Ник Тарасов – Воронцов. Перезагрузка. Книга 7 (страница 41)

Ричард нахмурился:

— Звучит сложно.

— На словах — да, — согласился я. — Но по сути всё просто. Давайте я объясню принцип.

Я взял уголь и начал рисовать на верстаке схему:

— Смотрите. Вот цилиндр — полая трубка. Внутри — поршень, который может двигаться вверх-вниз. Сверху подаём пар под давлением — он толкает поршень вниз. Потом выпускаем этот пар, подаём снизу — поршень идёт вверх. И так циклически. А к поршню присоединён шток, который связан с шатуном, а шатун крутит колесо. Получается непрерывное вращение.

— Как у водяного колеса, — подал голос вошедший в кузницу Илья, — только наоборот. Там вода крутит колесо, а здесь поршень.

— Именно! — обрадовался я его пониманию. — Илья, отлично, что зашёл! Ты как раз нужен. У тебя есть опыт с механикой водяного колеса, понимаешь, как работают передачи и валы.

Илья польщённо улыбнулся:

— Ну так мы же все вместе делали — и на водяном колесе и на этой, как её… да, турбине! А что нужно сделать?

— Нам понадобится деревянное основание для паровой машины, — пояснил я. — Рама, на которой будет крепиться цилиндр, маховое колесо, кривошип. Плюс потом корпус, чтобы всё это защитить.

— Могу сделать, — кивнул Илья. — Только размеры скажите и чертежи дайте.

— Чертежи сделаю сегодня, — пообещал я. — А пока — присоединяйся к нам. Мы тут учимся работать с паром.

Илья с интересом подошёл к нашему экспериментальному котелку, который всё ещё шипел и выпускал пар:

— Надо же… А сильное давление в нём?

— Попробуй сам, — предложил я. — Аккуратно, не обожгись, попробуй надавить на пробку клапана.

Илья осторожно нажал пальцем на пробку — та даже не сдвинулась с места.

— Ого! — удивился он. — Крепко держит! А ведь грузик маленький!

— Вот именно, — кивнул я. — Сила давления пара огромная. Это и есть та энергия, которую мы будем использовать в паровой машине.

В дверях появился ещё один заинтересованный зритель — Митяй. Он робко заглянул внутрь:

— Егор Андреевич, это правда, что вы паровую машину делаете?

— Правда, Митяй, — улыбнулся я. — Заходи, присоединяйся. Чем больше людей поймут принцип, тем лучше.

Митяй вошёл, с благоговением глядя на наш нехитрый эксперимент:

— А можно мне тоже помогать?

— Можно и нужно, — заверил я. — У тебя опыт работы на токарном станке есть. Нам понадобится точить цилиндр и поршень — без токарной обработки не обойтись.

— Я постараюсь! — пообещал Митяй, и глаза его засветились энтузиазмом.

Вот так, за каких-то пару часов, вокруг проекта паровой машины собралась целая команда. Петька — главный исполнитель, кузнец и механик. Ричард — специалист по точным измерениям и медицинским (как ни странно это звучало) аспектам. Илья — мастер по дереву и механике. Митяй — токарь и стеклодув. И я — руководитель и теоретик.

— Так, мужики, — сказал я, когда все собрались, — давайте обсудим план работы. Мне нужно, чтобы каждый понимал не только что делать, но и зачем, и как это работает. Поэтому начнём с теории.

Я взял большой лист бумаги и начал рисовать схему:

— Паровая машина работает за счёт разницы давлений. Когда вода превращается в пар, её объём увеличивается примерно в тысячу семьсот раз. Представляете? То, что занимало одну кружку в виде воды, становится размером с бочку в виде пара!

— Ого, — присвистнул Митяй. — Не знал!

— Вот именно, — продолжил я. — И этот расширяющийся пар создаёт огромное давление. Если направить это давление в цилиндр с поршнем, оно будет толкать поршень с большой силой. Поршень двигается, приводит в движение механизмы — вот вам и двигатель.

— Это так же, как вы делали пневмодвигатель, — спросил Митяй?

— Да. Только там поршень толкал сжатый воздух, а тут будет пар.

Я нарисовал упрощённую схему:

— Есть два основных типа паровых машин. Первый — низкого давления, где пар толкает поршень в одну сторону, а обратно поршень возвращается за счёт противовеса или пружины. Второй — высокого давления, где пар подаётся попеременно с обеих сторон поршня, толкая его и туда, и обратно.

— Какой мы будем делать? — спросил Петька.

— Начнём с первого, более простого, — ответил я. — Машину низкого давления, одностороннего действия. Она проще в изготовлении, безопаснее. Когда освоим принцип, перейдём к более совершенной конструкции.

Ричард поднял руку:

— А какие материалы понадобятся? Медь, железо?

— И то, и другое, — кивнул я. — Котёл лучше медный — медь хорошо проводит тепло, быстро нагревается. Цилиндр можем сделать из железа, но обязательно расточить и отполировать изнутри, чтобы поверхность была гладкой. Поршень — тоже железо, с кожаным уплотнением, как предложил Петька. Трубы для пара — медные. Клапаны — в качестве модели, сделаем из меди. А так — конечно же из металла нужно. Рама и основание — дерево — Илья сделает.

Я начал составлять список:

— Итак, что нам нужно. Первое — большой котёл. Не такой малыш, как сейчас, а литров на десять-пятнадцать воды. Его сделает Петька из медных листов. Второе — цилиндр. Тут сложнее. Нужна железная труба подходящего диаметра, сантиметров восемь-десять. Митяй её заполирует изнутри на токарном станке, чтобы поверхность стала идеально гладкой.

Митяй кивнул.

— Третье — поршень. Железный диск, который плотно входит в цилиндр. По краю — кожаное кольцо для уплотнения. Петька, это твоя работа. Четвёртое — шток поршня, шатун, кривошип и маховое колесо. Тут нужна совместная работа — Петька делает металлические детали, Илья — деревянное колесо.

Илья покивал.

— Пятое — система клапанов для подачи и выпуска пара. Это самая хитрая часть. Клапаны должны открываться и закрываться в нужный момент, синхронно с движением поршня. Сделаем простую систему на рычагах.

— А кто будет клапанами управлять? — спросил Митяй.

— Поначалу — человек, вручную, — ответил я. — Потом, когда освоимся, сделаем автоматическую систему, где сама машина управляет своими клапанами через систему рычагов и кулачков.

— Хитро это как-то, — восхитился Ричард. — Прям само всё будет делать⁈

— Именно, — улыбнулся я. — Но до этого ещё дойти нужно. А пока — делаем простую версию, где всё понятно и наглядно.

Следующий час я объяснял принципы — что такое давление, температура, как связаны объём и давление газа, почему важна герметичность. Рисовал, приводил примеры. Мужики слушали внимательно, задавали вопросы.

Петька, как всегда, оказался сообразительным — быстро схватывал суть, задавал толковые вопросы. Илья подходил к проблеме с практической стороны, интересуясь, как крепить детали, какие нагрузки выдерживать. Ричард вникал в детали измерений и точности. Митяй больше молчал, но видно было, что он впитывает информацию как губка.

— Ну что, мужики, — подытожил я, когда солнце уже клонилось к закату, — план ясен. Завтра начинаем изготовление деталей.

Петька кивнул.

— Илья, ты начинай делать раму. Я сегодня вечером начерчу точные размеры, завтра утром дам. Ричард… — я задумался. — Ричард, твоя задача — приготовить разные материалы для уплотнений. Кожу разной толщины, войлок, если найдёшь. Будем экспериментировать, какой материал лучше работает.

— Хорошо, — согласился англичанин.

На этом, мы пошли в деревню и там разошлись по домам.

Вечером, когда Машка уже уснула, я засел за чертежи. Рисовал раму для паровой машины, просчитывал размеры, прикидывал нагрузки. Работа увлекла настолько, что я не заметил, как пролетело несколько часов.

Утром же, едва позавтракав, отправился в кузницу с готовыми чертежами. Мужики уже собрались там — видимо, тоже не могли дождаться начала работы.

— Ну что, герои, — поприветствовал я их, — готовы творить чудеса?

— Готовы! — хором ответили они.

Я раздал чертежи. Илья получил подробную схему рамы с размерами каждой детали. Петька — чертёж котла и поршня.

— Вопросы есть? — спросил я.

— Егор Андреевич, — Петька указал на чертёж котла, — а почему тут такая форма? Не проще сделать просто цилиндр?

— Можно и цилиндр, — согласился я, — но я нарисовал слегка сужающуюся кверху форму. Видишь, внизу шире, вверху уже. Это чтобы при кипении вода лучше циркулировала, не застаивалась. Плюс такая форма прочнее выдерживает внутреннее давление.