Инженер Петра Великого 7 (СИ)

Внезапный порыв ветра ударил в борт кареты, заставив ее качнуться. За окном зашумели голые ветви, и взгляд зацепился за стаю ворон. Сорвавшись с ветки, они не боролись с ветром — они его использовали. Чуть изменив наклон крыла, птицы ловили восходящий поток и без единого взмаха взмывали вверх, чтобы затем спланировать на другое дерево. Эта будничная картина стала идеальной иллюстрацией ко второй проблеме — Ветру.
  
Воспоминание о полете вызывало не очень приятные ассоциации: я не был пилотом. Всего лишь пассажиром. Пушинкой, подхваченной воздушным потоком. Мне просто повезло, что этот поток нес меня на врага, а не в сторону Карпат. А изменись ветер — и что? «Походил» бы я по слоям, а если бы не нашел нужного? Я бы ничего не смог сделать. Все мои возможности сводились к смене высоты в отчаянных попытках поймать нужное течение. Но ворона может взмахнуть крыльями, чтобы долететь до соседней ветки, а я — нет. Аппарат, неспособный двигаться против ветра, маневрировать и, главное, вернуться на базу, — это оружие одного удара. Дорогая и непредсказуемая игрушка. Нет. Будущий флот должен иметь собственный ход. Ему нужны рули, чтобы выбирать курс, и движитель, чтобы этот курс поддерживать. Из раба ветра он должен был стать соколом, парящим над полем боя. Но самолеты я не потяну, нужно быть реалистом.
Откинувшись на подушки, я смотрел в никуда. Огонь, Ветер, Громоздкость — все три проблемы сплелись в один узел. И все они сходились в одной-единственной точке, имя которой было — Энергия.
«Катрине» нужен был принципиально новый источник силы. Легкий, чтобы не съедать всю подъемную силу. Безопасный, чтобы не взрываться от шальной искры. Управляемый, чтобы регулировать его мощность. И достаточно емкий, чтобы его хватало и на подъем, и на движение. Без решения этой фундаментальной задачи весь грандиозный замысел Государя останется лишь красивой, абсолютно бесполезной мечтой. Я должен был найти ответ.
Упершись в глухую стену невозможности, мысль начала искать обходные пути. Память, нырнув в глубины, подсунула не грохот битв, а тихий шелест лабораторных журналов Игнатовского. Перед глазами встал полутемная лаборатория, запахло кислотой и горячим металлом, проступило терпеливое лицо Магницкого и то детское, почти забытое чувство чуда, когда медная и цинковая пластины, опущенные в жидкость, впервые заставили дернуться стрелку примитивного гальванометра. Электричество. Вот он, идеальный кандидат — бесшумная, холодная сила, без огня и дыма, послушная, управляемая.
Но как заставить эту силу летать? Первые же прикидки, набросанные на обрывке пергамента, обернулись удручающим выводом. Мои ранние «вольтовы столбы» были неуклюжими, прожорливыми монстрами: чтобы запитать даже самый слабый электродвигатель для винта, требовалась батарея из сотен медных и цинковых пластин. Мысленно взвесив этот ворох металла и прикинув объем едкого электролита, я насчитал несколько пудов мертвой тяжести. Чтобы поднять такую махину в небо, понадобится шар размером с Успенский собор. Замкнутый круг. Тупик. Пергамент с расчетами с досадой полетел в угол кареты.
Взгляд зацепился за легкие, почти невесомые облака, плывущие в безграничном океане воздуха, — и я аж затаил дыхание. Решение оказалось настолько простым, настолько очевидным, что я едва не расхохотался, напугав дремавшего на козлах возницу. Медь. Проклятая, тяжелая медь, которую я собирался тащить в небо в качестве окислителя. Зачем⁈ Зачем тащить с собой то, чего вокруг в избытке? Самый мощный, легкий и абсолютно бесплатный окислитель не нужно грузить в корзину — он повсюду. Воздух. Оставалось лишь заставить батарею «дышать».
Вспыхнув, идея мгновенно начала обрастать плотью, выстраиваясь в голове с инженерной четкостью. Так родилась концепция «Воздушной батареи» — того, что в моем мире назовут цинк-воздушным элементом.
Анод — сменная цинковая пластина. Твердое, безопасное «топливо», которое можно менять на земле, как дрова в печи. Катод — вот он, ключ ко всему. Не металл, а пористый угольный элемент, пропитанный катализатором. Он не участвует в реакции, а служит мембраной, «легкими» батареи, обеспечивая контакт цинка с кислородом воздуха. Электролит? Простой и доступный раствор едкого кали, который можно в промышленных масштабах получать из обычного поташа.
Эта схема давала значительные, революционные преимущества. Во-первых, вес. Отказавшись от тяжелого медного катода, я снижал массу батареи на порядок. Она становилась невероятно легкой для своей емкости. Во-вторых, энергоемкость. Теперь она ограничивалась лишь количеством цинка на борту. В-третьих, безопасность и бесшумность. Никакого нагрева, никаких взрывоопасных газов и абсолютная тишина в работе.
На этом прочном фундаменте мгновенно выстроилась вся силовая установка, мысленно окрещенная мной «Триадой».
Источник: модульный блок цинк-воздушных батарей. Эдакая кассета из сменных элементов, заменяемых на земле быстро, как патроны в обойме.
Двигатель: легкий и надежный электродвижок. Мгновенное включение, точная регулировка оборотов, а значит — и тяги.
Движитель: большой деревянный (либо иной легкий материал) пропеллер. Технология его изготовления отработана на мельницах и кораблях, требовалось лишь рассчитать верный шаг и профиль.
Более того, электричество элегантно решало и первоначальную проблему с огнем! Простая спираль из железной проволоки, раскаляемая током, могла бы обеспечить точный, дозируемый и абсолютно безопасный нагрев воздуха. Никакого открытого пламени, никакой угрозы пожара. Я мог бы построить безопасную «Катрину 2.0». Это означало прорыв. Решение всех поставленных задач.
Но мысль, освобожденная от оков, уже неслась дальше. Глядя на легкие перья облаков за окном, на парящего в вышине коршуна, я понимал, что цепляюсь за вчерашний день. Нагревать воздух… Все равно что прилаживать паровую машину к скаковой лошади. Громоздко, неэффективно. Раз уж у меня в руках появился безопасный и легкий источник энергии, зачем вообще нужен этот огромный, неповоротливый мешок с теплым воздухом? Не проще ли найти нечто, что легче воздуха само по себе?
Эйфория от найденного решения — безопасного электронагревателя — угасла, едва успев родиться. Потерев виски, я ощутил, как мозг, привыкший искать оптимальный путь, бунтует против этой половинчатой, компромиссной схемы. Да, проблема пожароопасности решалась, но какой ценой? Перспектива тратить драгоценную энергию «воздушной батареи» на банальный нагрев была абсурдна. Все равно что топить ассигнациями печь, чтобы вскипятить чайник. Энергия должна была идти на движение, на преодоление ветра, а не на борьбу с гравитацией дедовским методом.
Уцепившись за мысль об электронагреве, я начал было проектировать улучшенную «Катрину», но расчеты все яснее обрисовывали монстра. Чтобы поднять вес батарей, нагревателя и экипажа, требовался шар еще большего размера, а значит, и парусность его становилась чудовищной. Безопасный, однако столь же беспомощный раб ветра. Я снова уперся в стену.
В состоянии полного тупика я выглянул в окно. Спасение пришло от небольшого, заросшего камышом озерца, мимо которого проезжала карета. Над водой плавал легкий туман, и из него, словно пузырьки со дна, поднимались болотные огоньки. Метан. Горящий газ, который легче воздуха. Мысль, до этого ходившая по кругу, сорвалась с привязи и устремилась в совершенно ином направлении: зачем греть воздух, если можно найти газ, который легче него сам по себе?
Память подбросила имя из туманного будущего: Генри Кавендиш. «Горючий воздух». Водород, что наполнит дирижабли, станет символом триумфа и причиной страшнейшей катастрофы. Технология его получения, наверняка была доступна уже сейчас — простейшая реакция кислоты с металлом.
  
Как наладить производство водорода в 1707 году? Мысль заработала с лихорадочной скоростью, выстраивая цепочку.
Кислота: серная, «купоросное масло», уже известна.
Металл: дешевые железные опилки и стружка с оружейных заводов.
Процесс: увеличенный до промышленных размеров аппарат Киппа. Огромный свинцовый чан для железа и кислоты, который придется ставить в проточную воду для охлаждения, иначе вся затея превратится в маленький, но очень злобный вулкан.