Как льют колокола

«Улей», «сахарная голова», «чаша», «кубок» — так называли формы колоколов в XI–XIV веках. Привычный абрис, напоминающий тюльпан, появился лишь в конце XVI столетия. О времени отливки можно судить и по декору колокола. Так, ставшие каноном рельефы в виде сил небесных — шестикрылых серафимов и четырехкрылых херувимов — есть на колоколах, созданных еще во второй половине XV века.

Какой голос будет у колокола, зависит в первую очередь от его формы и толщины стенок. За не одну сотню лет литейщики перепробовали разнообразные варианты, но лучшим признали форму «тюльпан». В ее основе — логарифмическая спираль.

В середине круглой площадки — электрическая спираль. Когда на этом постаменте вылепят из глины форму, спираль будет поддерживать внутри нее заданную температуру, чтобы слои глины сохли равномерно и не растрескивались.

На площадке собирают из кирпичей конус. Поверх наносят глину и выравнивают изготовленным для конкретного колокола металлическим кружальным лекалом. Вращаясь вокруг конуса, лекало срезает лишнее, создавая первый слой формы — болван.

Поверх болвана создают второй слой формы — фальш-колокол. Это глиняная копия будущего колокола. Ее украшают восковыми заготовками — буквами и барельефами.

Поверх воскового декора создают третью, верхнюю часть формы — рубашку. Ее укрепляют сеткой из арматуры. Повышая температуру спирали, воск вытапливают, при этом на внутренней поверхности рубашки остается отпечаток декора.

Крупные колокола заливают из подвесного ковша. Медь плавят при 1083 °C, затем температуру резко повышают до 1200–1300 °C, добавляют олово и охлаждают смесь вновь до 1083 °C. Если температура будет меньше, колокол получится пористым. А если выше, легкое олово разделится с тяжелой медью, и сплав выйдет неоднородным. И то и другое испортит звук колокола.

Готовую форму помещают в емкость, так называемую опоку, и засыпают землей. Это необходимо, чтобы форму при заливке не разорвало. Если колокол большой, приходится вручную закидывать несколько тонн земли.

Маленькие колокола заливают вручную графитовыми ковшами (графит легкий и не плавится от соприкосновения с раскаленным металлом).

Металл остывает в опоке несколько часов (в зависимости от размера), после чего глиняную форму разбивают и вынимают готовый колокол. Арматуру можно использовать многократно, а вот форму для следующего колокола придется делать заново.

Буквы и изображения, которые появятся позже на колоколе, художник вылепливает сначала из пластилина. Затем заливает их пластичным полимером, который, застывая, образует форму-трафарет (до недавнего времени формы делали из гипса). Это один из немногих этапов производства, где используются современные материалы.

В полимерную форму заливают воск и получают барельефы. С буквами сложнее — каждую отливают по отдельности. Позже из них набирают на фальш - колоколе нужный текст. Если слепить литеры в одну строку и отлить из воска единым фрагментом, на готовом колоколе останется некрасивый отпечаток рамки строки.

Хорошо подвешенный язык бывает не только у человека. Чистота звучания колокола также зависит от того, насколько правильно закреплен в нем язык. Середина его яблока должна ударять в самые толстые места колокола - «ребра». Иначе и звон будет неприятный, и колокол может разбиться. Когда-то язык крепили на кожаный ремень и раз в месяц подкладывали под него сало, чтобы кожа не пересыхала.

Партию новых колоколов проверяют, насколько их звучание соответствует расчетам мастеров и ожиданиям заказчиков. Существует способ подтянуть звук до нужного — подточить колокол. Но тутаевцы против такой «доводки напильником». Если их колокол не звучит как следует, его отбраковывают.

Для колокола внешний вид не главное. Мастера стараются не нарушать верхний слой металла и не шлифуют колокола до зеркального блеска. Выделяют лишь отдельные детали.

Благовестники — басы
Как правило, в звонницах используют один или два таких колокола. Обладающие низким тоном, они придают звону мощное звучание.

Благовестники — баритоны
Задают основной ритм в колокольном перезвоне.



Подзвонные колокола
Ведут основную мелодию. Возможность подобрать колокола с различными «нотами» позволяет играть мелодичные перезвоны.

Зазвонные колокола
Украшают звон переливами и разнообразными ритмическими рисунками.

Колокола для Спасской башни отливают на заводе в городе Тутаеве Ярославской области.
Если вы представили себе огромное, под стать колоколам, производство, то это неправильная картинка. Завод в Тутаеве — небольшое одноэтажное кирпичное здание: никаких сложных станков и огромных доменных печей с лавой расплавленного металла.
Новое — это хорошо забытое старое, каким бы странным оно ни казалось на первый взгляд. К такому выводу пришел, перепробовав множество современных способов отливки металла, Николай Шувалов, директор завода в Тутаеве:

— Лет 25 назад пришлось самому заняться отливкой колокола — хотел помочь батюшке из местного прихода. Все сделал по современным технологиям, внешне колокол безупречный вышел. А как ударили… Мама дорогая, это ж таз медный. Вот тебе и технологии.
Начали ошибки искать, книги старинные изучать, а в них подчас что ни совет, то словно рецепт знахарский. Пришлось по деревням собирать лен, коровью шерсть и конский навоз — все это необходимо, чтобы глину замесить, из которой форму для отливки колокола делают. Оказалось, что старинная методика, вроде бы нарушающая правила современного производства, дает отличный результат. В форме из такой «неправильной» глины металл остывает равномернее, что избавляет от образования «зерна» — бронза с зернистой структурой звучит хуже. Саму глину поначалу из Армении, Болгарии и Украины заказывали, но результат разочаровывал — не звучали колокола. Очевидно, что не стали бы ярославские мастера за тридевять земель тонны глины возить. Начали у себя искать в окрестностях. Сколько же земли перелопатили, пока случайно на рыбалке нужную по консистенции глину не нашел! Лет шесть потратили, не меньше 30 колоколов перебили забракованных, но научились лить такие колокола, что их звук сложно отличить от звона старинных образцов.

— Многие тонкости приходилось восстанавливать по обрывочным данным, а что-то самим додумывать, — добавляет художник завода Всеволод Алаев. — Однажды нужно было сделать копию колокола 1651 года, сохранившегося в Синозерской пyстыни Вологодской области. Буквы на нем не выпуклые, как обычно бывает, а наоборот, будто бы вдавлены в металл. Как это сделано? Зубилом такое количество текста не вырубить — буквы не получатся ровными. К тому же видно, что делал надписи монах-писец с хорошо поставленной рукой, который точно не смог бы столько времени зубилом работать. Секрет мастеров оказался довольно прост: текст писали по восковой дорожке (на средней части формы колокола сделали углубление и залили его воском). Выемки от процарапанных букв отпечатались на внутренней поверхности следующего слоя формы, а при заливке ее металлом на корпусе колокола получились вдавленные оттиски. Раскрыть хитрость этого способа получилось, изучая старые сохранившиеся колокола и фотографии уже утраченных.

К сожалению, старых колоколов осталось не так много. Какие-то еще Петр I переплавлял на пушки; какие-то после революции продавали за границу; огромное количество утрачено в 30-х годах прошлого века.

Несмотря на то что методы старых мастеров, не обладавших современными познаниями в области химии, физики, высшей математики, действительно кажутся довольно странными, многие из них имеют вполне научное объяснение. Например, в расплавленную медь погружали березовый кол. Это делали для того, чтобы раскислить входящую в состав сплава медь, то есть удалить растворенный в ней кислород, который существенно ухудшает свойства металла.

Пропорции металлов в сплаве также разработаны много веков назад — 80% меди и 20% олова. Олово — дорогой металл. Но если, желая сэкономить, его количество уменьшить, звук получится глухой. Однако и превысить норму тоже нельзя: голос колокола станет более звонким (но ярким окажется лишь основной тон, тембральный же окрас обеднеет), а звучание будет более длительным, но вместо мелодии получится какофония, так как звук начнет смешиваться с голосами соседних колоколов. А вот серебро, которое якобы добавляли «для звука», — лишний элемент. В Средневековье литье колоколов было сродни шоу — это делали при большом скоплении народа. Серебро, собранное у людей, бросали не в плавильню, а рядом, и оно оседало потом в карманах литейщиков.

Сваренный по такой технологии металл имеет структуру, которая способствует равномерному распространению звуковых колебаний по всему колоколу, что обеспечивает его мелодичность. Такими характеристиками и обладают колокола, изготовленные в Тутаеве для звонницы на Спасской башне. Сейчас на башне довольно сильно отличающиеся друг от друга колокола: и старинные, и современные. Исполнить безупречно гимн с таким набором сложно: колокола не совпадают по тональности. Для правильного «оркестра» необходимо 11 колоколов, воспроизводящих каждый свою ноту. Над решением этой задачи и работают сейчас в Тутаеве.