Понятно, что это потребует времени;
• если вы выдули стеклянный вытянутый пузырь, то отрежьте концы, и у вас получится неровный цилиндр. Разрежьте его пополам и распрямите каждую половинку на железной пластине, пока они еще гибкие – и вы изобрели широкополосное стекло, простой способ изготавливать оконные стекла, но в этом случае панели получаются неровные и не всегда прозрачные. В нашей временной линии этот метод пошел в ход около 1000 н. э.;
• если вы выдули большой шар из стекла (а это требует навыка), а затем сумели медленно нагреть его до точки кипения, одновременно вращая как на гончарном круге, то центробежная сила расплющит шар в диск. Это прозрачное «лунное стекло» будет тоньше с краев и толще в центре, где останется круглый «бычий глаз», но оно лучше подходит для изготовления окон. Эта технология появилась около 1320 н. э. во Франции, где ее хранили как высокодоходный торговый секрет на протяжении сотен лет. А вы его знаете!
• если вы выдуваете большие шары из стекла в железную форму, то вы в состоянии производить одинаковые куски стекла снова и снова. В особенности если вы выдуваете в цилиндрическую форму, вы можете позволить стеклу остыть, разрезать его по длине, затем медленно нагреть заново, и две половинки цилиндра сами превратятся в листы стекла. Такой способ позволяет производить одинаковые, более прозрачные стекла, чем то, что использовалось ранее. Он появился в самом начале XIX века н. э.;
• если вы получили жидкое олово – очень плотный металл, – вы можете формовать идеально плоские современные оконные стекла, к которым привыкли, выливая расплавленное стекло на олово, где оно благополучно растечется по ровной поверхности, прежде чем застыть. Стекло твердеет примерно при 600 °C, задолго до того, как это делает олово, так что ваши панели можно просто снять, когда они остынут. В обычных условиях эта технология появилась около 1950 н. э. и менее чем за десятилетие вытеснила остальные. Но тут есть проблема: пусть олово не пристает к вашему стеклу, это прекрасно делает диоксид олова, так что вам понадобится проводить операцию в помещении, заполненном любым газом, кроме кислорода, чтобы ваше олово просто не «ржавело». Если это выглядит слишком сложно, то лунное или цилиндрическое стекло вас устроит, мы обещаем. Смотрите, это книга, где в нескольких разделах мы должны объяснить, как это все работает, так что, может быть, вам не нужно возиться с расплавленными металлами просто для того, чтобы получить более гладкое стекло прямо сейчас?
10.5
«Я ленив. Я хочу механизм, который бы делал работу за меня»
Инженерия – это процесс применения математики и других практических знаний для изобретения новых машин.
Вы занимались инженерным искусством все время и даже не подозревали об этом! Но изобретения, описанные в этом разделе, гораздо чаще ассоциируются с работой инженера: конструирование машин, способных выполнять различные задачи для вас, освобождая вас для других занятий (включая наблюдение за теми машинами, которые вы спроектировали и построили).
Водяные и ветряные мельницы будут первой технологией из тех, которыми вы воспользуетесь, чтобы взнуздать природные процессы на Земле, заставить их делать работу за вас. Вы получите больший эффект от матушки-природы, создав ковшовую турбину. Маховые колеса позволят получать энергию более равномерно и окажутся полезными во всех типах машин, включая паровой двигатель, невероятно продуктивную штуку, для которой нужна только вода в качестве реактивного агента и любое способное гореть топливо.
Мы знаем, что наши читатели со склонностью к механике давно ожидали появления, ожидая появления этого раздела, и мы счастливы показать им все, что нужно, для изобретения этих технологий. Другими словами, дорогие путешественники во времени… запускайте свои двигатели!
10.5.1. Водяные и ветряные мельницы
Если мы научимся без тяжелого труда добывать плоды земли, то мы снова ощутим вкус золотого века.
Вы (также Антипатр из Фессалоники)
Что это
Способ взнуздать силы природы, чтобы заставить их работать на вас.
До того как были изобретены
Если вам требовалось размолотое зерно, распиленные бревна, раздробленные камни, или заточенные инструменты, или измельченная руда, или мехи, или откачанная вода, то вам приходилось делать это самостоятельно, ручками, словно долбаному придурку.
Изобретены
300 до н. э. (первые водяные мельницы);
270 до н. э. (ортогональная зубчатая передача);
40 до н. э. (падающий молот);
100 н. э. (первое колесо на энергии ветра);
400 н. э. (водяная мельница на падающей воде);
600 н. э. (дамбы для водяных мельниц);
900 н. э. (первые водяные мельницы);
1185 н. э. (первые современные водяные мельницы).
Предпосылки
Колеса, дерево или металл, ткань (для водяных мельниц).
Как изобрести
И водяные и ветряные мельницы – воплощение одной и той же идеи: все эти газы и жидкости на поверхности планеты непрерывно движутся туда-сюда, так что не будет ли замечательно, если мы заставим их сделать что-нибудь для нас?
Водяную мельницу изобрести просто: это гигантское колесо с лопастями, которые может толкать вода. Поместите его в поток, и оно будет вращаться со скоростью движения воды, но извлекая при этом только от 20 до 30 % от ее общей энергии. Вы можете поднять эту величину до 60 %, если будете использовать падающую воду: в этом случае не только движение воды станет работать на вас, но и ее масса.
Сделайте это, заменив плоские лопасти на вашем колесе на чаши и затем поставив колесо под водопадом. Если водопадов рядом нет, вы можете сделать для себя рукотворный: направьте поток по желобу, который будет заканчиваться как раз над вашим колесом. Постройте дамбу, чтобы поток имел один-единственный путь через вашу мельницу, и вы получите пруд, а на самом деле хранилище энергии, готовое к использованию при необходимости.
Это первая батарейка в мире, и вы только что ее изобрели.
Посредством вала ваше колесо окажется соединено с внутренностями мельницы, и вал будет вращаться в том же направлении и с той же скоростью, что и колесо. Это полезно для определенных видов работы – крутить ленточный транспортер, например, – однако вы можете перевести вращательное движение в любой другой вид движения с помощью несложной технологии.
Добавьте ортогональную зубчатую передачу (приложение Н), и вы заставите вращаться другое колесо, но уже по горизонтали, и это отличная штука для помола зерна. Просто установите два каменных жернова: один вращается, а другой, расположенный под ним, закреплен жестко. Сыпьте зерно в дырку посредине вращающегося жернова, и оно само собой смелется в муку и выдавится с краев.
Изменяя сравнительные размеры элементов передачи, которую вы используете, вы сможете менять скорость помола и крутящее усилие. Присоединив к водяной мельнице коленчатый рычаг, вы превратите вращательное движение в возвратно-поступательное, а его можно использовать для изобретения механических пил, насосов или мехов. Замените рычаг падающим молотом, и ваша мельница пригодится для того, чтобы разбивать камни (или ковать сталь).
