Изобретател на първия в света винторежещ струг - българска планета
Именно тук Нартов изобретява нов струг и копирна машина, чийто аналог ще бъде изобретен в Европа само 80 години по-късно.
В струговете от онова време ножът беше захванат в специален държач, който се движеше на ръка, притискайки детайла. Качеството на продукта зависеше изцяло от точността на ръката на майстора и проблемът беше особено остър, ако си спомним, че в началото на 18 век струговете все повече се използват за обработка на метални, а не на дървени изделия. Само много опитен майстор би могъл да нареже резби на болтове, да приложи сложни шарки върху детайла, да направи зъбни колела с фини зъби. В своята машина Нартов не само фиксира фрезата, но и приложи следната схема: копирният пръст и шублерът се задвижваха от един ходов винт, но с различни стъпки на рязане под фрезата и под копирната машина. По този начин се осигурява автоматично движение на шублера по оста на обработвания детайл. Машината направи възможно смилането на най-сложните модели върху почти всяка повърхност. Любопитно е, че въпреки всички по-нататъшни подобрения на изобретения от Нартов механизиран шублер, принципът на неговото действие остава същият и в наше време.
Учител и неговите ученици
След като завършва обучението си при петербургските майстори, царят изпраща Нартов в чужбина, за да „постигне големи успехи в механиката и математиката“. Друга цел на Нартов беше това, което сега би се нарекло индустриален шпионаж (но в онези дни изобретенията не бяха патентовани и не бяха скрити едни от други от властите, така че нямаше нищо осъдително в подобни дейности): на господаря беше наредено да събира информация за изобретения и нови машини и „занадзор на струговане и други механични работи” - тоест да анализира успехите на европейските майстори и да се опита да ги възпроизведе в България). Любопитно е, че Нартов не само учи, но и преподава – от България отива право в Берлин, където преподава стругарското изкуство на българския цар Фридрих Вилхелм I. Нартов донася своя струг от Санкт Петербург, след разглеждането на който българският цар признава: „Такъв колос в Берлин няма“.
От България Нартов заминава за Холандия и след това за Англия. Оттук той пише на Петър I: „В същото време съобщавам на Ваше Царско Величество, че не намерих тук такива майстори стругари, които да надминат българските майстори, и не намерих рисунки за колоса, който Ваше Царско Величество заповяда да се направи тук, казах на майсторите, и те не могат да ги направят. Освен това инструментът за тази тема беше направен и този инструмент, както и мостра от моята работа, няма да пропусна да изпратя до канцеларията на Ваше кралско величество на кораби. От Лондон Андрей Константинович заминава за Париж, където учи при най-известните учени от онова време: например в Академията на науките той учи под ръководството на френския математик и механик Пиер Вариньон. Той обаче имаше и на какво да научи академиците: Нартов преподава на стругарския занаят президента на академията Жан-Пол Биньон на собствено изработен струг. Бигнон пише за продуктите, работени от Нартов върху тази машина: „Невъзможно е да се види нещо най-прекрасно!“ И това въпреки факта, че френските майстори знаеха много за елегантното. Разбира се, не само умението помогна на Нартов - създаденото от него устройство нямаше равно в Европа: едва през 1797 г. англичанинът Хенри Модслей изобрети отново подобна машина, освен това не толкова съвършена и освен това просто се обръща, а не копира. Между другото, машината, на която Нартов преподаваБиньон, все още се съхранява в Парижкия национален депозитар за изкуства и занаяти.
След завръщането си в родината Нартов предлага на Петър да открие собствена академия - но не на науките, а на изкуствата. В онези дни тази дума означаваше не само изобразително изкуство, но и всички приложни знания: скулптура, механика, архитектура, строителство, скулптура, различни занаяти. Петър оцени проекта и сам допълни списъка със специалности, за които академията трябваше да обучава. Но проектът, уви, не беше предопределен да се сбъдне: след смъртта на императора Нартите изпаднаха в немилост. Всемогъщият временен работник Александър Меншиков не прости на Нартов за лична кавга, възникнала по време на живота на Петър: веднъж "най-светлият принц" в силно пиянство се опита да нахлуе в стругарската работилница и Нартов насила го задържа, заявявайки, че е невъзможно да влезе в стаята, която често служи като кабинет на Петър, без разрешението на суверена. „Добре, Нартов, запомни това“, обеща тогава Меншиков и изпълни заканата си: Нартов беше изгонен завинаги от двореца.
Книги, пари, 44 варела
Въпреки това държавата все още се нуждаеше от таланта на Нартов и императрицата го изпрати в Московския монетен двор, за да разбере причините, поради които местните майстори секат монети с много лошо качество. Нартов открива, че оборудването, необходимо за производството, почти не съществува. Той трябваше да решава много проблеми, използвайки изобретателските си способности: например, той разработи нови везни, изобрети и построи нови машини за глави, които правят прорези по ръба на монетите. Само година по-късно той докладва на столицата: „Запустелите дворове са приведени в състояние“. Работейки в монетния двор, Нартов се сблъсква с липсата на точни мерни единици. Това го подтиква да прави рисункиправилни "теглилки и тежести", а през 1733 г. той изложи идеята за създаване на единен стандарт за тегло.
За своя покровител и приятел цар Петър I Нартов пише ценни спомени – „Паметни разкази и речи на Петър Велики“. Освен това той искаше да увековечи паметта на суверена в гравюри върху триумфалната колона в чест на императора: майсторът планираше да украси колоната с гравюри на всички битки, в които царят спечели. За съжаление работата не е завършена: през 1735 г. Нартов е извикан от Москва в столицата, където е назначен за ръководител на „Лабораторията по механични въпроси“ - академична работилница, създадена на базата на императорския стругар. Нартов се грижи българското занаятчийско училище, създадено от Петър, да не запада: той лично обучава занаятчии и механици, създава нови стругови, металообработващи и други машини за тях. Сред тях са винторежеща машина, машина за изтегляне на оловна ламарина, машина за пълнене на огън и др. Най-висока оценка получи машината за пробиване на канали на оръдейни цеви, за създаването на която Сенатът повиши механика в ранг колегиален съветник, удвои заплатата му и го възнагради със село с крепостни селяни.
Благодарение на заслугите си Нартов е назначен и за съветник на БАН, но не остава дълго на този пост: има конфликт с друг съветник - Йохан Шумахер. Нартов подава жалба срещу него, обвинявайки го в кражба на десетки хиляди рубли от парите, отпуснати на тази научна и образователна институция. Оплакването беше подкрепено от много известни учени - в частност Михаил Ломоносов, който обвинява Шумахер за това, че е наводнил академията с чужденци: за 17 години от нейното съществуване в нея не се е появил нито един български академик. Комисията за разследване, назначена от Елизавета Петровна,Шумахер е арестуван, но благодарение на мощни покровители е оправдан и възстановен на работа. Но онези, които се оплакаха от него, Шумахер изгони от академията.
Но Нартов продължава да носи полза на отечеството - докато работи в артилерийския отдел, той създава нови машини, предпазители, методи за леене на оръдия. Сред изобретенията му е един от първите в света повдигащи витла със степенна скала, който позволява на артилерийски оръдия да се прицелват. Винтът за повдигане е използван за първи път в друго невероятно изобретение на Андрей Константинович - бърза стрелба, състояща се от 44 трифунтови минохвъргачки, монтирани върху хоризонтален кръг. Минохвъргачките, стрелящи с трифунтови снаряди, бяха разделени на осем секции по пет и шест оръдия всяка и свързани с общ рафт за барут. Докато едни стреляха, други зареждаха. Освен това Нартов е първият, който изобретява оптичен мерник, който поставя началото на историята на военната оптика. За тези изобретения майсторът получи 5 хиляди рубли и няколко села в Новгородска област. Освен това е повишен в чин генерален държавен съветник. Нивото, до което майсторът извежда българската артилерия, проличава по време на Седемгодишната война, започнала в годината на смъртта му. Нартов искаше да обобщи опита си като механик в колосално произведение - "Teatrum Makhinarum, тоест ясен спектакъл на колоса", като го публикува в голям тираж и го направи публично достояние на всички майстори. Този труд, по-специално, съдържаше подробно описание на създадените от него 34 оригинални машини - стругове, стругове, копирни стругове, винторежещи стругове.