Демиург N 1 2006

О проблемах разработки и создания подъемного стола

в павильоне Эрмитаж нижнего парка Петергофа

Замысел создания павильона Эрмитаж в Петергофе Петром I строился на особой роли павильона как места уединения [1], чему служили:

его периферийность в парке по отношению к дворцу,
окружение павильона глубоким рвом с водой,
а также создание трех специальных механизмов (подъемный мост через ров, подъемное кресло на 2-й этаж при отсутствии лестницы, подъемный стол, исключающий контакт с прислугой) [2].

В 18-м веке мода на подъемные столы распространилась на другие дворцы и не только в Петербурге, но и в Москве (Кусково) [3, 4]. Ни один из этих механизмов в Петергофе не сохранился.
Сам Петр I не дождался завершения строительства павильона Эрмитаж со всеми его механизмами, т.к., хотя павильон и, по-видимому, подъемный мост были сооружены в 1724 г., однако, подъемный стол был создан только в 1725 г., и то после настойчивого повеления Екатерины I.

Подъемный мост, по-видимому, из-за сырости и холодных зим просуществовал недолго и был заменен обычным мостом. Подъемное кресло на 2 персоны сломалось при Павле I и по его приказу было заменено лестницей в 2 пролета [5]. Подъемный же стол просуществовал до 1941 г., хотя и ремонтировался неоднократно, а после революции не действовал. После захвата Петергофа фашисты выбросили стол, поставили на его место гаубицу для обстрела залива. После освобождения Петергофа в потолке осталась овально-фигурная прорезь для подъема стола, а от самого стола нашли только одну лебедку на обломке несущего столба.

Однако, вскоре реставраторы заложили фигурную прорезь в потолке досками, и паркетными щитами, и на 2-м этаже был поставлен макет стола, закрытый скатертью с имитацией подъемных тарелок и сервировкой посуды 18-го века, что и поныне показывается экскурсантам. Попытки реставрации стола были, однако, дело задерживалось из-за отсутствия чертежей подъемного механизма и недостаточностью понимания его работы [6, 7].

Наконец, в 2004 г. между администрацией Петергофа и Санкт-Петербургским творческим союзом изобретателей – ТСИ было заключено Соглашение о восстановлении механических устройств музея, первым из которых был назван подъемный стол павильона Эрмитаж.

На его основе группа разработчиков ТСИ произвела дополнительные обмерные, фотофиксационные и графические построения по 3-м сохранившимся фотографиям, сделанным в 1930-х годах, из архива Казанцевой (см. рис.1, 2). Были также использованы обмеры и чертежи 1-го и 2-го этажей павильона, проведенные в 1960 году под руководством гл. архитектора Ленпроектреставрации Давыдова С.Н. Был также дополнительно изучен сохранившийся механизм подъемного стола в павильоне Эрмитаж Пушкинского царско-сельского музея, созданный в 19-м веке и имевший отличную от Петергофской конструкцию.

Рис. 1.

В результате всех этих работ было проведено эскизирование подъемного механизма на компьютере с помощью программы "Компас" фирмы "Аскон". Эскиз подъемного стола в виде продольного разреза всей конструкции показан на рис. 3. Эти работы выполнялись в конце 2004 – начале 2005 годов еще до заключения финансового договора.

Рис. 2

На основе этих предварительных исследований совместно с Администрацией ГМЗ Петергоф было решено в качестве 1-го этапа восстановления стола разработать рабочие чертежи и создать действующую модель подъемного стола в масштабе 1:10 с электроприводом, позволяющим с помощью натурных испытаний механизма модели выявить недостающие и малопонятные по фотографиям детали и узлы подъемного стола, после чего приступить к 2-му этапу – разработке рабочих чертежей и изготовлению полномасштабного механизма.

Основные узлы подъемного стола числом 11 даны ниже в виде таблицы 1, распределение деталей по этим узлам, даны габариты и материал основных деталей узла.

Основу представленной систематизации конструкции подъемного стола составляют: два неподвижных стола – верхний (кольцевой) (п.1) и нижний (загрузочный) (п.2) и один подвижный стол (п.3), столешница которого имеет овальный контур-эллипс с эксцентриситетом 0,7 метра на 1 метр, т.е. габаритами 1,4 м на 2 м. Такие же параметры имеют внутренние контуры столешниц верхнего и нижнего столов, т.к. подвижный стол свободно проходит через них. Все три стола опираются на два несущих вертикальных столба (п.4) с пазами в 8 см (по ширине и глубине). По ним и движется рама подвижного стола, боковыми сторонами которой являются две ножки стола с крюками под канаты на своих концах.

Другие узлы механизма представлены группой из 14 однотипных тарелочных механизмов, опирающихся на верхний и нижний столы, а также 2 противовеса подвижного стола с соответствующими шкивами и лебедками.

Рис.3

В июне 2005 года было утверждено Техническое задание с участием ГУП "Ленпроектреставрация (архитектор Леонтьев А.Г.), а в июле того же года было заключен договор с ТСИ на разработку и изготовление действующей модели (Договор № 34-Ф от 05.07.05). К концу сентября модель вместе с чертежами была изготовлена и, после доработки электропривода, была принята комиссией музея в октябре 2005 года [8]. Одновременно с изготовлением модели было произведено уточнение всех фрагментов механизма стола и составлена полная ведомость всех деталей полномасштабного образца подъемного стола, коих насчитывается 537 штук и деталей крепления 1317 штук [9].

Из руинированных фрагментов подъемного механизма сохранились 3 узла, которые также обозначены в таблице 1.

Таблица основных узлов подъемного стола

№ п/п	Наименование узлов	Количество		Габариты основных деталей (см)	Материал	Примечание
№ п/п	Наименование узлов	детали	крепеж	Габариты основных деталей (см)	Материал	Примечание
1.	Верхний (кольцевой) стол	53	130	280х196 (LхD) 280х224	дуб	архив (1925 г.) обмер по чертежу (1960)
2.	Нижний (загрузочный) стол	30	132	280х226 (LхD)	дуб	графическое измерение по фотографии
3.	Подвижный стол	25	113	200х140 (LхD)	дуб	вычисление по фотографии
4.	Основные несущие и направляющие столбы	16	82	440х(20х17) (HхS)	Листвен- ница	обмер по чертежам 1960 г.
5.	14 тарелочных механиз- мов (рейки тарел.)	126	186	235х(6х6) (HхS)	дуб, сосна	обмер по чертежу 1960 г.
6.	Левая и правая лебедки	18	40	510х445 – уголок; Ф-36 – храповик	сталь	обмер сохранившейся детали
7.	Каналы противовесов, противовесы	43	274	470х(17х15) (HхS)	дуб, свинец	обмеры по чертежам 1960 г.
8.	Защитные детали стола (трубы, щитки)	82	222	Ф-30;трубы 118х30 Н х L	жесть	обмер отверстий и пазов. Чертежи 1960 г.
9.	Овально-фигурный вырез в полу 2-го этажа	84	65	263х219 L x D	дуб, сосна	обмер прорези в полу 2-го эт. по чертежу 1960 г.
10.	Сигнальные средства (колокольчики, флажки)	42	56	10хФ6 – 14 шт. 10 х 10	медь, сталь	Стокгольм. дворец, Царскосельский музей, г. Пушкин
11.	Принадлежности (канаты, веревки, шнурки)	18	79	2 шт. по 1400 х ф1	Канат из пеньки	расчеты по чертежам 1960 г.

Это уже названная правая лебедка (п.6) на куске несущего столба, элементы системы противовесов (каналы) в полу 2-го этажа с остатками блоков и в стенах кухни для движения грузов-противовесов (п.7) и овально-фигурный вырез в полу 2-го этажа (п.9).

Помимо того, что они несут информацию о размерах и форме самих узлов, а также о других, примыкавших к ним, но уже не сохранившихся деталей, они являются материальными свидетелями, причем решающими в спорных моментах использованных материалов и технологий, необходимых для восстановления памятника.

Например, сохранившийся кусок столба показал, что он не вырезался из цельного бревна лиственницы, а состоял из 2-х Г-образных в сечении половин, которые стягивались болтами. Это, кстати, упрощало технологию изготовления столба с равномерно отшлифованным фигурным пазом по всей его длине, где оставлено место для каната и свидетельствовало о технологии вмонтирования блока с осью и вырубки соответствующего паза для сквозного прохождения каната.

Сохранившиеся детали лебедки показали не только технологию изготовления храповика – кузнечную ковку, но и способ изготовления 34 зубцов этого храповика с помощью пробивки круглых отверстий по периметру железного круга и выборку материала рубкой в горячем состоянии. Кстати, размер и шаг зубцов не постоянны, что, с одной стороны, говорит о неразвитой технологии обработки металлов в мастерской Петергофа, а, с другой стороны, о несущественности этого для действия механизма, т.к. зубцы служили только для стопорения движений стола. Сохранившийся малый диаметр вала лебедки подсказал принцип работы механизма.

По соотношению плеч рукоятки и радиуса вала усиление на вороте не превышало 17-кратного. И при весе загруженного стола в пределах не более 200 кг подъем стола производился не намоткой веревки на вал, который был не возможен при его малом диаметре и 2-х метровом движении каната, а лишь движением противовесов в протяженных вертикальных каналах в стенах кухни. На вал лебедки наматывалось лишь 2-4 витка каната, что мешало ее проскальзыванию на валу и сколько каната наматывалось на вал, столько и сматывалось с другой стороны. Здесь оказывался важным принцип легкого вращения вала в отверстиях треугольных кронштейнов, что требовало их хорошей смазки, напротив, сам вал лебедки не смазывался.

С помощью тщательного анализа и математической и графической обработки фотографий установлены не только форма и соотношения геометрических размеров деталей, но и их абсолютные значения, что позволило установить и весовые параметры этих деталей. Например, из эскизов удалось вычислить объем всех деталей подвижного стола: столешницы, двух горизонтальных досок рамы, двух вертикальных ножек, трех стяжек столешницы и двух взаимно-перпендикулярных фигурных кронштейнов.

Этот объем составил V_ст» 0,077-0,08 м³, откуда вычислен вес стола по формуле Р_ст = V_ст х r_g, где r_g – удельный вес дерева.
В случае сухой сосны r_g = 0,31-0,78 х 10³ кг/м³, а в случае дуба r_g = 0,8-1,0 х 10³ кг/м³ и вес стола мог колебаться в пределах от 30 кг до 80 кг в зависимости от его материала.
Вес загруженного кушаниями стола мог возрастать вдвое из-за тяжелой металлической посуды (серебро, олово, чугун) с r » 10 х 10³ кг/м³. С точки зрения уменьшения разброса в весах стола выгоднее его утяжелять и использовать более тяжелый дуб с соответствующим незагруженного весом стола – 80 кг и загруженного в пределах 100-140 кг.

Отсюда, вес противовесов на каждой стороне мог быть в пределах 50-70 кг и при геометрических размерах поперечников вертикальных каналов 15х17 см, геометрические поперечные размеры грузов как минимум должны составить 13х15 см, что при использовании свинца с r_g = 11,3 х 10³ кг/м³дает высоту гирь до 40 см.

При расчете геометрических размеров столешницы мы убедились, что не всегда можно доверять архивным данным. Так, согласно замерам габаритов стола в 1925 и 1926 г.г. указаны следующие размеры: высота стола 79 см и габариты в апогее и перигее 280 см на 196 см (10). Высота стола и в 18 веке указывалась такой же (79 см), но более ранние данные по поперечником отсутствуют. Итак, примем за исходный размер поперечника 280х196 см. Эти размеры соответствуют эллипсу с эксцентриситетами 140 см на 98 см, что ровно в 1,4 раза больше размеров эллипса столешницы подвижного стола 100х70 см, что было нами установлено при обмере фотографий. Отсюда эллипс наружных контуров верхней (нижней) столешницы пропорционален эллипсу столешницы подвижного стола, т.е. эллипсы подобия.

Однако, по малому эксцентриситету, т.е. в центре стола поперечный размер составил бы 98см -70см = 28 см, т.е. точно соответствовал бы размеру тарелочного отверстия без зазоров, что невозможно! На самом деле, верхняя и нижняя столешницы должны вмещать дополнительно в поперечнике две тарелочные рейки по 6 см каждая, т.е. в сумме 12 см. Так что наружный размер овала по малому эксцентриситету должен быть увеличен на 12 - 14 см (с учетом толщины трубы) и должен быть равен 98 + 14 = 112 см, а поперечный габарит стола должен был быть равным 224 см.

Примерно такой размер и получился из измерения поперечника овально-фигурного выреза в полу 2-го этажа с учетом 6 см прямоугольных вырезов под тарелочные рейки. Кстати, такой же примерно размер получился и из фотографических измерений поперечников нижнего стола.

Отсюда следует признать архивные данные 25-26 гг неверными, а верными являются размеры 280х224 см, откуда следует, что они соотносятся с эллипсом подвижного стола по эквидистантным смещениям базового размера и поперечник верхнего стола в апогее и перигее одинаков и составляет 42 см, что логично и с точки зрения удобства и равенства за столом всех гостей.

Если с механизмом движения подвижного стола удалось разобраться относительно быстро, особенно с учетом существования руинированных узлов, то механизм работы тарелочных рамок долго оставался не ясным ввиду скрытости многих фрагментов на фотографиях и полного отсутствия руинированных деталей. Хотя из фотографий понятно, что механизм движения деревянных тарелочных рамок подобен принципу действия подвижного стола. Так же прямоугольная рамка с круглым подтарелочником вверху скользит в пазах 2-х тарелочных вертикальных реек от нижнего стола к верхнему столу, где фиксируется и круглый подтарелочник входит в круглое отверстие верхнего стола.

Однако до сих пор не ясно, работают ли в тарелочных направляющих блоки или просто хорошо смазываемые неподвижные направляющие и из какого материала они изготовлены. На фотографиях видны какие-то висящие шнурки. Если принять за движители шнурки, то не известно, сколько шнурков использовалось и к чему они крепились при подъеме рамок? Каким способом опускались тарелочные рамки? И, наконец, как фиксировались тарелочные рамки вверху, чтобы они не раскачивались и "не продавливались" у потребителя?

В царскосельском Эрмитаже никаких шнурков не было и к тарелочной рамке крепился деревянный шток, управлять которым мог служитель, так как там был высоко поднятый подиум и служитель находился непосредственно под столом, а рукой мог опустить и поднять тарелочный шток, а также закрепить его для фиксации.

В Петергофском Эрмитаже никакого подиума не было, как видно из фотографий и натурного обследования. В то же время с уровня 1-го этажа до верхнего стола расстояние L включает высоту L₁ до потолка – 283 см толщину перекрытия Н-42 см и высоту стола = 79см и равно 283+42+79 = 404 см, а с учетом высоты человека с поднятой рукой длина штока должна быть около 2 метров. При опускании тарелки на уровень загрузочного стола ~ 170 см нужно было бы иметь в загрузочном столе отверстие под шток и здесь же строго по вертикали отверстие в полу 1-го этажа. Никаких подобных отверстий в полу 1-го этажа не существовало.

В связи с этим логично предположить, что спускание тарелочной рамки должно было производиться также с помощью гибкой связи, например, шнура, прикрепленного к нижней стороне рамки. Именно такой принцип движения тарелок был применен в действующей модели подъемного стола, где тарелочные рамки двигались с помощью шнурков, при этом движение вниз реализовалось через шнурок, привязанный к нижней поперечине рамки, а движение вверх с помощью двух шнурков, привязанных к боковинам рамки и внутри тарелочных реек в их пазах, шли к 2-м блокам вверху реек, перебрасывались через них и спускались по наружным пазам реек к нижнему столу и под нижним столом связывались в петлю.

Движение тарелок вверх производилось спусканием вниз этой петли с помощью мускульных усилий прислуги и наверху рамка могла фиксироваться, например, с помощью шариковых захватов, что позволяет легко от них освобождаться кратковременным силовым усилием – сдергиванием.

Таким образом, в настоящее время разработаны основные механизмы работы подъемного стола, обоснованы все основные геометрические размеры и весовые параметры деталей и узлов стола и материалы этих деталей, намечена технология изготовления, что и составляло основную задачу подготовительного и первого этапа разработки. Это позволяет перейти к II-му (основному) этапу – II-А "Разработка рабочего проекта полномасштабного подъемного стола" и II-Б "Изготовление и запуск подъемного стола в павильоне Эрмитаж".

Список литературы
1. Знаменов В.В., Тенихина В.М. "Эрмитаж". Лениздат, 1973.
2. Рубайло А.Н. Материалы к восстановлению подъемного стола в Эрмитаже Петергофа. Архив ГИОП, Н-1492. Рукопись.
3. Сивков К.В. "Кусково". 1927.
4. ЦГИА, ф-1088, оп.17, д.15, л.60-66.
5. Чудинов "Эрмитаж". Р-104. Рукопись.
6. Архив ГМЗ Петергоф, Казначеева М.И. "Подъемный механизм стола в павильоне Эрмитаж в нижнем парке". Рукопись, 1996.
7. Архипов Н.Г. Эрмитажи в Петергофе. Архив ГИОП Н-311/I.
8. Отчет по теме "Предварительные и научно-исследовательские работы по восстановлению подъемного стола в павильоне Эрмитаж в нижнем парке Петергофа", т. 2. Договор № 34-ф от 05.07.05. Заказчик: ФГУК Петергоф, Исполнитель: МП "РФИ".
9. Отчет по теме "Предварительные и научно-исследовательские работы по восстановлению подъемного стола в павильоне Эрмитаж в нижнем парке Петергофа", т.1 и т.3. Заказчик: ФГУК Петергоф, Исполнитель: ГУП Ленпроектреставрация, соисполнитель МП "РФИ".
10. Архив ГМЗ "Петергоф", опись № 440, 1925 г. и опись № 443, 1926 г.