила человеческий труд. Работы в этом направлении привели к созданию еще нескольких конструкций. В одной из них передвижение поршня осуществлялось не путем качания коромысла, а за счет вращения маховика. Это, пожалуй, единственная конструкция такого рода среди пожарных насосов.
В 1739 году русским машиностроителем А.Нартовым был изобретен насос оригинальной конструкции, заслуживающий высокую оценку комиссии Российской академии наук. По отзыву членов этой комиссии Эйлера, Крафта, Лейтмана и других, «оная машина изрядно вымышлена и к тому довольную способность имеет». Основная особенность насоса А.Нартова заключалась в том, что подача воды в нем осуществлялась не путем передвижения поршня в цилиндре, а с помощью винтового механизма. К сожалению, чертежи насоса не сохранились. В «Изобретениях и экспертизах» Нартова периода 1736 - 1740 гг. под пунктом 6 значится «пожарно-заливная машина, поднимающая воду на 23 фута». По сути дела, А.Нартовым был заново изобретен насос, созданный Я.Бессони в 1578 году. Изобретение нагнетательных и всасывающих рукавов, воздушных стаканов не означало отказ от использования насосов старых конструкций. Из-за несовершенства обмена информацией насосы с поворотным стволом изготавливались вплоть до начала XIX века.
Необходимо отметить, что еще в конце XVII века среди пожарных специалистов существовали различные мнения о ценности воздушного стакана. Признавая преимущество насосов с воздушными стаканами их противники отмечали высокую стоимость таких насосов, невозможность подачи воды на большую высоту, необходимость согласования диаметра всасывающего рукава с размерами воздушного стакана, частые поломки. Один из сторонников конструкции пожарного насоса без воздушного стакана писал, что «... я предпочитаю хорошо построенную пожарную трубу с двумя поршневыми цилиндрами и двойным насосом каждой трубе, снабженной воздушным стаканом».
По мере появления новых технических средств для борьбы с огнем большой интерес представляют данные об оснащении ими пожарных формирований. Однако в подавляющем большинстве информация о количестве оборудования, численном соотношении населения городов и домовладельцев в различные периоды времени отсутствует. Имеются лишь разрозненные данные, которые, быть может, в последующем могут представить определенный интерес для исследователей.
Как уже упоминалось, в 1439 году город Франкфурт приобрел в Нюрнберге 11 брандспойтов. Город Берн в 1521 году заказывает 12 брандспойтов. В городской расчетной книге города Эперне (Франция) в том же году имеется запись о покупке брандспойта.
По мнению венгерского историка доктора Йене Рончика, в данном случае речь идет не о простейших ручных брандспойтах длиной 50 - 60 см. С помощью одного-двух брандспойтов огонь, возникший при штурме города или крепости, потушить невозможно. Следовательно, речь здесь может идти о насосе Платнера (первое упоминание о нем - 1518 год). Эту точку зрения подтверждает опись имущества одной из крепостей от 17 января 1583 года. В ней указывается непосредственное назначение брандспойта: «Три металлических брандспойта, из которых при пожаре вода подается на горящие крыши». Строения замка представляли собой в то время высокие одноэтажные здания. Значит, брандспойты, используемые для пожаротушения, должны были давать мощную струю на высоту не менее 8-10 метров, иначе вода просто не доставала бы крыш с земли. В начале 1700 годов венгерский город Шопрон имел 6 больших насосов, город Дебрецен - 100 ручных брандспойтов.
В Дрездене, в соответствии с законом, принятым на рубеже XVII века, каждый домовладелец должен был приобрести на свои средства медный или деревянный брандспойт. В Нюрнберге, где было организовано их производство, в 1624 году было изготовлено около 500 брандспойтов и 3000 ведер. Общее количество этого инвентаря соответствует числу состоятельных семей города.
Городские власти Берна в 1699 году приобретают 1 насос голландского типа. В 1702 году, помимо этого, приобретены 44 ручных брандспойта и 61 ведро. Через 10 лет количество голландских насосов увеличивается до 25 единиц. В Цюрихе в 1721 году насчитывалось 15 таких насосов, а в 1730 году - 23. В распоряжении города имелось 582 ведра, а в частном владении - 1146 ведер. В самой Голландии насос братьев Хейде применялся в больших количествах. В 1673 году в Амстердаме насчитывалось 60 подобных насосов. В Дрездене их стали применять с 1686 года, в Париже - с 1691 года. В 1704 году количество «королевских брандспойтных машин» во Франции составляло 12 единиц, год спустя - 16, а в 1722 году - 30. Первые экземпляры в Копенгагене появились в 1679 году, Англии - в 1751 году. В Гамбурге к концу 1700 года насчитывалось 25 брандспойтов старой конструкции.
Вплоть до XV века поршневой насос был единственным механизмом, с помощью которого можно было подавать воду в очаг пожара. Других конструкций человечество не знало. Новые идеи принесла эпоха Возрождения. По выражению Ф.Энгельса, это была «эпоха, которая нуждалась в титанах и которая породила титанов по силе мысли».
Одним из ярких представителей этой эпохи был великий ученый Леонардо да Винчи (1452 - 1519 гг.). Именно ему принадлежит идея создания центробежного насоса. В его книгах имеется целый ряд рисунков, на которых изображены схемы, напоминающие современные центробежные насосы. Описание схем у него не очень ясное, но везде говорится о том, что «устройство имеет целью создать искусственный вихрь», и, по мнению автора, может применяться для осушения болот Труды выдающегося ученого стали известны только во второй половине XIX в., и поэтому они практически не повлияли на развитие техники.
Многие ученые того времени методом проб и ошибок создавали свои конструкции. Одна из них, предложенная профессором математики из г.Парма Ж.Бланкано (1566 - 1624 гг.), может рассматриваться как прообраз центробежного насоса, так как перемещение жидкости в ней совершалось в поле центробежных сил.
Среди других изобретателей необходимо отметить Д.Папена. Первоначальный вариант его конструкции состоял из двухлопастного колеса, вращающегося в кольцевом кожухе постоянного сечения. Несмотря на отдельные недостатки, этот насос считался одним из лучших. Впоследствии он был усовершенствован за счет использования многолопастного колеса и спирального кожуха. В этом виде насос Палена был близок к современным одноступенчатым спиральным насосам.
Основной недостаток центробежных насосов состоял в том, что они не могли дать такого разряжения воздуха, позволяющего в начале работы поднять воду по всасывающему рукаву и заполнить корпус насоса. Поэтому приходилось вначале заливать его водой, а потом уже пускать в ход. На это уходило много времени, что, разумеется, затрудняло их использование в пожарном деле. Отсутствие самостоятельного всасывания у центробежных насосов побуждало искать другие способы подачи воды. Эта задача была решена с помощью коловратных насосов, обладающих достоинством центробежных и способных самостоятельно всасывать воду.
В 1626 году вышло в свет небольшое собрание арифметических задач, карточных игр, химических и физических задач, между которыми встречается описание нескольких механизмов и машин. Его автор, ректор иезуитского колледжа француз И. Лейрехон (1591-1670 гг.), озаглавил задачу № 88 следующим образом: «О водяных насосах, гидравлических машинах и других опытах с водой и подобными жидкостями». В ней приведено описание механизма, известного как коловратный насос. Конструкция была настолько совершенной, что до наших дней она практически не изменилась.
«...Эта машина, - говорилось в описании задачи, - с зубчатыми колесами, которые заключены в овальном кожухе так, что зубцы одного колеса охватывают зубцы другого, и так точно, что ни воздух, ни вода - ни в середине, ни по сторонам - не могут проникать в овальный кожух, ибо колеса так плотно прилегают к стенкам, что не остается свободного пространства. На
каждом колесе имеется ось, так что ее можно вращать рукояткой... Для того чтобы направлять воду в желательную сторону, на трубу насаживают еще две подвижные трубы...» Коловратные насосы по принципу действия значительно отличаются от центробежных и ближе стоят к поршневым, хотя по конструкции и внешнему виду скорее напоминают центробежные. В отличие от центробежных насосов, лопатки которых не прикасаются к стенкам корпуса, у коловратных насосов зубья шестерен плотно прилегают к окружающим их кольцевым стенкам корпуса. При вращении шестеренок их зубья, подобно поршням в цилиндрах, образуют разряженное пространство и всасывают воздух из всасывающего рукава, вследствие чего вода поднимается вверх, заполняет насос и вращательным движением тех же шестеренок выбрасывается наружу через выкидное отверствие.
Специалисты сразу же оценили возможности коловратных насосов. К их достоинствам относили малые размеры, отсутствие клапанов и перемено-возвратного движения, способность всасывать воду без предварительной заливки насоса и всасывающего рукава. Однако при наличии в воде механических примесей они быстро изнашивались.
Наряду с использованием традиционных способов тушения пожаров водой в XVII веке начинается освоение новых. Во время Тридцатилетней войны (1618 -1648 гг.) шведы для тушения пожаров применяли огнетушительный патрон, который забрасывали в горящее здание. Патрон содержал картонную гильзу с квасцами, а в середине его находился пороховой заряд с воспламеняющимся шнуром. Длина шнура рассчитывалась таким образом, чтобы патрон взрывался в очаге пожара. Распыленные при взрыве квасцы вместе с продуктами сгорания пороха тушили огонь. Позднее для этой цели стали применять ядра подобной конструкции.
Первые автоматические установки водяного пожаротушения имели весьма своеобразную конструкцию. Это были бочки, наполненные водой, а в качестве чувствительного элемента в них использовался... пороховой заряд. При взрыве вода разбрызгивалась по всему помещению и таким образом заливала огонь. Поводом для создания таких устройств, как считают историки, послужил большой пожар 1666 года в Лондоне. Когда все попытки остановить огненный вал традиционными средствами не дали результатов, в очаг пожара смельчаки бросили несколько бочек с порохом. Взрыв не только разрушил горевший дом, но и погасил в нем огонь. Созданию
взрывающихся в огне снарядов в начале XVII века во всем мире уделялось огромное внимание. Им предсказывали широкое применение, в них видели надежную защиту от огня. В России их разработкой в 1708 -1710 гг. лично занимался Петр I. Среди его бумаг того периода имеется рисунок бочки для «самотушения пожара».
Подобные работы в Германии вел Захар Грейль. Он использовал деревянную бочку с водой, в середине которой на стойках укреплялся жестяной сосуд с порохом, снабженный металлической трубкой, сквозь которую проходил фитиль. Конец фитиля выходил наружу. На 20 литров воды Грейль закладывал в коробку до килограмма пороха. При публичных опытах, которые проводились в 1716 -1718 гг. в Вене, Париже, Дрездене, Аугсбурге, внутрь горящего здания Грейль вкатывал такой бочонок. Эффект поражал зрителей - от взрыва бочки огонь потухал. Несколько иное мнение по поводу таких устройств было у Петра I. 21 февраля 1723 года на Красной площади было произведено испытание «огнегасительных машин». Для этой цели подожгли три небольших строения, а затем через окна вкатили в них бочки. Результат испытания был признан Петром I не вполне удовлетворительным. В Англии разработкой взрывных устройств занимался Годфрей, получивший в том же 1723 году патент на свою работу. Со временем такие исследовательские работы прекратились, но эти труды, как мы увидим позже, не пропадут. На их основе будут созданы более совершенные устройства.
Это в полной мере относится и к попыткам создания защитных костюмов для работы в огне. 4 июля 1701 года к князю Федору Юрьевичу Ромадановскому пробился уроженец Ярославского уезда крепостной человек «Микишка, Иванов сын, прозвищем Зайцев». Никитка был грамотным, и в дальнейшем его именуют «каменных дел мастером». Попросив перо и бумагу, он набросал предложение, в котором описал костюм для пожарных - «одеяний в пожарное время, чтоб человеку из огненного запаления и сквозь пламя идучи возможно быть без вреда». Пренебречь таким предложением всего через две недели после «запаления», опустошившего Москву и едва не погубившего некоторых членов царской семьи, было нельзя. Сгорело более 20 тыс. домов, убытки исчислялись в 1,5 миллиона. Изобретатель запросил материалы для изготовления опытных образцов и мастеров в помощники. Для «одеяний» нужны были, например, нерповые и яловые кожи, смола, вар, слюда. Приказано было выдать все потребное. Вскоре мастера обнаружили, что требуются и другие материалы. Зайцевым составляется «роспись, что надобно в прибавку шерсть, войлок, ворвань, клей, мел, разные инструменты». Сохранившиеся документы свидетельствуют, что «... и великий государь Петр Алексеевич ...указал по вышеописанной росписи все припасы купить». Дальнейшая судьба «одеяний» Никиты Ивановича Зайцева неизвестна. Все требовавшиеся ему материалы в принципе горючи. Асбеста (тогда очень дорогого материала) в списке не значилось. По внешнему виду «одеяние» напоминало глухой скафандр с прозрачным передним окном из слюды, возможно, первое в мире. Петр и его сподвижники были внимательны к любым техническим новациям, откуда бы они не исходили.
Характеризуя развитие пожарного дела в период XV - первой половины XVIII века, можно отметить следующее. Наряду с формированиями ремесленников, горожан, в борьбу с огнем вступают кадровые пожарные команды. Хотя процесс их создания еще не принял массового характера, но это свидетельствует о том, что государственные органы осознали необходимость реорганизации пожарной охраны. Однако, несмотря на принятие законов и постановлений в области пожарной безопасности, как это было, например, в Венгрии, магнаты и дворяне, от которых многое зависело, не превратили борьбу с пожарами в общегосударственную задачу.
Более существенное развитие в рассматриваемый период получила техника борьбы согнем. К концу XVII века в организации тушения пожаров наблюдается значительный прогресс. Появились новые конструкции насосов, а их применение стало массовым. Более того, в разработке принципиально новых насосов приняли участие выдающиеся ученые того времени. Градостроительство явно опережает возможности борьбы с огнем. Поэтому закон активно вмешивается в строительство, а власти строго наказывают население за нарушение правил обращения с огнем. Несмотря на применяемые меры, пожары по- прежнему опустошали города и деревни, сплошь застроенные деревянными домами. Объяснение здесь одно - борьба с пожарами еще не приняла осмысленный характер. Принимаемые в этом направлении усилия носят элемент поиска. Население ведет против беспощадного врага мужественную борьбу. На пожарах господствует один принцип - обязательство взаимопомощи на правах полного равенства перед несчастьем. Тем не менее в XVIII столетии в сознании людей еще крепко держится страх перед огненной стихией. Суеверия и предрассудки свойственны не только простым горожанам. В этом плане от них ничем не отличаются и государственные мужи.
В 1747 году выходит указ герцога Саксон-Веймарского Эрнста-Августа, который показал, что суеверия в Западной Европе ничем не отличались от суеверий на других континентах.
«...Сим объявлением всем нам подчиненным чиновникам, - говорилось в документе, -... так как от пожара многие впадают в большую бедность, то, чтобы вовремя предупредить подобное несчастье, Мы повелеваем: чтоб в каждом городе и деревне имелся запас различных деревянных тарелок, на которых уже ели и с изображением фигуры и букв по прилагаемому образцу - фигуры и буквы должны быть написаны свежими чернилами и новым пером в праздник во время убыли луны, между 11 и 12 часами пополудни. Когда вспыхнет пожар, то тарелки, исписанные словами «Во имя Господа», бросаются в огонь, и если огонь распространяется, то повторить трижды, чем пламя будет несомненно потушено. Такие тарелки должны храниться у городского головы, а в деревнях - у старост. Однако это не должно быть известно каждому горожанину и крестьянину...»
Использование для борьбы с огнем имеющихся насосов, особенно на больших пожарах, не предопределяло быстрой победы. Причин здесь несколько. Одна из них состоит в том, что воду на пожары доставляли в бочках. Естественно, что привозимого с собой командами запаса воды хватало на непродолжительное время. Поэтому отсутствие поблизости источника водоснабжения ставило серьезные проблемы перед пожарными. Да и производительность ручных пожарных насосов была невысока. Они не могли сразу подать достаточное количество воды, необходимое для быстрой ликвидации пожара. Этим отчасти объясняются громадные размеры городских пожаров.
Еще далеко и до четкой организации и решительного руководства при тушении пожаров. Приоритет здесь, несомненно, принадлежит пожарным формированиям Японии. Но понимание принципа единоначалия начинает осознано входить в жизнь. Именно это спасло Лондон от полного разрушения во время пожара 1666 года, получившего название Великого пожара. Огнем было уничтожено 13 тыс. домов, 89 церквей, 460 улиц. Потери были бы еще большими, если бы руководство действиями пожарных формирований не взял бы на себя король. В начале развития пожара эта обязанность была возложена на лорд-мэра и других представителей власти. Но вся их деятельность свелась к вопросу - чьи строения сносить, а чьи оставить. Пожар потушили лишь тогда, когда король Карл вышел со своей личной стражей, и она под его руководством начала разрушать дома в зависимости от реальной обстановки. Известно также, что Петр I лично принимал участие в борьбе с огнем, причем «его царское величество прибывает обычно на пожар первым».
Имелась и еще одна причина, которая тревожила государство и общество. Пожары происходили и раньше, но тогда селения были небольшими, постройки - недорогими. Города не представляли той архитектурной ценности, которую они стали иметь в начале XVIII века. Уровень градостроительства стал уже таким, что на постройку одного здания тратились огромные средства. Теперь тушить пожары, которые прежде можно ликвидировать самыми примитивными средствами, стало гораздо более затруднительно.