— 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.
— Вот оно как, — задумался Петька и углубился в изучение чертежа.
Следующие дни превратились в непрерывную череду экспериментов, проб и ошибок.
Петька взялся за котёл с энтузиазмом. Он тщательно вырезал медные листы, гнул их, подгонял. Процесс пайки занял целый день — швы нужно было делать особенно прочными. Я постоянно напоминал:
— Петька, помни — этот котёл будет держать давление. Любой непропаянный участок — и всё, авария. Поэтому не спеши, делай качественно.
— Так и делаю, Егор Андреевич, — сосредоточенно отвечал он, склонившись над работой.
На третий день котёл был готов. Красивый медный сосуд, слегка сужающийся кверху, с двумя отверстиями — одно для воды, второе для выхода пара.
— Красота! — восхитился Илья, разглядывая работу Петьки.
— Теперь испытаем, — сказал я. — Нальём воды, нагреем, посмотрим, держит ли давление.
Мы налили котёл наполовину водой, установили предохранительный клапан, поставили на жаровню с углями. Все замерли в ожидании.
Вода закипела. Пар начал выходить через клапан. Давление росло. Клапан шипел, выпуская излишки. Всё работало!
— Держит! — воскликнул Петька. — Ни одной течи!
Мы наблюдали ещё полчаса — котёл работал стабильно, швы держались крепко.
— Отлично, Петька! — похвалил я. — Первая важная деталь готова!
За это время Митяй занялся шлифовкой сделанной Петькой трубы.
Её обработка на токарном станке оказалась задачей не из простых. Во-первых, нужно было закрепить её так, чтобы она не вибрировала. Во-вторых, камень, которым Митяй шлифовал быстро крошился. В-третьих, требовалась идеальная точность — поверхность должна была быть гладкой, как стекло, а диаметр — одинаковым по всей длине.
Я показал Митяю, как правильно шлифовать камнем, под каким углом, с какой скоростью подавать. Он учился быстро, но всё равно первые попытки были неудачными — то камень срывался, то поверхность получалась волнистой.
— Не получается, — расстроился Митяй после третьей неудачной попытки.
— Получится, — успокоил я. — Просто это требует практики. Давай ещё раз, медленнее. Не спеши, чувствуй материал.
К концу дня у Митяя наконец получилось. Внутренняя поверхность трубы стала гладкой, блестящей. Я провёл пальцем — идеально!
— Молодец, Митяй! — похвалил я. — Теперь у нас есть цилиндр!
Илья тем временем сколотил деревянную раму. Прочная конструкция из толстых брусьев, с вертикальными стойками для крепления цилиндра и горизонтальной перекладиной для махового колеса.
— Смотри, Егор Андреевич, — показывал он, — тут крепим цилиндр, тут будет колесо крутиться, тут котёл поставим.
— Отличная работа, Илья, — одобрил я. — Всё как я и представлял.
На шестой день мы начали собирать первый прототип. Установили цилиндр на раму вертикально, закрепили хомутами. Петька сделал поршень — железный диск диаметром чуть меньше внутреннего диаметра цилиндра, с прорезью по краю для кожаного уплотнения.
Ричард принёс целую коллекцию материалов для уплотнений:
— Вот, смотрите! Кожа разной выделки — мягкая, средняя, жёсткая. Войлок. Деревянная крошка, смешанная с салом.
Мы начали экспериментировать. Первой попробовали мягкую кожу. Вставили кожаное кольцо в прорезь поршня, вставили поршень в цилиндр. Поршень ходил, но с трудом — кожа слишком мягкая, сминалась.
— Не подходит, — констатировал я. — Нужна кожа пожёстче.
Попробовали среднюю кожу. Получилось лучше — поршень ходил свободнее, но всё равно заедал.
— А если смазать? — предложил Петька. — Салом, например?
— Давай попробуем! — согласился я.
Смазали кожу и внутреннюю поверхность цилиндра салом. Поршень стал ходить как по маслу! Буквально.
— Вот теперь то, что нужно! — обрадовался я. — Видите, как легко скользит?
