В.И. Куликов
Слаженный звон без дирижера невозможен
// Наука и жизнь, 1993. № 12. С. 140–142
В начале 1992 года между Патриархией и дирекцией Музеев Московского Кремля была достигнута договоренность о проведении праздничных богослужений в соборах Кремля, и такие службы возобновились. Однако колокольня продолжала молчать. Мнения специалистов о возможности возобновления звонов были разноречивы. Довольно аргументировано выступали против архитекторы Кремля. Их главный аргумент состоял в следующем: деревянный свайный фундамент колокольни за последние два десятилетия в результате изменения гидрогеологического режима на кремлевском холме потерял свою несущую способность и не выдержит вибрационных нагрузок, неизбежных при звонах. Просадки грунта усилятся и могут стать катастрофическими для всего сооружения. К архитекторам присоединились сотрудники музеев – их опасения были связаны с вибрацией Успенской звонницы, в которой в настоящее время хранятся коллекции хрусталя, фарфора и серебра. Появился ряд предостерегающих публикаций в газетах.
Потребовалось заключение ученых о возможности возобновления звонов на колокольне Ивана Великого и звоннице Кремля. Необходимо было осуществить комплекс исследований, для проведения которых был сформирован коллектив специалистов во главе с академиком РАН Е.И. Шемякиным.
Прежде всего, предстояла ультразвуковая дефектоскопия колоколов, дабы выявить явные и скрытые дефекты, трещины, каверны. Для определения ресурса металла проводили химический анализ микропроб, исследование микроструктуры бронзы, фрактографические исследования и измерение микротвердости. Фактически столь подробные комплексные исследования бронзы кремлевских колоколов были проведены впервые.
Нужно было узнать, прочно ли подвешены колокола и их языки. При статическом нагружении сковороды и нагружении языка колокола контролировались деформации, наклономеры измеряли углы прогиба балок подвеса, фиксировались образование новых микротрещин и рост имевшихся дефектов.
Несущая способность стен определялась в ходе статического нагружения колоколов и дополнительно при приложении к балкам подвеса крутящих статических моментов. Для того чтобы оценить, как поведут себя архитектурно-строительные конструкции при звонах, использовались короткопериодные сейсмометрические каналы, наклономеры, инженерное нивелирование и деформометрия трещин кладки колокольни.
В результате проведенных исследований и испытаний было дано заключение, что колокола второго яруса колокольни – Глухой, Даниловский, Филиппа Андреева и Марьинский – имеют дефекты и для звонов не пригодны, колокола Корсунский и Родионовский – требуют замены системы подвески, а остальные колокола могут быть допущены к проведению звонов.
При пробных ударах в колокола проводилась регистрация виброколебаний колокольни и звонницы. Практически все колокола весом более пяти тонн при звонах возбуждают виброколебания колокольни и звонницы с амплитудой на порядок больше амплитуды фоновых колебаний этих сооружений, которые вызваны городскими предприятиями и транспортом. Динамическая нагрузка на сооружения от раскачивающегося при звонах Успенского колокола относится к 3-й категории динамичности (нормативная динамическая нагрузка около 4000 Н), т.е. достаточно высокая. При этом максимальная скорость колебаний Филаретовой пристройки достигает 400 мкм/с, амплитуда смещений 25 мкм, а характерные частоты колебаний 3,5 и 1,6 Гц. Виброколебания ощущаются находящимися внутри звонницы сотрудниками музея и вызывают определенный дискомфорт. Однако, как показали наши наблюдения, колебания допустимы для сооружений и хранящейся в звоннице коллекции музея.
Заключительным этапом работы по обследованию каждого колокола и подготовке его к звонам являлось определение его акустических характеристик. Известно, что в спектре благозвучного колокола имеется несколько обертонов и он обладает высокой добротностью, то есть продолжительностью звучания. Основной звон колокола определяется его геометрическими размерами, частота звучания пропорциональна толщине колокола и обратно пропорциональна квадрату его диаметра. Знание спектра колоколов абсолютно необходимо звонарям, так как по законам нормального звукоряда частоты гармонирующих тонов в созвучиях одновременно звучащих колоколов не могут быть произвольными Продолжительность звучания Успенского колокола очень высокая: амплитуда звукового давления уменьшается в два раза лишь через три секунды после удара языка.
Добротность колокола зависит от качества сплава колокольной бронзы. Мы говорим «качества», но надо честно признать, что не можем объяснить, что скрывается за этим словом. Это тайна старых мастеров пока не раскрыта, и поэтому современные колокола можно назвать лишь отливками, воспроизводящими форму известных колоколов.
Подвеска колоколов заслуживает особого разговора. Исторические документы свидетельствуют, что первоначально на Руси применялась очепная система подвески, при которой язык висел свободно, а колокол раскачивался вместе с балкой подвеса. Такую систему подвески нетрудно было реализовать на небольших колоколах, однако по мере увеличения веса колоколов очепная система была вытеснена российской, при которой звонари раскачивали язык, а колокол висел свободною.
На исторических кремлевских подвесках кованые матицы пропускаются через пары боковых проушин колокола и хомутами крепятся к балке подвеса. Прочная подвеска должна обеспечивать свободу колоколу, раскачивающемуся от удара. Однако осмотр подвесок показывает, что, за редким исключением, матицы и хомуты не дают свободы качания колоколу, а значит, при звонах на уши колоколов неизбежно действуют значительные изгибающие моменты, которые могут привести к разрушению ушей и последующему падению. Многочисленные примеры, в том числе и на Кремлевской звоннице, подтверждают именно этот механизм гибели колоколов. Кроме того, закрепощающая подвеска становится причиной интенсивной передачи колебаний звучащего колокола на балку подвеса и далее на стены колокольни.
Была разработана и изготовлена новая система подвески для Корсунского и Родионовского колоколов. Её особенность в том, что вес колокола приложен к матице, пропущенной через центральное ухо колокола. Матица свободно лежит на двух скобах, которые через демпфирующие пружины опираются на балку подвеса.
На внутренней поверхности колоколов, на звуковом кольце, можно заметить два характерных диаметрально расположенных пятна – это области наклепа, которые свидетельствуют о пластическом деформировании бронзы в местах соударения яблока языка (утолщение в нижней части языка) со звуковым кольцом колокола. Образование наклепа неизбежно, так как язык выковывался из стали, которая в 3–5 раз тверже бронзы. В области наклепа снижается долговременная прочность металла, что постепенно приводит к образованию трещин и разрушению колокола.
Очевидно, что для увеличения ресурса колокола необходима такая система подвески языка, которая позволяла бы менять плоскость его качания и, следовательно, выбирать точку удара яблока по звуковому кольцу. Отвечающая этому требованию подвеска была сконструирована и изготовлена для Успенского колокола. Кроме разворота плоскости качания языка она позволяет менять высоту его подвески и тем самым наносить прицельные удары в самые утолщенные места звукового кольца.
У новой подвески имеется и еще одно немаловажное преимущество по сравнению с традиционной подвеской на кожаных ремнях: благодаря использованию подшипников скольжения тяжелый язык Успенского колокола (его вес две с половиной тонны) при звонах сегодня раскачивают четыре звонаря, в то время как в прошлом веке его раскачивало до 16 человек (это видно из дошедших до нас гравюр).
В настоящее время в кремлевских звонах участвует 16 колоколов. Много это или мало? Например, в Ростове Великом – 13 колоколов, в Свято-Даниловском монастыре – 16. Но есть одна существенная деталь: там все колокола размещены на одном уровне звонницы и управляются одним звонарем. В Кремле необходимо по одному звонарю на каждый ярус колокольни (это уже три звонаря) и бригада звонарей на колокола–гиганты Успенской звонницы. Причем звонарь оглушен своими колоколами и не слышит колоколов с других ярусов колокольни. Ясно, что в Кремле слаженный звон без дирижера невозможен. В качестве дирижера было предложено специально разработанное электронное устройство с индикаторным табло, показывающим каждому звонарю моменты и силу удара языка по колоколам. Сигнал на устройство поступает с пьезоаксельрометра, укрепленного на сковороде колокола. Теперь каждый звонарь буквально видит работу своих коллег по ансамблю. Кроме того, у звонаря появилась возможность контролировать силу своего удара, что очень важно для обеспечения сохранности колоколов.
Работы по возрождению звонницы Московского Кремля начались в январе 1992 года. На пасху были подготовлены первые пять колоколов 2-го яруса колокольни, и в ночь с 25 на 26 апреля, после 74-летнего перерыва, колокольня Ивана Великого заговорила. На Рождество того же года зазвучали колокола 1-го и 3-го ярусов колокольни и Семисотный колокол звонницы. На Пасху 1993 года москвичи услышали благовест самого большого – Успенского колокола. В настоящее время идет подготовка к звонам 32-тонного знаменитого колокола Реут.
Возрождение звонов в Московском Кремле – не только дань уважения нашим талантливым предкам, но и серьезный вклад в духовное возрождение России.
© В.И. Куликов
Православные основы русского колокольного звона | Общество церковных звонарей | Школа звонарского мастерства Игоря Коновалова | Технология колокололитейного дела | Подбор колоколов и обустройство колоколен | Коноваловъ | Часто задаваемые вопросы | Фотогалерея | История | Библиотека | Исторический архив | Карта сайта | Указатель статей | English |
©
