Точнее даже не сам транспорт, а двигатели. Паровой коловратник оказался неплохим вариантом, но паротяги и паробеги показали излишнюю массивность и металлоемкость этих устройств. При остром недостатке железа, уменьшение в несколько раз металлоемкости двигателя равносильно увеличению производства стали. Почему бы не заняться этим, раз от меня в настоящий момент ничего не зависит?
— Так, Ефим, объявляю аврал. Идем делами секретными заниматься.
Тень вскочил с камня, всем своим видом показывая готовность немедленно штурмовать любые цитадели. Мне даже показалось, что под нос он бурчал нечто подобное — "вот это дело...".
Уже поднимаясь по склону мыса, отдавал на ходу указания
— ...лагерь отдельный у ручья, что севернее адмиралтейства ставим, Лукича с подмастерьями ко мне зови, мотористов с канонерки вызывай. Для Ильи Семеныча запрос на склад напишу, к нему всей линией сходите, боюсь, иначе долго уговаривать открыть склады придется...
Тягомотные мысли сменились короткими всполохами планов. Массы накопившихся ранее идей скручивались вокруг нового стержня, намечая серию экспериментов. Верно говорят — все болезни от головы. Только не уточняют, что от "опустевшей" головы. Пока мозги и руки заняты, никакая болезнь не прилипает. А как сядешь на берегу, бездумно кидая камешки, так и простуда в гости заглянет, зубы опять болеть начнут, совесть развлекаться будет...
Мое оживление имело странные последствия. Опытный лагерь развернули уже к вечеру, а меня осадили все мастера карантинной группы, настаивая на своем участии в "новом деле". А адмиралтейство кто строить будет?!
Да что говорить, показателем можно считать нашего прижимистого кладовщика, лично пришедшего с караваном грузчиков, тащивших массивные ящики нашего невосполнимого запаса деталей, и отчитавшегося, чего он еще в заказ добавил, дабы все работало наилучшим образом. Обалдеть.
Эксперименты начали с обычного, полевого газогенератора. Вроде и вылизали уже эту технологию, но давно хотел попробовать пиролиз под повышенным давлением. Теоретически, с повышением давления реакции должны идти активнее, и с меньшего объема реактора можно получить больший результат.
На этом этапе прошли через массу сложностей. Подача сырья в реактор под давлением оказалось одной из самых сложных проблем, тем более, что всю дополнительную навеску оборудования делали из листов латуни, не имея ничего более подходящего под рукой.
Цилиндр самого реактора, укрепленный стальными полосами, предназначенным ранее для бочек, вызывал сомнения в прочности, но восемь атмосфер во время экспериментов держал. Хотя для постоянной работы надо будет делать нечто более серьезное.
Первое удивление новой схемы вызвал не увеличившийся объем переработки, а состав дистиллятов в холодильниках разделителя. Мы получили небольшие объемы сжиженного газа, подозреваю, нечто бутанообразное, уж больно похож результат на то, что хранилось в моих походных тонкостенных газовых баллончиках для горелки.
Пока этот "попутный" продукт на мои планы не влиял — мало его, и хранить не в чем. Но отметку в блокнотике сделал, вернусь к этой задаче позже. По основной теме у меня вышла трехкратная экономия стали для установки высокого давления, равной по производительности нашим обычным газогенераторам. Более того, удалось уменьшить температуру активной зоны реактора до 400 градусов, что должно положительно сказаться на сроке службы новых генераторов.
Первый этап экспериментов занял 12 дней. За это время на берегу поднялись дощатые стены большого адмиралтейства, окруженного высоким валом выкопанной из котлованов земли. Вдоль берега возвышались штабеля бревен и досок, причем большую часть мы получили с "большой земли" — приходили баржи из "Саверсе", буксирующие плоты бревен, да еще и нагруженные сверху заказанным скарбом, плюс свежим продовольствием. Передавались плоты на рейде канонерки, баржи просто отдавали концы и уходили, приветливо помахивая нам руками.
В самый разгар экспериментов с газогенератором через пролив прошла наша вторая канонерка, с Алексеем на борту. Этот день для меня был потерян, приходилось перекрикиваться через рупоры и принимать почту от царевича. Понятное дело, то, что он не мог, по политическим соображениям, кричать в рупор — было красочно изложено в письме, усыпанном восклицательными знаками. Хорошо, что по условиям карантинов, даже письма отправлять обратно нельзя, а уж "безголового ситкха" я переживу.
Оставив дальнейшее доламывание экспериментального газогенератора в загребущих руках мастеров, уселся перед козлами, на которых блестели сталью два собранных малых коловратника на пять и десять лошадей.
Идея проста как мычание. Меньший коловратник сжимает воздух примерно до девяти атмосфер, потом воздух подогревается в жаровой трубе, и расширяется во втором, большом коловратнике, сидящем на общем валу с "компрессором".
Почему выбрал коловратники, различающиеся по мощности вдвое? Тут еще проще. Не секрет, что газы расширяются на одну двести семьдесят третью часть объема при нагревании на один градус. Запомнить это соотношение не сложно — можно считать при абсолютном нуле температуры газ почти нулевым объемом, далее, при нормальной температуре газ займет свой обычный объем. Выходит, две "точки", через которые можно провести прямую линию и спрогнозировать дальнейшее поведение газа, например, что при нагревании на 273 градуса газ займет объем в два раза больший, чем при нуле Цельсия.
То, что прямая линия графика не совсем точно отражает процессы, меня пока не волновало — нарушения линейности пойдут на очень низких и очень высоких температурах, которые для дела мне не нужны. Четыре сотни градусов пара пока наш технологический предел для двигателей с активным охлаждением.
Отдельный вопрос — жаровые трубы. В них должен гореть факел, подогревающий проходящий поток воздуха. Но горение, процесс очень капризный — должна строго соблюдаться пропорция топлива и воздуха для устойчивого пламени. Более того, скорость воздушного потока, внутри которого горит факел огня, должна быть небольшой — иначе воздух "задувает" огонь. В результате, жаровая труба становиться сложным устройством, состоящим из внешней и внутренней трубы. Во внутреннюю отводиться часть потока воздуха, и там горит факел. Для замедления потока во внутренней трубе придется делать расширение, похожее на камеру сгорания реактивного двигателя. Хорошо еще, что охлаждение внутренней трубы берет на себя обтекающий ее со всех сторон воздух. Но экспериментов впереди предстоит множество.
Очередной проблемой стали "свечи зажигания". С одной стороны, факел достаточно один раз зажечь, и он будет себя самостоятельно поддерживать. С другой стороны, возможны кратковременные "срывы" пламени, и желательно постоянно иметь возможность повторного зажигания.
Решили вопрос "в лоб". Первичное зажигание искрой от батарей, потом нагревание пластины "калийной свечи" выше девятисот градусов огнем факела и последующее воспламенение от нее "сорванного" факела. Правда, прототип свечи зажигания приходилось пока менять при каждом экспериментальном запуске, но прототипы и нужны для выявления слабых мест.
Первый наш удачный образец запустился на газе от газогенератора через седмицу экспериментов и полутора десятков забракованных жаровых труб. Проработал минут пять, затем прогорела жаровая труба. И все одно вечером праздновали событие с размахом.
Второй образец, работающий все еще на газу от генератора, проработал значительно дольше, обвешанный системами водяного охлаждения. Начали просматриваться тенденции и устойчивые режимы.
Всплыли недостатки. Ниже пятисот оборотов в минуту двигатель "глох", лавинообразно теряя давление в компрессоре. Подача топлива и воздуха потребовала сложного регулирования, которое пока осуществляли два подмастерья вручную, но в перспективе требовался некий автомат.
Достоинство имелось одно — двигатель не требовал котла, печей и труб, снижая массу и металлоемкость установки раза в четыре, а то и в пять. Как дополнительный бонус, не требовались паропроводы высокого давления, с которыми у нас постоянно случались проблемы.
Любопытно, что прототип не вызывал у мастеров ажиотажа. Они считали все эти "усложнения" излишними. Зачем портить хороший паровой двигатель? Частично, они правы — в том виде, в котором у нас ныне прототип, это "чудо" никуда ставить нельзя. Но мастера уже забыли, как выглядел наш первый коловратник.
Кроме того, мастера указывали, что паровой коловратник требовал только одной машины, а новый вариант требует двух. По мнению "специалистов" установка выходит в два раза сложнее и дороже. Приходилось доказывать, что паровик нельзя рассматривать в отрыве от котлов и прочей арматуры.
Если проводить аналогии с моим временем, то двигатели внутреннего сгорания имеют всего один рабочий цикл из четырех, грубо, это равносильно четырем "виртуальным" двигателям, трое из которых подготавливают "рабочее тело" для непрерывно работающего четвертого. У нас получился "виртуальный" двухтактник, один двигатель готовит рабочее тело, второй на нем непрерывно работает. Хотя сравнение с двухтактным двигателем в корне неверно, ближе аналогия с турбореактивным двигателем сверхнизких оборотов. По крайней мере, КПД должно быть сопоставимо именно с турбинами, а не с двухтактниками.
Да, из связки двигателей в пять и десять лошадей можно ожидать мощности не более пяти-шести лошадей. Остальное "перерабатывается" внутри связки. Но если вспомнить четырехтактник моего времени, с его одним рабочим циклом из четырех, в нем наружу выходит далеко не вся мощность, частично срабатываемая внутри на сжатие и прочие внутренние операции. В нашем прототипе "циклы" просто разнесены на разные устройства. Хотя внешне это действительно выглядит более громоздко. Зато отсутствует череда "детонаций" топливной смеси, вызывающая вибрации и ударные нагрузки на детали. Зажигание проще, совершенствование "циклов", состоящих из отдельных устройств, удобнее. Главное, температура внутри двигателя ниже, так как в жаровой трубе факел смешивается со сжатым воздухом из компрессора, и на вход двигателя поступает просто нагретый до трехсот градусов воздух, смешанный с выхлопными газами, на такой смеси нашим коловратникам работать даже комфортнее, чем на перегретом паре.
Вторая седмица прошла в пробах автоматики топливоподачи. Жуткая отсебятина, но "барометрические" коробки, управляющие клапанами расхода воздуха и топлива обеспечили в итоге относительно устойчивую работу. Только резко менять обороты двигателя было нельзя, устройство могло только плавно набирать или плавно их сбрасывать. Любые резкие движения с топливоподачей срывали факел и "глушили" двигатель.
Усложнили себе жизнь, попробовав перейти на жидкое топливо, что привело к дополнительным сложностям. Мало того, что воздух внутри жаровой трубы шел под приличным давлением, и жидкость в него приходилось впрыскивать еще большим давлением, так еще проблема распыления топлива форсункой нашими мастерами еще не исследовалась в полном объеме — ее решили для котлов канонерок и катеров, и на этом успокоились. Но там условия эксплуатации гораздо "комфортнее".
Тем не менее, доработанные форсунки от катера с доработанным плунжерным насосом от него же — дали первые результаты. Двигатель запускался на жидком топливе. Только запускался много хуже, чем на газе.
Раскуривая трубку, смотрел на очередную сценку "от винта!". Подмастерья наматывали на ведущий шкив двигателя веревку, бодро рвали "стартер", поминая нечистого, и вновь наматывая веревку. Процесс затягивался, но продолжал быть интересным, огонь, вода и работа подмастерьев в нем присутствовали. Еще бы кружечку горячего сбитня, и плед на подмерзшую спину, и будет из меня правильный руководитель. Может, все же, пожертвовать один электродвигатель для раскрутки прототипа? Жаба внутри отрицательно покачала головой и с интересом продолжила наблюдать за работой подмастерьев.
Третья седмица экспериментов с двигателем стала завершением карантина. Сорок дней, считая от ухода из Асады, прошло, и настало время подводить итоги. На дворе девятое декабря, прохладно, но не хуже петербургской осени. Рецидива эпидемии не возникло, хотя несколько "дристунов", переевших свежих продуктов, пару раз вгоняли меня в дрожь. Месяц экспериментов заметно уменьшили наши запасы оборудования, но немножко увеличили знания о мире. Появилась уверенность, что на силовые машины вице-империи нам понадобиться в четыре раза меньше стали, чем на Российские паровики аналогичной мощности.
Что касается итогов по самим силовым машинам, то до этого было еще далеко. Промежуточным итогом можно считать, что схема работает. Более того, в отдельное устройство, жаровую трубу, мы вынесли все быстро изнашивающиеся элементы. Судя по журналу опытов, коловратники изнашивались даже меньше, чем при работе с перегретым паром, а сама жаровая труба, устройством получилась простым, и легко заменяемым. Увеличение срока ее службы станет отдельной задачей, но уже сейчас можно эксплуатировать прототип "как есть", меняя жаровые трубы каждые двое суток эксплуатации. Топливная арматура и системы запуска еще требовали солидных доработок, но на газу установку можно уже запускать, существенно упрощая мобильные энергостанции.
Главным итогом карантина можно считать взбалтывание "болота", затягивающего в рутину нашу экспедицию. Болото радостно забулькало пузырьками идей, мастера живчиками забегали, генерируя свежие мысли, порой далекие от прототипов. Вечером вновь начали собирать "посиделки" с обсуждением идей и планов.
На берег пролива высадилась масса людей, с подорванным духом, а ныне в заливе работал сбитый коллектив, искрящийся энтузиазмом. Бог с ним, с двигателем, его еще делать и делать — но активизация берегового наряда стоит едва ли не больше нашего прототипа.
Да что далеко ходить. Мне самому удалось слегка встряхнуться, забыв за работой об остром недостатке всего, что только можно придумать. Теперь стало интересно приспособить, куда-либо, новое творение. Для чего напрячься и организовать всю ту же металлургию, верфи, станки, заводы. Всегда легче работать не только ради идеи, а для конкретных дел, которые можно потрогать своими руками, а не ручонками далеких потомков.
Десятого декабря мы спустили желтые флаги, подняв триколор вице-империи. После чего начали лихорадочно наводить лоск в рабочем поселке и на стройках. Не надо было иметь великий ум, чтоб ожидать, вскорости, визита царевича, инспектирующего Саверсе.
Алексей прибыл пятнадцатого, то есть, сразу по получению весточки о снятии карантина. За время инспекции царевич поостыл, и мне досталась легкая головомойка, завершившаяся глубокой мыслью, что "хорошо то, что хорошо заканчивается". Наивный. Все только начинается. Вот если мастера осилят понижающий планетарный редуктор-сцепление, мы самодержцу еще и интересные результаты к Новому Году покажем.
Кстати, редуктор полностью их идея, только пару мыслей мастерам подкинул. Достоинство планетарной передачи общеизвестны — существенно понижает обороты, при хорошей передаче мощности. А вот то, что такая передача может работать сцеплением, факт малоизвестный в мое время. Между тем, если "планетарные" шестерни закрепить на вращающейся основе, то передача будет работать только когда "планетарный" диск заторможен обычным "башмаком". При уменьшении торможения планетарный диск начнет проворачиваться, уменьшая обороты выходного вала вплоть до нулевых, когда "планетарный" диск свободно вращается. Две функции в одном компактном устройстве. Только дело портило отсутствие литейного цеха и зуборезных станков. Зато мы составили перечень отделов и оборудования нового завода при адмиралтействе.
