Чёрная радуга - [69]

Задолго до появления паровых двигателей в Каннагарской империи, в континентальной Фемарке и Пустошных государствах, наиболее быстро развивающимся из которых была Леония, было много мастерских, получавших энергию от водяных или ветряных мельниц. На ранних этапах индустриализации и в Каннагаре, и в странах Фемарки и Пустоши вода была главным источником энергии. По целому ряду причин Каннагарская империя немного раньше континентальных государств перешла на паровые двигатели: из-за менее высоких темпов индустриализации Номарк, Леония, Нага и Вальд не столь быстро исчерпали свои источники водной энергии; в Нильской подкове, где первоначально концентрировалась промышленность Леонии, а также в большинстве районов Номарка и Вальда имелось изобилие рек и речек. К тому же благодаря экспериментам Луиджи Бадолино с водяными колесами, методы использования водной энергии были усовершенствованы, и во многих областях производства водяные мельницы продолжали соперничать с паровыми двигателями. Даже в 1910 году почти 30 % потребляемой энергии промышленные предприятия Леонии, Номарка, Вальда и Наги получали с помощью водяных колес. С другой стороны, по оценкам ученых, текстильная промышленность Каннагарской империи в Торике, Бренесле, Хоноо и Сэньи-Кодзе уже в 1878 году использовала существенно больше паровых двигателей, чем водяных. Такой разрыв в технологиях привел к тому, что островная империя вырвалась в авангард промышленной революции нынешнего века.

Паровой двигатель нильского инженера Де Куверта начали использовать в Леонии с 1825 года для откачки воды из шахт. Главной деталью его был поршень, двигавшийся в большом вертикальном цилиндре. Давление пара, подаваемого в цилиндр из котла, поднимало поршень. Впрыскивание холодной воды охлаждало пар и создавало в цилиндре вакуум. Атмосферное давление опускало поршень вниз, и двигатель был готов к новому впрыскиванию пара. Хотя принято считать изобретателем парового двигателя каннагарского конструктора Юи Арамаки. В самом деле, он сумел так изменить конструкцию двигателя Де Куверта, что потребление угля сократилось на две трети. Эффективность повысилась за счет использования отдельного цилиндра для конденсации пара. Воздушный насос отсасывал воздух из этого цилиндра, названного конденсором, и вакуум отсасывал пар из главного цилиндра в той точке цикла, когда в двигателе Де Куверта туда подавалась вода для охлаждения пара. Благодаря этому в двигателе Арамаки главный цилиндр оставался постоянно горячим и подаваемый туда пар в гораздо меньшей степени расходовался на повторный разогрев цилиндра.

Арамаки ввел ряд других изменений и усовершенствований в паровой двигатель, в том числе: использование давления пара для подачи поршня в обоих направлениях (двухтактный двигатель); быстрое впрыскивание пара в главный цилиндр, что позволяло толкать поршень силой расширения пара; центробежный регулятор для управления впрыскиванием пара при разных нагрузках; создание механизма для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение маховика — как раз то, что было нужно для вращения станков. К 1860 году он усовершенствовал конструкцию и создал широко применимый и полезный двигатель. Чуть позже были разрешены непростые проблемы создания топок, котлов, двигателей и передаточных механизмов, пригодных для установки на локомотивах и судах.

Чуть позднее стараниями ученых Каннагарской империи и Вальда появились меньшие по размеру и более мобильные паровые двигатели. С этого момента паровая энергия стала более пригодна для использования в городах и в домашнем хозяйстве. Мобильные паровики использовались в сельском хозяйстве для приведения в движение разных машин, а в надземке Шварцбрака поезда приводились в движение паровозами. Прогулочные пароходы обслуживали тех, кто не мог купить собственную яхту с паровым двигателем, а в начале XX века инженеры активно взялись за разработку автомобиля будущего.

В тот момент произошло еще одно событие, которое существенно облегчило задачу инженерам — для сжигания в паровых топках был впервые применен микрин. Эта руда имела куда больший КПД по выбору тепловой энергии, превосходя в несколько раз уголь и любые другие виды топлива. Именно начало использования микрина значительно упростило процесс конструирования первых автомобилей на паровиках. Возросшее КПД тепловой энергии позволило существенно уменьшить размеры паровых двигателей, и привело к появлению автомобиля с паровым двигателем. Это стало началом эпохи роста паромобильной промышленности, которая в настоящий момент переживала самый настоящий расцвет.

Некоторым сдерживающим фактором на первых порах была относительная дороговизна микрина и возросшая угроза взрывоопасности в связи с резким увеличением единомоментного выброса большого количества тепловой энергии. Однако обе эти проблемы были быстро решены. Первая за счет создания целого ряда смесей микрина с углем. Концентрация микрина в таких смесях начиналась от самых простых смесей, в которых более дешевый уголь использовался в качестве базисного, до высоконасыщенного угля с коэффициентом 80 % и чистого микрина для желающих, кому это было по карману. Вторая проблема была частично решена за счет создания угольно-микриновых смесей, поскольку в большинстве своем уровень выброса энергии несколько снизился относительно первых экспериментальных образцов.