Глава 13 — Глава 13

Глава 13. Резиностальные станки На второй день после того, как в лаборатории Чжу Цзяньсюаня закипела работа, евнух, сопровождавший Его Высочество, призвал к себе ремесленника, отвечавшего за патенты. Соответствующие документы на патентную заявку были оформлены тут же. Срок рассмотрения заявки на изобретение обычно затягивается, нередко превышая год. Даже для Чжу Цзяньсюаня, несмотря на его особый статус, гарантирующий ускоренное рассмотрение, процесс займет, скорее всего, несколько месяцев. В конце концов, необходимы экспертиза и публичное объявление, а для этого установлены строгие сроки. Теперь, когда за дело взялся специально назначенный человек, Чжу Цзяньсюань и другие мастера могли сосредоточиться на своих задачах, не отвлекаясь на бюрократические тонкости. Следующие три дня Чжу Цзяньсюань вместе с мастерами разрабатывал планы и определял направления дальнейших практических экспериментов. Спустя три дня несколько групп официально приступили к выполнению своих задач. Чжу Цзяньсюань больше не следил за их работой постоянно, а вернулся в свой кабинет и продолжил писать. Каждый вечер после рабочего дня он интересовался ходом их исследований. Чжу Цзяньсюань никогда не стремился стать мастером, ученым или инженером в традиционном смысле. В большинстве случаев он лишь задавал направление и подкидывал идеи – этого было вполне достаточно. Лишь в редких случаях, имея много свободного времени и испытывая скуку, он мог позволить себе лично заняться экспериментальной работой. Истинная задача правителя заключалась в том, чтобы создать наилучшие условия для научных исследований, найти способы конвертировать их результаты в доходы и боеспособность. Как эффективно использовать богатство и мощь страны для обеспечения условий научных исследований и безопасности всего государства. А не тратить уйму времени на доскональное изучение узкоспециализированных вопросов. Через десять дней первые три испытательные фильтрующие маски и комплект из двенадцати фильтрующих модулей были готовы. Полученное изделие немного напоминало противогазы для служебных собак, использовавшиеся во время Первой мировой войны. Члены экспериментальной группы №4, получив официальное разрешение на работу, приступили к опытам над животными с применением этих фильтрующих масок. Трем овцам надели маски и заперли их вместе с тремя овцами без масок в изолированной комнате, где нагревали серную кислоту. Туман, образующийся при естественном испарении серной кислоты, состоит в основном из водяного пара и незначительного количества триоксида серы. Однако по мере повышения температуры и увеличения времени концентрация серной кислоты становилась всё выше и выше, и молекулы серной кислоты начинали непосредственно испаряться в воздух. Пары серной кислоты при вдыхании могут повредить дыхательные пути. В то время химическая теория ещё не была полной, однако химики-ремесленники, изучавшие кислоты, уже обнаружили, что туман, образующийся при нагревании кислот, вызывал у них кровавую рвоту. После нескольких дней экспериментов у овец без защитных масок появились ожидаемые симптомы. Но овцы в масках практически не отреагировали. Как только ремесленники удостоверились, что эти маски действительно могут защитить животных, они немедленно перешли к этапу испытаний на людях. Однако людей не подвергали такому же эксперименту с испарением серной кислоты. Вместо этого они изготовили партию защитных масок для людей и попросили экспериментаторов надеть их при изучении реакции вулканизации натурального каучука. Нагревание серы и каучука гораздо менее вредно, чем нагревание серной кислоты. Более того, эти ремесленники изначально сами изучали различные химические вещества, такие как кислоты, без какой-либо специальной защиты. Чжу Цзяньсюань сначала изготовил им действительно полезные защитные маски, а затем уже попросил их работать с серой и каучуком. Раньше никто бы даже не подумал об этом. В их глазах новый хозяин наконец-то принял всерьёз вопросы их безопасности и относится к своим подчиненным как к семье. К тому же, он начальник и принц знатного происхождения. То, что он в пять лет способен на такое, говорит не только о его уме, но и о доброте. У мастеров просто крылья выросли от усердия. Натуральный каучук не пропускает воду, тянется, не проводит электричество и может принимать любую форму после нагревания. Это очень полезные свойства. Но есть у каучука большой минус: он быстро становится мягким и липким от жары или солнца. Из-за этого его мало где использовали, в основном для плащей от дождя и игрушечных мячиков. Потом, правда, кто-то заметил, что если добавить немного серы и нагреть, то каучук перестанет размягчаться на жаре. Так появился вулканизированный каучук. С этого момента его стали применять везде! Вскоре появились перчатки, одежда, обувь, изоляция для проводов, шины для колес, уплотнители для труб и машин, презервативы. Так родилась новая отрасль с огромным будущим. Пока Четвёртая группа занималась каучуком, Чжу Цзяньсюань дал новые задания Второй и Третьей группам. Вторая группа должна была придумать, как быстрее выплавлять сталь. Чжу Цзяньсюань предложил совмещённую выплавку железа и стали. Главное тут – использовать паровые машины для предварительного нагрева и подачи воздуха в печь. В династии Мин уже знали, как плавить чугун в доменных печах, и до правления Чунчжэня пользовались коксом. Сейчас главная проблема – медленно и дорого. Чтобы получить тонну чугуна, нужно почти десять тонн угля, а КПД печи – меньше пяти процентов. Исторически сложилось так, что для повышения эффективности доменных печей применялся метод продувки, и ключ к успеху заключался в замене традиционного холодного дутья на горячее. При подаче холодного воздуха в печь происходит одновременный нагрев и охлаждение, что не только приводит к значительным потерям тепла, но и снижает общую максимальную температуру в печи. Расход угля можно быстро снизить, просто используя огонь самой печи для нагрева дутьевых труб и повышая температуру подаваемого в доменную печь воздуха. Согласно историческому опыту, если температура подаваемого воздуха повышается до ста двадцати градусов Цельсия и выше, расход угля на выплавку каждой тонны чугуна можно сократить вдвое. Разработав специальную герметичную нагревательную печь с добавлением постоянно раскаленной стальной решетки, можно дополнительно повысить температуру воздуха и сократить расход угля вдвое. К концу девятнадцатого века для выплавки одной тонны чугуна требовалось всего полторы тонны угля. После первичной очистки чугун должен быть переработан в сталь, прежде чем его можно будет более широко использовать в промышленном производстве. Сталь и железо по сути являются одним и тем же материалом. Огромная разница в их свойствах обусловлена главным образом содержанием углерода. Чугун с самым высоким содержанием углерода хрупок и тверд, в то время как кованое железо с очень низким содержанием углерода мягкое и вязкое. Сталь занимает промежуточное положение между чугуном и кованым железом, сочетая в себе некоторую твердость чугуна и некоторую вязкость кованого железа. Именно поэтому сталь пригодна для изготовления различного оружия и инструментов. Поняв различия и причины столь базовых свойств материалов, мы можем представить себе очень простой и грубый метод производства стали: Продолжать подавать воздух в расплавленное железо. Кислород в воздухе вступает в реакцию с углеродом в расплавленном металле, сгорает при высокой температуре самого расплавленного железа и превращается в угарный и углекислый газы, которые покидают расплав. Расплавленный чугун или сталь можно получить в печи. Поэтому при выплавке стали топливо не нужно, нужен только сосуд для реакции. Этот сосуд называют конвертером. Расплавленный чугун прямо из доменной печи заливают в конвертер. Там вдувают воздух, происходит реакция, затем всё выливают в форму, и после остывания и застывания получается стальной слиток. В принципе, это похоже на старый метод "варки" стали, только в больших промышленных масштабах. Самое сложное – правильно рассчитать время, сколько нужно вдувать воздух. Если слишком долго, то углерода в расплавленном чугуне станет слишком мало, и получится не сталь, а мягкое ковкое железо. Новое задание для третьей группы было такое: сначала изучить существующие большие гидравлические сверлильные станки для военных нужд и сделать похожие, но работающие на паровом двигателе. А ещё – разработать небольшие станки специально для изготовления пушечных стволов и обычные универсальные станки для разных работ.