Каково же было военно-инженерное устройство новых укреплений? Четыре башни XVII в., хорошо сохранившиеся до наших дней, достигают высоты (до зубцов) 25–30 м при диаметре 20 м[730](рис. 16). В центре их стоят полые внутри кирпичные столбы, которые, проходя через многогранные сомкнутые своды первых ярусов, служили для поддержки вышележащих междуэтажных деревянных перекрытий (рис. 17). Одновременно толстые бревна этих перекрытий придавали столбам устойчивость. Верхние части столбов снабжены вышками, смотрильнями, поднимающимися над раскатами до 10 м. С них просматриваются окрестности в радиусе более 10 км. Проходившие внутри столбов лестницы соединяли ярусы башен между собой; одновременно они позволяли попадать в каморки, предназначавшиеся, очевидно, для хранения припасов[731]. Во всех ярусах башен (в угловых башнях их было по шесть) существовало по 6–8 пушечных амбразур. Обращенность некоторых из них в сторону внутреннего пространства монастыря хорошо показывает, что башни были рассчитаны на круговую оборону.

Две башни «Нового города» (Казанская и Косая) были проезжими и отличались от остальных своей конструкцией. В плане они имели прямоугольную форму, были ниже и приземистее угловых[732] и делились внутри мостами только на 4 яруса.

Первые ярусы проезжих башен снабжены проемами высотой до 6 м. С внешней и внутренней сторон этих проемов были навешены дубовые полотнища, окованные поличным (листовым) тульским железом. В Косой башне была «с внутрех подъемная железная решетка». Такая же решетка была и в воротах Казанской башни; в настоящее время от нее сохранились паз в стенах воротного проема башни и прорезь в его своде (шириной около 15 см)[733]. При помощи ворота и системы блоков решетки поднимались и опускались в случае необходимости. Одна из них, «по скаске городового дела кузнеца Михаила Золотичянина», весила 700 пудов (11 466 кг)[734].

В общей сложности на башнях «Нового города» было 150 однотипных пушечных и 70 ружейных «косых» бойниц. Устройство первых очень простое. В 3,5-метровую толщу стены углублены сводчатые камеры-печуры высотой 2,35 м, шириной 2,75 м и глубиной 0,9 м. Затем с помощью ступенчатого уступа камеры соединяются с нишами, высота которых — 1,9 м, ширина — 1,8 м и глубина — 0,7 м. В торцовых стенках ниш и находятся круглые пушечные бойницы. Их диаметр в наиболее узкой части — 34 см. Над многими такими бойницами расположены прорези для прицеливания. Сектор обстрела из этих бойниц — около 30°. Косой бой башен был действенным на расстоянии 10–40 м от подножия башни.

Значительный выступ башен за линию стен показывает, что они являлись узловыми пунктами в обороне «Нового города»; в них концентрировалась исключительно артиллерия, которая вела не только фланговый огонь, но и простреливала отдаленные подступы к крепости. Дальность этого огня намного превышала размер прясел стен, зажатых между башнями (в среднем 120–160 м). Если учесть, что при заряде, составлявшем ⅔ от веса ядра, дальность прямого выстрела из пушек 6–8-фунтового калибра достигала 400 шагов, а из 4-фунтовых — 300 шагов[735], а также если принять во внимание, что орудия башен были подняты над уровнем земли на 35–40 м, — то можно считать, что огонь кирилловской артиллерии был действенным на расстоянии 300–600 м.

Стены «Нового города», при общей ширине 6,75 м (с галереей)[736], достигают высоты в среднем 10,8 м. С внутренней стороны они состоят из двух сплошных галерей вверху и большого количества отдельных помещений внизу (рис. 18; 19). Галерейное устройство обеспечивало стене устойчивость и особую прочность[737]. Галереи были боевыми, а нижние помещения, наряду с их боевым назначением, использовались для размещения гарнизона, кузниц, оружейных мастерских, а также для хранения пороха и продовольствия. Камеры стен нижнего яруса перекрыты, как правило, коробовыми сводами: крестовые своды имеются лишь в камерах между Большой Мереженной и Косой башнями — в монастырской тюрьме. Весь второй ярус перекрыт крестовыми сводами, что вызвано конструктивной необходимостью — опираться на столбы с внутренней стороны стены.

Система боя стен «Нового города» соответствует их ярусам. Кроме того, на третьем этаже имеется еще и «косой бой». Общее же количество бойниц доходит на стенах до 1000. При этом на каждые 10 пог. м стен их приходится по 8–10. Бойницы первого и второго ярусов предназначались, очевидно, для ведения огня из малокалиберных пушек, крепостных ружей и мушкетов; бойницы третьего этажа и его «косого боя» — для стрельбы из мушкетов и карабинов.

«Подошвенный бой» крепостных стен находится в помещениях первого яруса, в их наружних стенках, достигающих толщины 2,3 м. Он состоит из печур, имеющих глубокие квадратные бойницы, суживающиеся наружу до размера 25 X 25 см (рис. 20). Сектор обстрела из таких бойниц — около 25°. Кроме наружних боевых отверстий, помещения первого яруса имеют около 150 окон, направленных внутрь крепости, которые могли использоваться в качестве бойниц. Бойницы второго яруса прорезают 2-метровую толщу стены и своей внутренней стороной выходят в открытую галерею. Они представляют собой арочные ниши, расположенные выше уровня пола галереи на 30 см (рис. 21, а). Раструб этих бойниц постепенно суживается до размера 22 X 22 см, благодаря чему сектор обстрела из бойниц второго яруса был равен по горизонтали примерно 35 °, а угол склонения — 7–10°.

В третьем ярусе бойницы двух типов. Первые из них — круглые углубления, расположенные на уровне пола и направленные к подножью стен («косой бой»); вторые — узкие и высокие щели, размером 23 X 121 см, прорезающие стену толщиной 1,4 м в ее верхней части (см. рис. 21, б). По отношению друг к другу эти бойницы расположены в шахматном порядке. Однако есть места, где нижние бойницы находятся непосредственно под верхними. Сектор обстрела из них доходил до 40°. Можно считать, что третьему ярусу отводилась в обороне не менее активная роль, чем нижним двум, так как, судя по количеству бойниц, он был предназначен для наибольшего числа стрелков.