Часть вторая. Глава 28

Продукты, испаряемые при нагреве — машинные масла, темные и густые, тоже нужные. Значит, в гудроне они еще остаются, надо их оттуда извлечь. Сварили из толстой котловой стали небольшую бочку с патрубками. Залили гудрон, нагрели до шестисот, к верхнему патрубку подсоединили ручной поршневой насос, и стали откачивать. В емкость побежало горячее темное масло, хорошо побежало. Потом пошло совсем понемногу, но откачивать продолжали. Когда поступление совсем прекратилось, дали бочке немного остыть, и через нижний патрубок этим же насосом стали накачивать воздух, чтобы углеводороды окислялись. Окисленный битум заметно лучшего качества, нежели простой.

Когда посчитали что окислили достаточно, осторожно слили остаток. Когда он застыл, попытались отломить кусочек. Тот откололся как кусок стекла, с характерным блестящим сколом. Вот это уже настоящий битум! Растворили кусочек в бензине, покрасили железяку. Лак быстро высох, получилось твердое и слегка блестящее покрытие. Это даже лучше чем наш каменноугольный лак. Вот этим можно красить второстепенные железки. Да какие второстепенные, у нас "Деметра" изнутри вся угольным лаком покрашена, там где железо. И вся кровельная жесть; а в жару с нее иногда капает битум.

И еще — битум можно отливать в слитки, только отходами бумаги прокладывать, чтобы не слипался. Или в ящики из бросовой доски, так еще проще. Этим мы освобождаем ценные стальные бочки, а их под нефтепродуктами уже около двух сотен. Так что часть бочек так освободим и пустим обратно под добычу.

Добыча нефти сейчас перешла в новую фазу. Все, что было на поверхности — собрали и вывезли. Теперь только вычерпываем нефть, выходящую из расщелины. Объемы поступления сильно уменьшились, но теперь это настоящая жидкая нефть.

Над источником нефти сложили сруб, накрыли кровлей, осенью дожди зачастили. Лишних рабочих отпустили. Теперь там только четверо и отделение солдат для охраны. Да и те четверо нужны только для погрузки бочек на телеги, с вычерпыванием и один справится. Дебет "скважины" стабилизировался, подсчитали — двадцать-двадцать пять литров в сутки. Три с половиной бочки в месяц. Мало, но гораздо больше, чем те крымские кувшины.

Всю поступающую нефть перегоняем на фракции. Бензиново-лигроиновую фракцию разделили чуть ли не на десяток частей по температуре начала кипения. Это мы за толуолом гонялись. Пришлось вникать в теорию, изучать законы Рауля и Дальтона, рисовать диаграммы с линиями кипения и конденсации. Зато научились четко разделять бензол, толуол и ксилол с пониманием процессов. А не на чудом настроенной единожды ректификационной колонке, обмотанной тряпками в нужных местах.

Толуол уходит на тол, бензол на анилины. Остальные фракции копятся, даже керосин не сильно расходуется — керосиновых ламп у нас мало. Пожароопасные они, аккумуляторные светодиодные фонари нравятся людям больше. Хотя их в продаже нет — артефакт. Только служебные, и большинство переделаны на один светодиод, из экономии.

С появлением хорошего битума, пошла расходоваться бензиновая фракция, делаем лак — железо красить. Но на это я стараюсь тратить самую легкокипящую фракцию. Потому как у этой фракции самая низкая детонационная стойкость, а самое высокое октановое число у легкого лигроина, который в двадцатом веке еще отделяли от бензина. Да, вот такие уже термины появились в разговоре — октановое число. Правда, эти разговоры пока только у меня в голове, боюсь пока это кому-либо рассказывать. Чтобы не отвлекать от работы. А то мои конструктора тут же все бросят и захотят делать новинку, знаю я их. Вон как на фрегат набросились.

Начертил я четырехцилиндровый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания и остановился. Сколько там всяких мелочей — как начал вспоминать, так стал записывать, а то забуду. Столько раз участвовал в переборке двигателя, но многие мелочи конструкции так до конца и не понял. А карбюратор! В мое время они уже почти не встречались, а без него никак, впрыск топлива мне точно не сделать. Карбюратор — механика, гидро— и аэродинамика. Но очень непростая вещь, там несколько режимов в зависимости от положения дроссельной заслонки и потока воздуха. Начал разбираться — руки опускаются. Визуально конструкцию помню — но что для чего — не все понимаю. Опять велосипед изобретать.

Не то я начертил. Такое сложное литье блока цилиндров нам не сделать. Алюминия и его сплавов у нас нет, надо будет лить из чугуна. Блок с рубашкой водяного охлаждения пока недостижим. Надо начинать с чего-то попроще, через несколько ступенек тут не прыгнуть. Двигатель воздушного охлаждения, возможно даже двухтактный. Там с клапанами проще, ГРМ почти отсутствует, картер двигателя частично выполняет эту функцию. Поэтому больше проблем со смазкой, ее надо в топливо добавлять. Хотя сложность золотников на наших паровиках не уступает сложности ГРМ ДВС, можно и четырехтактники попробовать.

Может еще проще — Болиндер, нефтяной двигатель? Он заметно проще и всеядный, но со своими проблемами: узкий диапазон рабочих оборотов, надо прогревать перед пуском. Чтобы нормально работал, ему тоже нужен топливный насос с форсункой, хотя и не такой мощный как дизелю. КПД низкий, хотя и выше чем у паровика. А это для меня важно — нефти мало. Но тут считать надо — Болиндер использует всю жидкую нефть с меньшим КПД, а бензиновый — только бензин с большей эффективностью. Но нефти все равно мало, даже на приличный катер не хватит. Да и пока это только размышления, делать это некому, все строят "щит и меч" — корветы.

Второй корвет спустили на воду. Надо еще палубные надстройки варить, но они в эллинг по высоте не помещаются. Будем доделывать у причала, хотя там теперь работать хуже чем в эллинге, ветер холодный, дело к зиме идет. А летом было комфортнее на причале работать.

Название корвету сочинял недолго. Зевсу, греческого пантеона богов, соответствует Юпитер в римском пантеоне. Два брата, можно сказать. Должны быть очень похожи, когда "Юпитер" достроим. Небольшие усовершенствования есть, но они незаметны. Самое большое отличие — у "Юпитера" борт толще, но из обычной стали. Но это тоже незаметно.

Кручу в руках нашу первую вакуумную радиолампу, ту, которая почти заработала. Внутри лампы осталось небольшое количество воздуха, очень небольшое. Но даже эти молекулы мешают двигаться электронам. Надо было туда геттер вставить, чтобы он поглотил остаток газов. Теперь уже поздно — проще сделать новую лампу. Хотя...

А есть такой "фокус" — осаждение металлического натрия на внутренней стороне колбы герметичной лампы. У нас стекло натрий-кальциевое, оно более термостойкое, нежели калий-кальциевое. Стекло, несмотря на твердость, вещество аморфное, кристаллической структуры не имеет. И при нагреве выше 300 С ионы натрия становятся довольно подвижными и у стекла появляется некоторая проводимость. Благодаря которой можно провести электролиз сквозь стекло.

Собрал довольно простую установку. Горелкой нагреваем стакан с натриевой селитрой. Тут надо не перегреть, при 390 С селитра разлагается, а плавится она при 309 С. Плавно нагрели лампу до той же температуры, и опустили в расплав селитры на двадцать миллиметров, вверх выводами. Дали накал на катод, дали анодное напряжение. Но плюс не на анод, а на кусок проволоки, что в расплаве селитры. Минус — штатно, на катод. И все на скрутках, паять тут нельзя, припой вытечет.

От накала вокруг катода появилось облако электронов, которые пытаются удалиться от отрицательного напряжения катода. Положительное напряжение за стеклом колбы, электроны стремятся туда, им мешают молекулы остаточных газов. Сталкиваясь с электронами, они образуют ионы. Но это сейчас не важно, главное, что есть перенос электронов от катода к стеклу, за которым расплав селитры как анод.

Ионы натрия в стекле начинают двигаться от анода к катоду сквозь стекло. На внутренней поверхности колбы ион натрия получает электрон, принесенный от катода, и ион превращается в атом металлического натрия. Нехватка натрия в стекле пополняется из расплава селитры.

Через несколько минут работы установки заметно вырос анодный ток. Это значит что на внутренней поверхности колбы появился тончайший слой металла, проводимость всей цепи выросла. Но этого пока мало, слой должен быть довольно толстым, чтобы он мог поглощать газы. Можно даже посчитать, сколько прошло тока через анодную цепь, количество кулонов, электронов. Количество атомов натрия на внутренней поверхности колбы. Но мы просто продержали режим установки около часа. Отключили ток, вытащили лампу, медленно остудили не переворачивая. Натрий жидкий, надо чтобы затвердел. Очистили поверхность лампы и увидели зеркало на той части, что была погружена в расплав. Есть геттер!

Наверное, геттер уже хорошо прогрелся, и должен был поглотить остатки газов. К тому же это легкоплавкий натрий. Надо проверить. Поставили лампу в стенд, дали напряжения. Ток есть. А обратный? Обратного нет! Ура! Работает!

Стали испытывать уже всесторонне, сняли вольт-амперные характеристики. Характеристики не очень хорошие, если точнее — на грани работоспособности. Одна из причин — катод из вольфрама, у этого металла очень большая работа выхода электрона. Если по простому — чтобы он начал испускать электроны, его надо нагреть очень сильно, до 2200 С. Определяем по цвету свечения — светло-желтый. Как электролампа накаливания, ну может чуть слабее. Надо нанести покрытие из металла, имеющего меньшую работу выхода электронов. Из доступных подходит оксид кальция. Ни тория, ни бария, ни стронция у нас нет.

Еще заметил искажения вольт-амперной характеристики. Мне кажется, что эти искажения вызваны недостаточно глубоким вакуумом. Обратного анодного тока нет, значит — ионов нет. Инертный газ. Аргон! Точно! И он не поглощается геттером. А его в воздухе целый процент. Надо перед откачкой лампу продуть каким-нибудь газом, чтобы вытеснить воздух с аргоном. Углекислым газом? Так он "производится" из воздуха, и точно также содержит аргон. Нужен "синтезированный" газ. Да что я думаю! Электролизер производит кислород и водород в любых количествах. Кислород в лампе не нужен, а водород самое то. Атомы водорода очень маленькие, и он поглощается в небольших количествах многими металлами.

Ну и еще один момент — электровакуумный триод имеет много недостатков — главные из них — паразитная емкость между сеткой и анодом, мешающая работе на высокой частоте, и динатронный эффект — электроны ударяют по аноду и вызывают вторичную эмиссию. Для устранения этих недостатков надо добавить еще две вспомогательные сетки. Получится пентод — весьма совершенная лампа, достаточная для множества применений. А то, что размеры лампы еще подрастут в размерах, то не страшно. Так даже лучше — тепловой режим улучшится. Вот такие нужны доработки процесса.

Долго думал, какое напряжение выбрать для электрической сети фрегата, там же запроектирован металлообрабатывающий цех на нижней палубе. У нас сейчас распространены электродвигатели на два номинала — пятьдесят и двести двадцать вольт постоянного тока. На заводе уже много станков с электродвигателями на двести двадцать, очень удобно — провода тонкие, мощность двигателей немного выше в тех же габаритах. Но было уже несколько ударов током, хорошо, что не смертельных.

Когда ввели высокое напряжение на заводе, я целую лекцию прочитал про опасность электричества, про технику безопасности. И на следующий день одного рабочего ударило током. Есть у меня подозрение, что он это сделал специально. После того как он пришел в себя, он до самого вечера всем рассказывал о своих ощущениях, герой дня, можно сказать. Пришлось добавить, что если бы подержался за провод чуточку дольше, то уже не смог бы рассказывать об этом уже никогда. Вроде подействовало, несколько дней никого не било. Потом еще одного ударило, но тут, похоже, что случайно. Рабочий был постарше, и после этого долго охал и ругался.

И это на заводе, где относительно сухо. На нижней палубе фрегата будет довольно сыро, а то и лужи морской воды. Изоляция проводов у нас из полосок ткани с лаковой пропиткой, особого доверия не внушает. Поэтому хотели выбрать напряжение пятьдесят вольт для электрической сети. Но при таком напряжении не работают газоразрядные лампы. Им надо хотя бы сто вольт. А где сто, там и двести двадцать. Будем делать сеть на двести двадцать вольт постоянного тока, только изоляцию проводов будем делать более тщательно. Сначала на провод наносим лаковую изоляцию, а уже потом — обматываем тканевыми лентами с лаком.

В случае воды в отсеках сделаем возможность быстрого отключения высокого напряжения. Поэтому еще сделаем систему аварийного освещения на двенадцать вольт, на светодиодах. Опять растрата артефактов, но сюда пойдет самый минимум — десятка три.

Производство электродвигателей стало налаживаться. Разбили процесс на операции и дело пошло. При этом снизились требования к квалификации рабочих. Но тут уперлись в нехватку рафинированной меди. На генераторы и электродвигатели ставим только катодную медь, иначе нельзя, мы уже убедились. Если медь очищена только селитрой, мощность падает, генератор греется.

Производительность электролизной ванны по рафинированию меди невысокая. Но тут не секретное производство, наладили работу в три смены, меди стало больше. Тут еще решили переработать запасы пушечной бронзы, а то большая часть ее лежит без дела, а мы медь за деньги покупаем.

Но тут еще важно не потерять олово, что содержится в бронзе. При электролизе бронзы, олово переходит в сульфат и накапливается в растворе, остальные примеси выпадают в шлам. Но этот сульфат легко извлечь из электролита. Сливаем раствор в отдельную емкость, нагреваем, и сульфат олова превращается в гидроксид олова, который выпадает в осадок. Сульфатный остаток образует в растворе серную кислоту — тоже неплохо. Гидроксид олова прокаливаем — получаем оксид. Из оксида олово восстанавливаем коксом.

Меди стали получать больше, шлама тоже стало больше. Антип собрал шлам, смешал с толченым древесным углем и переплавил в тигле. Получился светлый, желтоватый сплав, явно с серебром. Антип сделал анод из этого сплава, и для чистоты эксперименты запустил лабораторный электролиз серебра, через нитрат, в стеклянной емкости. Он так часто делал с новыми процессами, иногда на глаз можно определить оптимальную плотность тока. Серебро переходит на катод, медь в раствор. Но полученное серебро опять желтит, видимо меди в электролите много, хотя по цвету не похоже.

Промыл установку, залил свежий электролит — надо же точно измерить содержание серебра и меди в шламе. Запустил процесс, с анода серебро уходит и на катод приходит. Стал регулировать плотность тока. Солнечный луч попал на прозрачную ванну. Антип увидел, что электролит около анода заблестел. Ионы серебра отрывались от анода и двигались к катоду, а мельчайшие частицы золота, освобождённые из растворяемого металла, медленно падали на дно. Нужна была правильная плотность тока.

В том серебре, что извлекаем из свинцово-цинковой руды, золото тоже есть, но очень мало. В "медном" серебре его оказалось во много раз больше, хотя самого серебра в меди мало. Так что довольно быстро получили первый килограмм золота, и надо думать, как его "монетизировать" — причем буквально. Но тут два варианта — либо делать свою золотую монету, либо сделать копию венецианского дуката, это самая популярная золотая монета в морской торговле.