Загадка кузеля
Попавшие в иные миры и пытающиеся потом повествовать о них, нередко путают виденное собственными глазами и услышанное от словоохотливых туземцев. Туземцы же, во-первых, не всегда компетентны в том или ином конкретном вопросе, но охотно рассуждают о нем, производя впечатление экспертов на человека несведующего. Во-вторых, некоторые из них склонны откровенно прикалываться с легковерного пришельца, удовлетворяя его любознательность несусветными небылицами. Еще одним широко используемым источником, относительно надежным – с поправкой на местные извивы политики и пропаганды – являются туземные детские книжки с картинками «Хочу все знать» и «Как это работает». В части научно-технической они, книжки эти – также с поправкой на местные предрассудки – рисуют картину верную в принципе, но чрезвычайно упрощенную, ибо приспособленную к уровню знания и понимания малолетних детей.
В еще худшее положение попадают художники нашего мира, взявшиеся живописать то, чего они не видели вообще. Примерно так же получилось у средневекового художника изобразить боевого слона времен Александр Македонского. Получилась, извините, свинья, почему-то с собачьими лапами, на спину которой была присобачена будка с какими-то гномами. И весь этот Ужас Востока едва доставал до брюха нормальному боевому коню…
Итак, поговорим о слонах, пардон, о транспортной и боевой технике Герметикона.
Начнем с основы всего – с кузеля. Слово это, происходящее из одного из древних языков Первомира, означает просто-напросто «котел». Первые кузели действовали по известному с древности принципу погружения в котел раскаленных камней. Некоторые историки утверждают, что первые кузели не были изобретены ни алхимиками, ни механикусами Герметикона, они всегда были в хозяйстве северных храмов Древних Богов, где в них грели воду для ритуальных омовений, ибо ритуальная вода, нагретая не от солнца, теряла благодать и только нагрев Философским Кристаллом был более-менее равноценен солнечному. Так или иначе, но этот древнейший тип конструкции дотянул до эпохи первых паровозов и даже первых электростанций.
Кузель состоит из двух основных частей: парогона и теплильника.
Точнее, состоял до недавнего времени, но о новейших успехах кузельворшега – позже.
Так вот, древний парогон представлял собой котел с прочными стенками. Этот котел был закрыт прочной крышкой с несколькими отверстиями. Особого искусства требовали тщательная подгонка и надежное прочное крепление крышки и размещенных в ней устройств. Это искусство на одних древних языках называлось «диктег» или «вержлизег», а на других – «герметег», и оно стало почти религиозным культом у мейстров кузельворшега, откуда, предположительно, и произошло слово Герметикон. В меньшие отверстия вставлялись трубы для подвода воды и отвода пара, а в большее – теплильник. Теплильник имел вид чана. Сейчас, вообще-то, несведущие люди могут обозвать чаном любую крупную округлую часть кузельной установки, но это неправильно. Так вот, в чан – как и пишется в детских книжках – заливался королевский уксус. Поскольку едкость королевского уксуса чудовищна, чан и все соприкасающиеся с уксусом части изготовлялись из жезарского сплава. Жезарский – это тоже значит «королевский» на одном из древних языков. Чан тоже закрывался крышкой, а вот в этой-то крышке и находился ФК и был устроен механизм для его перемещения вверх и вниз. Такой кузель действовал, как и описывается в книжках «Хочу все знать».
Все бы хорошо, но вот парогонная способность этого устройства была слабовата и не вполне оправдывала его изрядный вес и громоздкость. Т.е. на примитивные паровозы и паротяги первого поколения этого хватало – но и не больше. Как ни исхитрялись мейстры кузельворшега, покрывая внутреннюю и внешнюю поверхность чана ребрами, шишками и шипами – это не улучшало работу сколько-нибудь коренным образом. Т.е., конечно, резвости паровозам и паротягам добавилось – но слегка-слегка.
Первый успех был достигнут объединением парогона и теплильника в одно устройство.
(продолжение будет и надеюсь таки с картинками)
и еще по ходу дела
Кузельворшег
Слово это означает в широком смысле кузельное дело. Вторая его часть, очевидно, также принадлежит какому-то из древних языков. Некоторые историки считают, что она родственна слову «джеззаворджег», обозначавшему искусство древних механикусов в производстве особых материалов и изделий из них. Другие же считают, что это искаженное временем «Форшик», название школы жрецов, заведующих храмовыми хозяйствами. Впрочем, хотя все это и интересно, но не имеет прямого отношения к исследуемому вопросу.
Герметикон ревностно оберегает свои тайны. Он не только наладил строгий учет и контроль продажи энергокомпонентов, но также и сбор и утилизацию либо вывоз отработки даже в самых захудалых мирах, где вся эта суета, на первый взгляд, убыточна. Производство кузелей также находится под плотным присмотром Герметикона, подлежит лицензированию, а разработанные и произведенные на местах конструкции – апробации и авторизации. Более того, даже в упомянутых захудалых мирах невозможно найти – точнее, все уже найдено агентами Герметикона – какой-нибудь ржавеющий под забором машинно-тяговой станции древний паротяг. Все найдено, утилизировано, а образцы, сочтенные ценными в историческом смысле, вывезены в Центральный Музей Герметикона. О серьезном подходе к авторизации говорит следующий случай. Еще в начале своей промышленной карьеры галаниты выбросили на межмировой рынок партию облегченных кузелей, в которых части, обычно целиком исполняемые из жезарского сплава, были изготовлены из ильского, плакированного жезарским. Так дело едва не дошло до большой карательной экспедиции, Галана дала задний ход, втянула щупальца, и за собственный счет заменила потребителям неавторизованные кузели стандартными. А изъятое сдала Герметикону – тоже за свой счет.
Кстати, о карательных экспедициях. Злые языки утверждают, что БКЭ Объединенного Флота против пиратов была вызвана вовсе не бесчинствами последних на ниве ножа и топора. А дело было в том, что пираты завели собственную лабораторию, где экспериментировали с кузельной отработкой. И – будто бы- получили что-то интересное. В пользу этого предположения говорит то обстоятельство, что после разгрома пиратов наиболее способные бойцы и технари обычных специальностей были – и Герметикон не возражал, но присматривал – переданы в надежные (т.е. подконтрольные Герметикону) руки. Что же касается персонала пиратской лаборатории, то весь он был выловлен, вывезен на Герметикон и тщательным образом просеян и отобран. После чего менее ценный материал был ускоренным образом ликвидирован, а наиболее толковые и перспективные исчезли за стенами герметиконских лабораторий – «жарагов».
Уточнение к вышеизложенному.
Перевод герметиконского "хицег" как "теплильник" не совсем удачен. Это, скорее, "теплогон".
Теперь поехали дальше.
Также небезынтересно отметить, что в среде мейстров кузельворшега вы не услышите слов «Философский Кристалл». Этот предмет называют «тофлкнипл», «тофлкеец» и даже совсем смешно – «глюкеец». Причем это «ее» произносится так, что посторонний человек реально пугается, что мейстра вот сейчас вырвет на костюм собеседника. До сих пор не ясно – а сами мейстры вовсе не торопятся объяснить – означают ли эти названия особые разновидности кристаллов, или это просто синонимы, употребляемые в зависимости исключительно от настроения говорящего. Наименование же «Философский Кристалл» есть целиком и полностью изобретение герметиконских маркетологов. Точно также и Королевский Уксус мейстры называют по-своему: «тофлшай».
Вернемся, впрочем, к успехам кузельворшега.
Так вот, кузель второго поколения отличался тем, что размер теплогона был несколько увеличен, а в крышку его были вставлены жезаровые колбы, в которых, в свою очередь, находились U-образные трубы парогона. Свободное от труб пространство внутри каждой колбы было заполнено легкоплавким металлом – герметиконские умники решили, что так будет лучше для теплопередачи. А корпус прежнего парогона стал теперь внешним корпусом теплогона, и в зазоре между этими корпусами нагревалась вода перед поступлением в трубы парогона. Механизм аварийного подъема кристалла редуцировался в механизм подачи, экстренное же прерывание реакции стало достигаться путем слива КУ в соответствующую емкость. Будучи расположена обычно под кузелем и оснащена бросающимися в глаза блестящими кранами и трубами, она ошибочно принимается за пресловутый чан с КУ.
Кузели этого типа еще встречаются даже в продвинутых мирах, но уже не производятся. В мирах же средней успешности основу парка составляют кузели второго с половиной поколения, где их массово производят с разрешения Герметикона. Отличие этих кузелей в том, что вплотную к кристаллу в них расположены колбы парожара, а парогонные оказались отодвинуты на переферию. Кузели этого типа стоят на вполне приличных паровозах и паротягах, и встречаются даже на бронетягах старых моделей. Но такие кузели никогда не ставятся на цеппели, не говоря уже о паровингах. Тяжелые потому что.
На бронетягах, кроме новейших, и цеппелях старых моделей стоят кузели третьего поколения.
Появление этого поколения стало возможным благодаря достижениям в изготовлении из жезарского сплава высокоточных частей и агрегатов, которые дали возможность осуществить недостижимые ранее инженерные решения. Прежде всего изменилась конструкция теплогона. Кристалл поместили в горизонтальный пенал из джезарского сплава. Рабочая емкость с Королевским Уксусом, пресловутый чан, исчезла – ее заменили распылители, орошающие реакционную часть кристалла, обычно торец. Это хозяйство размещено в одной из крышек пенала. Во второй крышке поначалу размещали механизм подачи кристалла по мере выработки последнего в зоне реакции, но затем удалось создать поворотные сопла, позволяющие регулировать фокус струи КУ. Кристалл в таком теплогоне срабатывается с обоих торцев одновременно. И, наконец, удалось наладить выращивание кристаллов с внутренними каналами, позволяющими организовать процесс реакции наивыгоднейшим образом. Под пеналом разместили такой же примерно длины резервуар питательной воды. От резервуара отходят в обе стороны, словно ребра от позвоночника доисторического чудовища, и поднимаются, огибая пенал с кристаллом, кипятильные трубы и смыкаются над ним, врастая в первичный паросборник. От него возвращаются к кристаллу тонкие трубы парожара. В некоторых конструкциях они обвивают кристалл как змеи. Эти трубы уходят во вторичный паросборник, от которого и питается турбина или паровая машина. В общем случае кузели данного типа рассчитываются на примущественно радиационную теплопередачу, но имеются и смешанные модели, т.е. с радиационной и конвекционной теплопередачей. В последних в качестве теплоносителя в полости кузеля используется гелий, а его движение организуется специальным вентилятором. Это позволяет существенно увеличить эффективную поверхность теплообмена без значительного увеличения габаритов агрегата. Все изложенное выше есть, конечно, лишь краткое принципиальное описание, в котором отсутствуют многие технические подробности.
Кстати, а что мешало инженерам нашего мира достичь успехов в паросиловом приводе, равных герметиконским? Отсутсвие Философского Кристалла? Да, но не только. Как известно, парогенераторы нашего мира использовали – до эпохи атомной энергии – сжигание того или иного вида топлива. Однако, форсировать горение в котлах можно было только до известного предела, за который нельзя было переходить и который обусловливался спосбностью поверхностей нагрева передавать теплоту воде и выдерживать без повреждения повышенные температуры. Так вот, Герметикон обладает практически идеальными в этом отношении материалами.
Исследования и практика показали, что как кристалл, так и жезарский сплав способны выдерживать огромные температуры, не разрушаясь и не теряя прочих необходимых механических свойств. Кстати, еще пара слов о жезарском сплаве. Это весьма своеобразная субстанция. Когда из этого сплава стали делать броню (довольно дорогую, впрочем), выяснилось, что да, как и ожидалось, по стойкости против обычных снарядов она превосходит обычную броню весьма существенно, но вот если в плиту такой брони попадает с достаточной скоростью снаряд из жезарского же сплава, случается странная вещь. В плите толщиной в 1-2 калибра снаряда образуется пробоина в 3-4 раза большего диаметра. В плите же большей толщины образуется воронка либо каверна, как от внутреннего взрыва, а сам снаряд частью разлетается на мельчайшие осколки, частью испаряется вообще. Со снарядами же из обычных материалов таких странностей не замечалось. В конце-концов жезарская броня прочно заняла нишу элитной противопульной. Рейтарская кираса из нее запросто держит винтовочную пулю в упор, а кузов паромобиля, выполненный из жезара обычной кузовной толщины уравнивает машину по защите с легким колесным бронетягом.
Однако вернемся к нашим кузелям
Впрочем, еще одно замечание. Если в нашем мире прогресс парогенераторов был обусловлен в значительной (хотя и не исключительной, конечно) мере прогрессом в создании новых термо- и коррозионностойких сталей, то в Герметиконе все упиралось в обработку изделий из жезарского сплава. Ибо его, сплава, исключительные механические свойства немало затрудняли таковую. Еще одним путем, тяжелым, но многообещающим, было выращивание ФК сложной формы, особенно с полостями и даже гнездами под арматуру. Да, и еще чуть не забыл – ни на жезарском сплаве, ни на ФК не отлагается накипь. Это, конечно, не отменяет необходимость водоподготовки, иначе накипь все равно будет выделяться из воды в виде микроскопических частиц и накапливаться в разных укромных местах. Но все же существенно облегчает эксплуатацию.
Так вот, опыт эксплуатации кузелей третьего поколения и дальнейшие успехи технологии жезарских сплавов, а также развитие средств автоматического управления, позволили перейти к кузелям четвертого поколения. В них парогон и парожар объединили в один змеевик из жезарского сплава (имеются, впрочем, конструкции с несколькими параллельными змеевиками, а также и иными формами труб), а роль резервуара питательной воды выполняет круговая полость между стенками кожуха кузеля, где вода температурой около 300-400 градусов Цельсия находится под соответствующим давлением (создающимся в недолгом процессе разогрева кузеля и самомподдерживающимся в ходе его работы). Эти кузели заметно компактнее таковых предыдущего поколения. Расположение ФК в них преимущественно горизонтальное, хотя в агрегатах малой мощности, т.е. около 200-500 лс – встречается и вертикальное.
Такова, вкратце, история кузеля на сегодняшний день. И это еще не конец истории, но о том, что куется в жарагах Герметикона, поговорим позже.
Паровозы
Если случайный наблюдатель из нашего мира окажется вдруг в одном из молодых, но бурно развивающихся миров Герметикона, причем не где-нибудь, а на железнодорожной станции, вряд ли он заметит здесь что-то необычное. Ну, переплетение путей, поезда, паровозы… Все это выглядит, правда, слегка старомодно, но вобщем – ничего особенного. Разве что дыма над паровозами не видно. И наш наблюдатель будет сильно удивлен, когда узнает, что паровозы, выглядящие один-в-один, как наши ширококолейные, здесь считаются – узкоколейными!
Почему же так получилось? Какие события и какие закономерности создали столь удивительную картину?
Начнем по порядку.
Что такое паровоз в нашем мире? В общем и целом – это паровой котел на колесах. Сзади к нему пристроена небольшая будка машиниста, спереди снизу – блоки цилиндров паровой машины. Прочие механизмы, если их не покрасить в красный цвет с белой окантовкой – так и вообще теряются на фоне громады котла. Да, сзади у котла имеется топка – это тоже важно. В топке сжигается твердое или жидкое топливо - уголь (возможны варианты: торф, дрова – у них теплотворная способность меньше, отходов и загрязнителей больше, но применение может быть выгодным в конкретных местных услових) или мазут. В любом случае образуются раскаленные газообразные продукты сгорания, которые через стенку топки и жаровые трубы нагревают воду в котле до кипения, а если в них вставлены трубки пароперегревателя – то и перегревают пар, т.к. с увеличением температуры пара увеличивается и его энергия.
А что такое паровоз в мирах Герметикона? Да почти то же самое, только вместо парового котла с топкой у герметиконского паровоза – кузель. И вот особенности кузеля и являются причиной многих различий между паровозами, а в целом – и железными дорогами этих миров.
Цитата:
«Что такое паровоз? Железный ящик, внутри которого прячется столб Философского Кристалла — умирающее сердце любого кузеля. Прячется и медленно растворяется в королевском уксусе, выдавая неимоверное количество тепла, которое превращает воду в пар, даруя машине некое подобие жизни. Все просто, и в то же самое время — сложно»
Вот это – «все просто, и в то же самое время – сложно» - очень верно замечено.
На рисунке ниже представлена принципиальная схема кузеля первого кузельного паровоза. Принцип действия такого кузеля описан в начале главы 2 и повторяться не будем.
Что характерно для данного типа кузеля с точки зрения установки его на транспортное средство? Две вещи: а) форма и пропорции кастрюли и б) необходимость располагать ось симметрии вертикально. А что нужно паровозу, чтобы вырваться из амплуа модного аттракциона и – в лучшем случае – внутризаводского транспорта? Тащить поезд грузоподъемностью, равноценной сотням конных подвод. А для этого нужно что? Мощность!
И вот тут прогресс паровозного дела едво не споткнулся о первый камень. На заводах уже существовали рельсовые пути для конной тяги, ширина колеи которых определялась размером, грубого говоря, конской задницы. Или двух – и этого хватало. Между тем, первые кузели, установленные на ходовую часть повозок этой колеи уже страдали некоторой поперечной неустойчивостью. Их мощности в общем хватало для внутризаводского транспорта. Но как только речь зашла о паровозах для тяжелых и быстроходных при этом поездов, потребовалась мощность в сотни лошадиных сил. Расчеты и опыты показали, что кузель такого паровоза будет иметь в диаметре около 3-х метров (позже стандартом был установлен предел в 4,0 м). Паровоз с таким кузелем требовал колею около 3-х метров – позже 3 м и были приняты в качестве стандарта.
Во времена первых опытов с паровозными кузелями в них использовались кристаллы форм-фактора «глыба» (именно такой показан на принципиальной схеме кузеля 1-го поколения). Эти кристаллы до эпохи пара традиционно изготовлялись для храмовых нужд. Вскоре стремление вписаться в ограниченный габарит привело к появлению форм-фактора «столб». Примерно в это же время произошел массовый переход кузелестроения от кузелей 1-го поколения ко 2-му. Все это вместе с прочими усовершенствованиями позволило последовательно поднять мощность кузеля в габарите 3,2-3,6х2,5-4 (первые числа – диаметр, вторые – высота в метрах) с примерно 500 л.с. до 2500 л.с. Потребность в дальнейшем росте мощности вызвала установку кузелей батареей в 2-4, редко 5, штук друг за другом по оси паровоза.
Железные дороги с шириной колеи 3 м были хороши многим – и, прежде всего, поперечной устойчивостью паровозов и вагонов – но у них был и серьезный недостаток: дороговизна возведения насыпей и инженерных сооружений, особенно тоннелей. В старых богатых мирах и у поддерживаемых ими колоний деньги на это находились, а вот в молодых независимых предпочитали просто обойтись без дорогого удовольствия – и удовольствоваться безрельсовыми, то есть обычными, дорогами.
ФК наименьшего типоразмера, производимый Герметиконом и именуемый в просторечии «столбиком» (или вообще довольно неприличным словом, воспроизводить которое здесь я не буду), без форсирования обеспечивал теплом парогон машины в 150-200 л.с. Вобщем это позволяло тянуть с умеренной скоростью в гору полдюжины добрых фургонов. Или тройку широкозахватных плугов на черноземе. Поначалу транспортные и сельскохозяйственные паротяги мало отличались друг от друга, но вскоре первые приобрели эластичные шины и подвеску мостов/колес, а вторые – широченные обода с могучими грунтозацепами.
На водном транспорте и в военных флотах кузели первого и, особенно, второго поколения были приняты радушно и широко распространились. В короткий срок все военные флоты стали паровыми. От пароходов нашего мира соответствующей эпохи кузельные пароходы отличались отсутствием дымовых труб; впрочем, на некоторых над кузельными отделениями торчали раструбы и окуркоподобные трубы аварийной продувки. Еще одной характерной чертой кузельных пароходов стали круглые крышки кристаллозагрузочных шахт над кузелями.
Довольно скоро – ну, по историческим меркам – на межмировом рынке появились кузели третьего поколения, а немного позже и сотовые кузели. Кузели третьего поколения вскоре получили неофициальное название трубчатых и широко распространились. Особенно им были рады строители паровозов и паротягов. Аэростаты же, обреченные до того времени лишь на движение по немногим маршрутам с выгодными устройчивыми воздушными течениями, эти кузели превратили в цепели – первый полноценный воздушный транспорт. Естественно, на цепелях применялись специальные облегченные конструкции кузелей. А вот судостроители сочли их неудобными в обслуживании – довольно длинный кристалл в них располагался горизонтально и для его замены требовалось свободное пространство в кузельном отделении. Зато сотовый кузель пришелся судостроителям, особенно военным, впору, и на бронетягах и бронепоездах спецпостройки он тоже имел успех. Еще бы он им не понравился – сотовый блок из жезарского сплава выдерживал попадания осколков тяжелых снарядов.
Кузель третьего поколения тоже описан достаточно подробно в предыдущей главе, так что ограничимся принципиальной схемой и парой картинок из учебников.
Что же касается сотового кузеля, то принцип действия его не отличался от такового у трубчатого – разделение воды и пара на множество тонких струй и радикальное увеличение передающей тепло поверхности – но только путем применения не труб, а отлитых в едином кольцевом блоке каналов. Блок, естественно, выполнялся из жезарского сплава. Кроме точного литья, большой проблемой по началу являлось и надежное уплотнение торцов сотового блока, но и ее успешно решили. Кристалл в этом типе конструкций располагался вертикально и был полым. Вот в эту полость и подавался системой форсунок Королевский Уксус. Единственным – но существенным – недостатком этой системы была высокая стоимость, так что не каждый мир мог себе позволить такую роскошь.
Применение водотрубных кузелей позволило уменьшить поперечный габарит паровозов – так возродились железные дороги узкой – 1,6 м – колеи, быстро завоевавшие популярность в мирах, которым нормальная колея в 3 м была не по карману. Впрочем, и на обычных паровозах 3-метровой колеи эти кузели быстро вытеснили прежние, 1-го и 2-го поколений, но уже преимущественно в 2-х кристальном варианте.
Довольно интересные паровозы были созданы ушерцами на Кардонии. Из-за сокращения программы строительства миноносцев в пользу паровингов, на заводах Гатова зависла партия уже оплаченных военно-морским ведомством паровых машин для миноносцев. Гатов требовал от моряков очистить складские площади, моряки никак не могли найти в бюджете статью для аренды склада под ненужное уже имущество, время шло, долг моряков за хранение рос, и тяжба кончилось тем, что Гатов выкупил всю партию по цене чуть ли не металлолома. Новенький с иголочки «металлолом» он установил на паровозы специально разработанной под это дело конструкции, а трехметровая кардонийская колея позволила без проблем разместить на паровозе по корабельной паровой машине с каждого бока двухкристального кузеля.
Дальнейшее развитие паровозных силовых установок пошло по линии перехода на радикально новые конструктивные типы паровых машин (паромоторы), а затем на турбины с механическими или электрическими передачами. И теперь новейшие турбокузельные паровозы уже весьма мало напоминают паровозы классические.
Изобретенные сравнительно недавно на Ушере кузели 4-го поколения, т.н. прямоточные (известные также как ушерские), дают заметный выигрыш в весе и габаритах по сравнению с водотрубными. Они уже довольно широко распространились на грузовых, пассажирских и даже сельскохозяйственных паротягах, но на паровозах встречаются редко, т.к. применительно к этой нише водотрубный кузель успешно решает все имеющиеся задачи. Естественно, ушерские кузели наступают и на рынок силовых установок для цеппелей и паровингов, но об этом будет отдельный разговор.
Паротяги с водотрубными и ушерскими кузелями своим внешним видом в общем напоминают аналоги в нашем мире, отличаясь при этом большей грузоподъемностью и, соответсвенно, несколько большими габаритами. Особенно бросаются в глаза их широкие колеса и – естественно – отсутствие дымовых труб.
Что же касается до паровых машин и силовых передач современных – то есть действующих во время Загратианской смуты и Кардонийской войны – паротягов, то на типах постарше используются в основном паровые ведущие мосты. Это в общем неприхотливые в эксплуатации и весьма надежные конструкции, но недостатком их является большая неподрессоренная масса, существенно ограничивающая максимальную скорость такого паротяга. Модели поновее – и обычно уже с ушерским кузелями – приводятся паромоторами, снабженными механической передачей вращения на колеса. Механическая передача состоит обычно из 2-3 ступенчатой коробки передач, карданной передачи и ведущих мостов хорошо знакомого в нашем мире автомобильного типа. Тут стоит лишь подчеркнуть тот факт, что 2-3 ступеней в коробке передач обычно бывает достаточно даже армейским вездеходам, т.к. паромотор сам по себе обладает гибкой нагрузочной характеристикой.
