Володарь железного града

Собственно, высушенное на корню и опиленное бревно завозили на лесобазу где его окоривали, фрезеровали лунный паз, пропиливали деформационный шов и прочее. Под присмотром плотников и контролёров поселенцы шлифовали торцы, высверливали отверстия под нагели и собирали черновой сруб после чего размечали и разбирали. Здесь же учили класть печи, ставить двери-окна, сбивать стропила и стелить черепицу. Над проектами домов поселенцев первой и второй волны трудилось уже более двухсот специалистов: испытатели конструкций, агрономы, землемеры, художники, чертёжники, архитекторы, контролёры, эргономисты интерьера и прочие.

Участки босякам нарезали в радиусе полусотни километров, от хорды. Строились те всем миром, а до того жили в палатках, землянках трашейного типа или вагончиках. Круглые бревнопроводы поселенцы будут тянуть своими силами, а значит от их трудолюбия и дисциплины зависит очень и очень многое. Помимо базового набора инструмента и KIT станков, мелкого скота, птицы и зерна на семью выделяли десять безналичных рублей для приобретения еды, одежды, дополнительного инструмента и прочего добра из каталога включая… локомобили и стирлинг станции.

Ахиллесовой пятой плана переселения в Дикое Поле оставалась энергия. Конезаводы дело долгое, а на курях да овцах земли не вспашешь. «Малыши» и «Отроки» если и будут, то в МТС артелей княжеских поселений, удовольствие дорогое. Какой только экзотики не опробовал. От вертикальных ветряков до редукторной лебёдки с велосипедным приводом, не то. Требовалось нечто простое в обслуживании, неубиваемое, дешёвое, но при этом имеющее достаточно мощи для совершения такой полезной механической работы как вспашка. Копал и в сторону стирлингов, очень серьёзно. На НИОКР и моделировании аж двадцать шесть малых «научных» групп задействовал. Думал самый умный и щ-а-с как сделаю на коленке попаданческий движок. Хрена-с два! В теории то всё прекрасно. Газ в горячей части цилиндра нагреваясь увеличивает давление, затем происходит расширение с переходом части энергии в полезную работу, далее газ переносится в холодильник, где сбрасывает теплоту в окружающую среду… и далее шток уходит в обратную сторону.

Опробовали все конфигурации движка пастора: альфа, бета и гамму, однако, нормальную машину мощностью более 3 кВт произвести не выходило. Плоды у работы всё же имелись, и неплохие. От дишманских Стирлингов заряжали аккамуляторы, запитывали генераторы, небольшие скважинные насосы, вентиляторы. Но для срьёзной работы это негодилось ибо имело неприлично низкое КПД в пару процентов, от силы.

Проблема состояло в том, что газ (рабочее тело) должен обладать наименьшей теплоёмкостью, чтобы за цикл работы переносилось меньше тепла, и быстрее происходило нагревание/охлаждение. Не забываем про вязкость, грубо говоря сопротивление прохождению по каналам регенератора. Поэтому идеальный газ для стирлинг машин гелий, на нём то и достигают наивысшего КПД. А гелий для нас космос, тем более, чтобы сравниться с ДВС его требуется закачать под высоким давлением. Раз за разом пробовали Стирлинги на цикле Эриксона, на воде, спирте и этиленгликоле. Я не сдавался, уж очень велики быои плюшки конструкции, прежде всего всеядность. Стирлинг мог работать от любого перепада температур, сырых дров, коры, палой листвы. Конструкция его проста и не требует дополнительных систем, например таких как газораспределительный механизм. Запускается самостоятельно и не нуждается в стартере. Отсутствие «нежных» узлов обеспечивает стирлингу небывалый, для других двигателей, запас работоспособности в десятки и сотни тысяч часов непрерывной работы. Работающие машины у нас, тьфу-тьфу-тьфу, пока ни разу не ломались, а в моей истории известны случаи когда эти движки работали без ремонта больше века!

Изначально планируемые к выпуску Бета стрилинги с ромбическим механизмом, как и прочие поршневые, оказались неоправданно дороги. Роторные же, иной расклад. Нововведением стало наличие промежуточного контура выполняющего роль буферной емкости для отработанного газа и временного замедлителя, дающего возможность нагреть газ за время движении кулачка по промежуточному контуру. В движке имеются два цилиндра разного объёма с роторами, расположенными на общем валу. Если соединить полости нагнетания малого цилиндра с полостью расширения большого через теплообменник и нагреватель, а полость расширения малого цилиндра через теплообменник и холодильник с полостью нагнетания большого, то, при нагревании рабочего тела роторы начнут вращаться, а рабочее тело будет непрерывно циркулировать, последовательно проходя через цилиндры, нагреватель, теплообменник и холодильник. Ничего сложного, но на выходе… Каждый такт в параллельных секциях происходит одновременно и синфазно, что приводит к увеличению времени теплообмена. К примеру, это самое время минимум вчетверо больше, чем в Бетта стирлинге! Однонаправленность опять же, нужное своейство. Позволяет иметь в устоявшемся режиме относительно постоянную скорость рабочего тела в системе, как бы «пружинить» им что крастно сокражает потери от паразитных объемов. Используя сие свойство можно иметь в теплообменнике две-три «порции» рабочего тела. Отсюда, при сквозном проходе рабочего тела по закольцованному контуру, время теплообмена можно увеличить в 2–3 раза, и при этом иметь более развитую площадь за счет больших теплообменников что, в свою очередь, увеличит скорость теплообмена. Заодно потери, связанные с изменением направления движения рабочего тела, исчезнут.

Реализуя на практике оба свойства длительность теплообмена можно увеличить на порядок! А это — повышение удельных показателей двигателей использующих более доступный газ. Кстати про него, вспомнил я таком о таком удивительном состоянии вещества как сверхкритическая жидкость. Свехкритичный диоксид углерода мы уже использовали как заменитель воздуха в пневмоаккумуляторах мотособак и парапланов. Чтобы сей газ приобрёл свойства близкие к жидкости, достаточно было сжать его до 74 атмосфер и нагреть, до 31 градуса. Повозиться с лабиринтными уплотнениями пришлось изрядно, но в очередной раз закачав газ в модель под индексом RS-117, подогрели, и о чудо, КПД вырос вдвое! В процессе отработки вышли на механическое КПД шестнадцать процентов, а это цифры продвинутого паровика XX века, или хренового ДВС. И при этом у нас полчился не сложный движок с ТНВД и свечами, работающий от силы пару сотен часов, а необслуживаемый, неубиваемый пепелац без котла, паропроводов и необходимости какой либо мистической подготовки персонала, знай себе дровишек подкидывай. В серию ушли пять типов модулей кои на вал можно было «нанизать» до чётырёх! А после, сажать гидро или пневмоторы, редукторы, звёзды. Главное жеунего что? Технологичность и как следствие, в семь раз (по сравнению с Беттами) меньшее число станко-часов.

Из-за выслкшл расхода меди, более тщательной шлифовки цилиндров и сложного регенератора, роторные стирлинги пока обходятся дороже паровиков аналогичной мощности, но ежели брать раходы на годовое обслуживание они выглядят куда веселее. А уж когда скажется эффект снижения себестоимости при массовом производстве…

Со скрипом налаживаем линию мощностью восемьсот цилиндров в месяц, само собой с учётом микро-стирлингов для электрогенераторов и насосов. Больших же… Дай бог сотни две, осилим. Вместе с тем оставили производство примитивных и дешёвых Бетт на воздухе и дровах, для насосов и прочего добра. Их и вовсе на коленке можно клепать, лишь бы чугуна хватило. Полезным главным бонусом стало то, что сверхусилия в этой области подтянули смежные проекты: певмодвигатели, гидромоторы и роторные паровики а-ля движок «Тверского», там кстати случилась очередная микро революция, для части моделей рабочее тело заменили на сверхкритичный СО2 выйдя… на цикл Брайтона характерный для ГТУ.

По сравнению с паром новая технология была более чистой, теплоэффективной, экономичной. В замкнутом цикле включающем компрессор, теплообменник, рекуператорор, турбину или роторник и охладитель, CO2 низкой температуры и давления поступает в осевой компрессор где давление повышается, затем проходит через теплообменник, нагреваясь от отработавших газов и источника теплоты для достижения рабочей температуры. На следующем этапе с-CO2 под высоким давлением подаётся в двигатель где кинетическая энергия потока преобразуется в механическую. По завершении цикла рабочее тело проходит через рекуператор для отдачи части теплоты и предварительный охладитель, для понижения температуры перед следующим циклом. В отличие от двухфазного потока пар-вода, при использовании однофазного с-CO2 нет необходимости в подводе теплоты для изменения фазы, оно требуется для преобразования воды в пар, уходит проблема эрозии металла. Пока сложно и дорого, требует никеля, но это если брать обвязку для отдельного двигателя, а для цеховый линий с сотнями двигателей… Уххх. По предвраительным рдвое дешевле системы на воде, в восемь, гидромасляной и в двадцать шесть, чисто паровой.

Итогом длительной работы с роторными паровыми двигателями стала первое практическое изделие, 2 кВт мотоблок «Горбунок». Котёл машины работал на дровах, угле, биогазе или пиротопливе. Более мощный «Холоп» получил, два аналогичных ротора. Мотоблоки поставляли в варианте КIТ-набора включавшего шестеренчато-зубчатый редуктор, компрессор, лебёдку, измельчитель веток, плуги и минимальной набор инструмента. Компрессор и набор переходников давали возможность использовать сотни видов механическоего и пневматического инструмента, использовать паровик как привод для привода станков, без напряга подключать элекрогенератор или гидронасос, цепную или циркулярную пилу, водоходные колёса открывая народу безграничные возможности. Под новые движки потихоньку адаптировали мотоблоки; дрезины; собаки; снегоходы; буксиры; тягачи. Роторник компактного размера можно было поставить хоть на телегу, а более мощные на универсальные гусеничные или колёсные платформы «Отроков», «Малышей» или «Клопов», благо, проектировали последние под самосборку и изначально закладывали возмощность смены двигателя. В первую очередь насытим стирлингами буксиры, моторные лодки и баржи, ставить на компрессоры, мобильные электро и гидростанции. Для спецтехники подобный движок wunderwaffe, причём в рафинированном виде.

* * *

В затылок механической дышала и информационная, революция. Обьём генерируемой информации вырос в тысячу раз, это вам не хухры мухры. Помимо продвинутых рейтер карт, позволяющих кодировать 516 признаков второго порядка во вновь образованном информационном центре, сокращённо ИЦ, начали активно внедрять щелевые карты, карты-решётки, комбинированные, кляссерные, апертурные, свободные фотографические и наконец одно и двухрядные перфокарты ручной сортировки на 12 строк и 80 колонок, с соответствующей инфраструктурой: перфораторами, простецкими механическими табуляторами, дыроколами, барабаном для печати, считывателями и калибровочным пластинами.

Допилили модульный двухмерный гидравлический интегратор Лукьянинова, аппарат сей позволяет решать сложные дифферинциальные уравнения, а для его работы знаний высшей математики не треба. Я составлял рассчётную схему исследуемого процесса в виде карты, а батраки на её основании производили соединение сосудов — определяли и подбирали величины гидравлических сопротивлений трубок, после чего, пустив воду, рассчитывали начальные значения и составляли графики.

Применение водяного вычислителя безгранично: расчёты нагрузок под железные дороги и стенки шахт, профили домны и конвертора, эжекторы, зубчатые передачи, балки мостов и прочий сопромат, состав и графики созревания бетона… В отдельных случаях водичка ускоряла вычисления в две тысячи раз и я смело брался за вещи что недавно обходил стороной. Чего далеко ходить. Тот же стирлинг без интегратора считал бы я до морковиного заговения. Сделали и псевдоинтернет организованный наподобие сети «телекс» где каждый абонент и, или устройство получил восьмизначный уникальный код включающий иерархию сети и сетецентричные элементы. Соединялись пока по старинке, ручными коммутаторами, но диодные искатели и телетайп в проекте. С реле решил особо не заморачиваться и активно копал в направлении более дешёвых ферритовых колец, диодно-резисторной и феррит-ферритовой логики запустив разом аж восемь проектов, в числе коих оказалась давно лелеямая горизонтальная установка зонной плавки, оксида германия скопилось за тонну…