Приборы и инструменты для приготовления гильз первого и второго рода

Составы в гильзах при горении действуют двояко: 
1) Они развивают упругие газы, которые, вылетая через узкое отверстие шейки, выбрасывают огненную ленту и сообщает трубки движение в обратную сторону — ракеты, форсы, жаворонки. В этом случае гильза должна иметь толстые стенки и быть прочна; слабая же трубка будет разорвана силой газов. Такие гильзы называются сильными, или гильзами первого рода. 
2) Они образуют при горении ярко блестящее пламя известного цвета бенгальские огни, фигурные свечи. Гильза, содержащая состав, должна гореть одновременно, с ним и при своем горении не портить цвет его. Такие тонкостенные гильзы называются слабыми, или гильзами второго рода.

Гильзы 1-го рода приготовляются или из прочной бумаги, или из папки, плотно свернутой в несколько рядов, или из полосового железа, литой меди, или же наконец из толстых деревянных палок с цилиндрическим каналом. Сравнивая их между собою, легко видеть, что: 
1) бумажные гильзы имеют достаточную прочность, обусловливаемую числом оборотов бумаги, или толщиной стенок; прогорают они очень легко и большею частью годятся только на один раз. Зато приготовлять их, особенно при небольшой величине, очень удобно и доступно всякому, а потому они дешевле других и легко фабрикуются самими пиротехническими мастерскими по мере надобности и в коротко время; 
2) металлические гильзы наиболее прочны для выдерживания большого давления газов; они не выгорают и могут служить долгое время. К недостаткам их нужно отнести большую тяжесть их, сравнительно с бумажными и требованиям старательной чистки и ухода, без которых они скоро заржавеют и потеряют прочность. Наконец эти гильзы дорого стоят и могут быть приготовлены только хорошими кузнецами и литейными заводами;
3) деревянные трубки обладают свойствами металлических, но в меньшей степени: прочность их меньше (хотя и вполне достаточна); прогорание не велико; они легче металлических и служат меньше их. Приготовление их пожалуй труднее металлических и требует искусных токарей и очень хорошего сухого дерева, а потому ценность их также велика. Сверх того они не удобны по свойству дерева сжиматься от холода, а при нагревании образовать щели между стенками и набитым составом; состав может вспыхивать в этих местах и рвать трубки. Из этого сравнения видно, что в фейерверках наибольшую популярность имеют бумажные или картонные трубки, железные же и медные трубки употребляются преимущественно большого калибра для бураков или для фонтанов калибром в несколько дюймов, которые сжигают пуды состава и выбрасывают густую огненную струю на нисколько сажен вверх.
Деревянные трубки почти не употребляются, иногда только делают из дерева трубки для увеселительных бомб (фестивальные шары). Гильзы 2-го рода должны своим огнем не портить чистоты пламени состава, особенно нежных цветов: зеленого, синего и фиолетового. Их приготовляют или из чистой писчей бумаги, или из тонких листов цинка, или же из коленкора, пропитанного каучуком.
Приборы и инструменты, употребляемые в фейерверочном искусстве, распределяются на несколько категорий, а именно:

Приборы для приготовления гильз.

1) Навойник. Это длинный деревянный или металлический цилиндр, на него навертывается бумага и плотно закатывается на станке, при этом слои бумаги плотно прижимаются друг к другу и образуют прочные, твердые стенки гильзы. Чтобы навойник хорошо сохранял свою форму при сильном давлении катальной машины на бумагу, он должен быть сделан из прочного материала белого бука, клена, а еще лучше из бронзы или стали. Для облегчения металлических навойников больших калибров, их можно делать пустыми внутри. Для удобного снимания с навойника крепко закатанной на нем гильзы, он должен иметь совершенно правильную слабо коническую поверхность; разность между диаметрами концов этого конуса самая ничтожная, иначе бумага будет косо навертываться, и гильза получит заметно коническую форму, неудобную для набивания ее составом. Достаточно, чтобы разность диметров концов навойника достигала - 0,0016(6) или 0,002 длины его, т. е. от 2-х до 3-х точек на 1 фут длины. Обыкновенно тонкий конец навойника имеет диаметр точно равный калибру. Если навойник выточен правильно, то трубка, будучи немного сдвинута с места, сейчас же отстанет от навойника и легко снимется.
К толстому концу навойника пристраивается рукоятка, служащая для вращения навойника в катальной машине и для стискивания с него готовой гильзы. Для укрепления рукоятки на навойник толстому его концу придают вид четырехугольного бруска и пропускают железную шпильку в каналы, просверленные в рукоятки и конце навойника.
Образование правильной квадратной призмы на конце металлического цилиндра затруднительно с технической стороны; можно этот конец оставить цилиндрическим и соответственно ему сделать отверстие в рукоятке. Такое соединение, при помощи вкладной шпильки, будет прочно, но оно потребует особой рукоятки для каждого калибра. Поэтому иногда в толстом конце навойника просверливается круглое боковое отверстие диаметром около 0,25 дюйма и в него вкладывается плотно пригнанный конец рукоятки, такое соединение проще. При этом, чтобы при работе рукоятка не выскакивала из отверстия навойника, вкладываемый конец ее нарезывается винтом и удерживается на месте гайкой. Боковое отверстие ослабляет деревянный навойник, а потому на него набивают в этом месте прочную металлическую шайбу, или кольцо (бугель) шириною 1-1,5 дюйма. Навойник для фигурных свечей делается длиной в 7 дюймов и толщиной 2-3,5 линии (по нужде может служить круглый карандаш). На тонком срезе навойника; вытачивается коническая выемка глубиною в 0,5 калибра; в эту выемку вжимается край навернутой бумаги для образования дна гильзы.
Навойник для бенгальских огней вытачивается из дерева, длина его около 12 дюймов. Но обыкновенно для этого пользуются навойниками гильз 1-го рода подходящих калибров. Для палительных свечей служит навойником медная проволока калибром в 3—4 линии и длиною в 17 дюймов. Гильзы 2-го рода не закатываются машиной, а потому к навойникам для них рукоятки не нужны. Длина навойника должна превосходить на 2—3 калибра самую длинную из приготовляемых на нем гильз; следовательно, для римских свечей она должна достигать 30 калибров, а для остальных гильз от 20 до 25 калибров. Можно иметь длинные навойники, накатывать на них ракетный или форсовые гильзы двойной длины и разрезать их потом пополам. Концы навойника обыкновенно бывают слегка округлены для удобства работы. Лучшая поверка нового навойника состоит в катании на нем пробной гильзы; легкое снимание трубки показывает, что поверхность его выточена правильно. Эту поверку необходимо делать, иначе навойник может трудно спускать готовые гильзы и тем затруднять приготовление их. Поверка калибра нового навойника производится измерением его окружности и вычислением по ней диаметра круга. Очень точная и удобная поверка диаметра навойника достигается помощью измерительного инструмента, известного под именем штангенциркуля.
2) Штангенциркуль (раздвижная линейка). Это гладкая стальная линейка с делениями; на нее надеты две коробки с двумя парами ножек, из них одна пара с заостренными концами. Одна из коробок наглухо прикреплена к концу линейки, а другую в можно передвигать вдоль линейки и закреплять нажимным винтом. В подвижной коробке сделан прорез, через который видны деления линейки; у этого прореза на коробки нанесен нониус. Чтобы произвести измерения диаметра цилиндра, нужно поместить его между ножками прибора, прижать к нему подвижную коробку и закрепить ее винтом, а затем сквозь прорез коробки отсчитать число делений линейки и нониуса. Если линейка разделена на линии, а нониус показывает десятые части, то измерение будет произведено с точностью до одной точки. У штангенциркуля, принятого в нашей артиллерии, деления доведены до полу линии, а нониус показывает двадцатые части; следовательно, точность измерения доведена до 0,25 точки. Посредством острых ножек штангенциркуля можно измерять данный на чертеже размер, уперев в концы его острия ножек и закрепив подвижную коробку. При помощи тупых ножек можно измерить диаметр пустоты трубки, для этого нужно вложить ножки в трубку, неподвижную из них нажать на стенку по направлению оси трубки, а подвижную отодвигать насколько можно, поворачивая в это время линейку в стороны, пока она придется по диаметру измеряемой трубки. К полученному размеру надо прибавить толщины обоих ножек, например 0,5 дюйма. Линейка циркуля настолько длинна, что им обыкновенно можно измерять и длину трубки. 
Для определения прямизны навойника достаточно приложить его производящей линией к ребру линейки штангенциркуля. Если поверхность навойника правильная, то он должен прикоснуться к ребру линейки всеми своими точками без всякого просвета.
3) Рукоятка, представляет собой стальной прут; конец его или заточен по величине отверстия в навойнике и на винтован, или образует утолщение с вырезом, по виду толстого конца навойника. На другой конец прута надевается деревянная муфта; для удержания муфты прут оканчивается винтовою нарезкой, на которую навинчивается гайка. Деревянная вращающаяся муфта необходима: она предохраняет руку от натирания во время быстрого вращения навойника при закатывании гильз.
4) Катальные доски употребляются для закатывания трубок малых калибров (до 6 линейного). Прибор состоит из двух досок длиною 1 аршин и шириною вершков 5, при толщине не менее 1 дюйма. На верхней доске находится ручка, за которую берутся одною рукою (левой), и кнопка, на которую нажимают другою (правой) при закатывании. Для закатки гильзы на нижнюю доску у одного из поперечных краев ее и параллельно ему кладут навойник с навернутою на него бумагой; на навойник накладывают верхнюю катальную доску поперечным же краем и, нажимая верхнюю доску на навойник, двигают ее вдоль нижней, от этого навойник двигается вдоль нижней доски, быстро вращаясь, а бумага плотно на него накатывается. Когда верхняя доска дойдет до навойника противоположным краем, ее снимают, кладут равно как и навойник, на прежние место и повторяют тоже движение; трех или четырех взмахов обыкновенно бывает достаточно для плотной закатки гильзы. Если нужно, на закатанную трубку навертывают вторую полоску бумаги и повторяют закатывание. Для правильности работ прикасающихся к гильзе поверхности досок должны всегда оставаться правильными плоскостями; потому-то доски необходимо делать из твердого и сухого дерева, тщательно склеивать их из нескольких частей на шипах, а соприкасающаяся поверхности должно возможно тщательно выстругать и проверить правильность их, прикладывая к ним ребро верной линейки в разных направлениях. Доски нужно хорошенько прошлифовать; тогда сырая бумага закатываемых гильз будет мало к ним приставать и ее легко смыть мокрой тряпкой, не портя доски. При закатки длинных гильз, превышающих ширину доски, навойник с бумагою кладут на ровный стол, или на чертежную доску и закатывают трубку по частям, начиная с середины, чтобы бумага не покривилась. Для закатки швермерных гильз можно иметь доски меньших размеров.
5) Катальные станки.
а) С вращающимися цилиндрами Станки эти употребляются вместо катальных досок для плотного закатывания прочных гильз большого и среднего калибров, (впрочем по нужде можно удовольствоваться закаткой таких гильз и между катальными досками). Наиболее удобна следующая система станков: навойник с бумагой вертят между тремя свободно вращающимися цилиндриками. Такие цилиндры вытачиваются из твердого дерева толщиною около 3 дюймов, а длиной, превышающей несколько самую длинную из накатываемых гильз, обыкновенно 21—23 дюйма; на концы цилиндров надеваются узкие железные обоймы, а в срезы цилиндров по оси загоняются ершом железные стержни, толщиной около 0,25 вершка; они обтачиваются вместе с поверхностью цилиндра и служат ему осью вращения. Для установки цилиндров, приготовляются две одинаковый прочные деревянный рамы из сухих досок, поставленных на ребро. Высота каждой рамы вершка полтора; рамы имеют длину 1-1,5 аршина, а ширину такую, чтобы цилиндры поместились внутри рамы, упираясь срезами с продольный стороны ее с небольшим просветом. Для помещения осей цилиндров в соответствующих местах врезываются в продольные стороны рамы медные подшипники. По установке цилиндров в подшипниках, на них накладывают накладки заподлицо с рамой. Подшипники и накладки прижимаются к раме винтами с утопленными гайками. Для смазывания осей цилиндров машинным маслом в накладках просверлены сквозные отверстия. Рамы соединены между собою 2-мя прочными шарнирами, врезанными в поперечные стороны рамы. Чтобы верхний цилиндр не прикасался к нижним, а отделялся от них примерно на 1 линию, поперечные стенки верхней рамы имеют по всей своей длине выдающаяся части; нижние цилиндры также не должны прикасаться друг к другу.
При катании гильз, рабочий надавливает локтем на ручку верхней рамы, усиливая степень нажатия постепенно по мере закатки гильзы. Цилиндры устанавливаются ближе к шарнирам, вершков на 6 от них; от этого увеличивается давление, производимое на цилиндры силой, приложенной к ручке. При опущенных рамах, оси всех трех цилиндров должны образовать вершины равностороннего треугольника. При таком положении цилиндров диаметром в 2,5 — 3 дюймов и при расстоянии между ними в 1 линии, цилиндрик диаметром в 0,5 дюйма еще проходит между ними свободно, цилиндр же большей толщины, например 6 линейный навойник с навернутою на него бумагою, уж будет приподнимать верхний цилиндр, а тогда на навойник будут производить давление всех трех цилиндров. Следовательно, на таком станке можно закатывать гильзы, начиная с 6 линейного калибра. При катании гильз большого калибра, верхняя рама будет приподниматься больше и давление должно быть сильнее. Примечание: Для закатывания гильз малого калибра удобен такой же станок, только боле миниатюрный: рамы его почти на половину короче, а цилиндры толщиною 1,5—2 и длиною 14 дюймов. Если на верхнюю раму такого станка насадить доску, то он примет вид обыкновенной шкатулки; на крышки ее можно намазывать клейстером навертываемую бумагу, а во время закатки на ней же можно сидеть работающему и заменять собою груз.
б) Станки с галтелями; неудобства их. Существуют катальные станки другой системы; в них нажимающие на бумагу цилиндры заменены двумя галтелями. Галтель чугунный или железный брусок с продольным желобом, имеющим в разрезе вид прямоугольного треугольника. В станки между обеими соприкасающимися галтелями образуется призматическая пустота, имеющая основанием квадрат со стороною равной калибру навойника, назначенных для галтелей гильз. Опорной рамой служат два длинных бруска; соединенные шарниром; в бруски врезываются галтели одна под другою. Для нажатия верхнего бруска на нижний к нему прикрепляется железная скобка с грузом, весом от 2 до 3 пудов. Для поднимания верхней рамы скобка соединяется с прутом, надетым на конец длинного рычага, качающегося между стойками, привинченными к нижнему бруску рамы. Устройство этого станка по-видимому проще, нежели станка с цилиндрами; но работа на нем трудна и имеет то неудобство, что при закатывании гильзы между ней и галтелями происходит трение 1-го рода (скользящее) и очень значительно при сильном надавливании верхнего бруска; от этого поворачивание навойника для закатывания гильзы весьма трудно и утомительно. При поворачивали гильзы, верхние слои бумаги могут разорваться; для отстранения этих неудобств станки призматического желоба галтели тщательно полируют, а на закатываемую гильзу навертывают несколько слоев сухой бумаги (рубашку), которая потом выбрасывается, следовательно, может разрываться без вреда для гильзы. Кроме того, для уменьшения трения, соприкасающаяся поверхности густо намазывают сухим мылом.
Итак, следует предпочесть станок с цилиндрами вследствие большей легкости работы, равно как большей плотности и чистоты закатанных в нем гильз. К существенным преимуществам станка с цилиндрами нужно отвести и то, что он одинаково пригоден для закатки гильз всех калибров, тогда как станок с галтелями требует особых галтелей для каждого калибра; следовательно, чтобы катать гильзы другого калибра, нужно переменить галтели. Необходимость иметь при станке несколько пар галтелей усложняет работу и увеличивает стоимость станка, так как приготовление галтелей обходится дорого.
6) Калибровка служит для поверки диаметра закатанной гильзы; эта металлическая пластинка длиной в 3, шириной в 2 дюйма, на стороне которой сделаны вырезы по диаметру трубки.
7) Нож для обрезания готовых гильз должен быть тонкий и широкий, лезвие ножа должно быть из твердой стали, иначе он будет скоро тупиться. Лучше других ножи известны в продаже под именем сапожных.
8) Обрезная машина употребляется в больших мастерских вместо ножа; в ней нож заменяется острой стальной полосой, называемой резаком, на правом конце его находится ручка с круглым вырезом, а на левом - отверстие, этим концом резак вкладывается в продольную щель стойки и закрепляется в ней болтиком, служащим осью вращения резака.
Ручка резака двигается вдоль щели такой же стойки. К вырезу ручки резака привязывается тонкая, но крепкая веревка; один конец ее привязывается к подножке, надетой левым концом на болтик, укрепленный между ножками скамейки; при нажимании на подножку ногой, рабочий им самым нажимает острие резака на подложенную под него гильзу. Другой конец веревки проходит через три блока и поддерживает груз, поднимающей ручку резака и следовательно отделяющий его от трубки. Для помещения обрезываемой, гильзы на скамейке под резаком помещается брусок и с желобами, его можно передвигать вдоль скамейки по выделанному в ней пазу и закрепить на требуемом месте болтом. При работе гильзу поворачивают в желоб руками, а резак слегка нажимают на нее, давя ногой на подножку.
9) Затяжной стержень делается из железной проволоки толщиною в 0,25 калибра гильзы, проволока вставляется в деревянную ручку с полушарными концами. Прибор этот вставляется в гильзу при затягивании шейки ее: при затягивании гильзы наглухо, ее насаживают концом на полушар без стержня.
10) Осадник так называется деревянный цилиндр полушарным концом и каналом по оси для проволоки затяжного стержня. Осадник служит для расправления шейки затянутой гильзы, для этого осадник вставляют в гильзу и надевают его на затяжной стержень; затем упирают затяжник пол и ударяют колотушкою по противоположному концу осадника. Конец этот называется головкой, для большей прочности он утолщается.
11) Затяжной прибор весьма удобно заменяет и стержень, и осадник для образования шейки; он состоит из железной проволоки, заменяющей затяжной стрержнь длиною в 1,5 раза больше длины затягиваемой гильзы на проволоку насаживают деревянный цилиндр, а с полушарным концом, свободно входящим в гильзу и заменяющим осадник; на конец проволоки надевается такой же короткий цилиндр и завинчивается гайкой. В видах экономии такой прибор делается обыкновенно для двух смежных, калибров; для этого цилиндр делается из двух частей разной толщины; а проволоку между длинным и коротким цилиндрами доводят до требуемой толщины (четверти калибра), насаживая на нее в этих местах металлические трубки.
12) Затяжные клещи делаются из 2-х железных полос не тоньше 0,125 дюйма наподобие ножниц с треугольными округленными вырезами на концах, между которыми вставляется гильза. Для правильности перетяжки вырезы в клещах имеют определенную форму, а именно: основание треугольного выреза равно 1,75 калибра, а глубина 1,5 калибра; дно выреза образуется дугою круга описанного радиусом равным 0,5 калибра; боковые стенки пустоты образуются касательными к этому кругу, проведенными из концов основания. Таким образом, для каждого калибра должны быть особые вырезы на клещах. Можно смежные калибры (12 и 10 л.), (8 и 6 л.) затягивать вырезами большего из этих калибров. Вырезы в клещах, между которыми вставляется гильза, закругляются, иначе острые края могли бы не только помять трубку, но и перерезать ее. Одна из полос с вырезами прикреплена неподвижно к основанию прибора, а другая соединяется с нею шарниром; эта последняя имеет вырезы, приходящиеся против вырезов неподвижной полосы. Если подвижную полосу приблизить к неподвижной, то вырезы образуют кольцо; оно уменьшается по мере сближения полос, а следовательно помещенная между ними гильза будет постепенно сжиматься и уменьшаться в диаметре. Подробности устройства клещей бывают различные, имеются показаны малые клещи, в которых нижняя полоса привинчена к основному бруску, а верхняя полоса вращается на шарнире; она оканчивается длинною ручкою, на которую нажимают рукою при зажимами гильз. Неудобство описанных клещей состоит в том, что нужно одною рукою и держать гильзу вместе с затяжным стержнем, и ворочать ее при затягивании. Для отстранения этого неудобства, клещи делают с педалью. В этих клещах неподвижною делается верхняя полоса, она загибается вниз плечом и прикрепляется к основной доске. Нижняя подвижная полоса вращается на шарнире; она оканчивается ручкою, которая сцепляется с железным прутом, соединенным с педалью. При работе на педаль давят ногою, а гильзу держат обеими руками. В казенных мастерских клещи прикрепляются к прочной скамейке со стойкою. К ручке подвижной полосы привязана веревка, которая одним концом проходит через два блока и прикрепляется к педали, вращающейся на оси. Другой конец веревки проходит через блок, укрепленный в стойке, далее через блок и поддерживает груз. При нажатии ногою на педаль, полосы клещей сближаются и гильза зажимается; при освобождении же педали, груз заставляет подвижную полосу отклоняться от неподвижной.
13) Затяжной шнурок. Гильзы небольших калибров, особенно вскоре после закатки, пока станки не успели высохнуть и отвердеть, можно затягивать посредством прочного шнурка. Этот шнурок делается или из толстой струны, вымоченной предварительно в деревянном масле в течении суток, или скручивается из крепких ниток; простая бечевка для такого употребления не годится, так как она слаба и часто лопается. Толщина шнурка полагается приблизительно в 0,25 калибра затягиваемой гильзы. Надежный и прочный шнурок может приготовить каждый из нескольких крепких ниток (например 8, 12, 20.....), смотря по величине калибра затягиваемой гильзы и толщине ниток. Приготовленные нитки нужно связать концами в общий узел, смочить их слегка водою и обмазать простым мылом; узел привязать к крюку, вбитому в стену, или к ручке двери; свободные концы ниток скручивать в одну сторону, пока образуется круглый, но не очень крутой шнурок. Скрутивши шнурок, следует натереть его снова мылом и употреблять в дело. Если шнурок высохнет, то перед употреблением его нужно вспрыснуть водой. Такой шнурок служит долго, в особенности если нитки ровны и крепки. Для затяжки гильз один конец шнурка привязывают к крюку, вбитому в стену, а на другой навязывают круглую палку (валек) толщиною в 1 вершок и длиною 10—12 вершков. Во время работы на веревку садятся верхом и, упираясь корпусом на валик, натягивают шнурок движением тела, а руками поворачивают гильзу со вставленным в нее затяжником. В больших мастерских шнурок проходит через блок, прикрепленный к столу, а конец шнурка прикрепляется к педали, которую нажимают ногой для затягивания гильзы. Многие пиротехники предпочитают шнурок для затягивания гильз всех калибров, так как это всего проще и дешевле; но нужно заметить, что толстые гильзы, особенно успевшие высохнуть, требуют для затяжки шнурком большого усилия и очень крепкой веревки.