Фронтир Индикона. Заклёпочки.
Бур.
Ярослав
В качества заготовки для изготовления бура, решили использовать древесину хурмы, из всех она оказалась самой твёрдой. Из толстой ветки чёрного цвета выточили болван с коническим наконечником, сформировав заготовку буровой головки. Долотом и пилой вырубили лопасти и сделали уступы-ступеньки, плоскости которых оковали полосками меди. По телу бура по спирали высверлили пару десятков отверстий, в которые вбили шипы так, чтобы они не выступали за уровень головки. В верхней части, понятное дело, установили рукоять. По виду инструмент напоминал палицу с шипами причудливого вида. Пробное бурение показало, что конструкция вполне себе рабочая. Одна только проблема — вращать его тяжело. Приходится постоянно давить с силой на рукоять, через каждые десять минут чистить от набившейся между шипами земли. Но в остальном, прекрасная маркиза, всё хорошо, всё хорошо.
Работали вдвоём с Нганго. Перед работой сперва снимали слой с травой и корнями и выкапывали затравку, а после неторопливо вгрызались в землю с силой надавливая на бур и одновременно вращая его. Хех, это вам не шнековый, который землю как масло режет.
Выжигание угля
Мартин
Поленья устанавливали по всему периметру траншеи вертикально, плотно друг к другу. На небольшом расстоянии, в торце, сделали приямок, дно которого было чуть глубже, под уклоном к центру. От приямка прорыли узкую траншею, куда уложили продухи из необожжённых труб. Один конец у них находился в приямке, а второй по центру траншеи. После укладки продухов, на дно уложили мат из травы, а сверху ряды поленьев. Поленья укладывали как можно плотнее для устранения циркуляции воздуха внутри кучи. Когда попадались кривые, неправильной формы брёвна, то промежутки засыпали древесной или мелочью. Крупные сучковатые поленья, что мы смогли расколоть, ставили в центр кучи, где процесс должен идти интенсивнее и дольше. Также к центру клали самые сухие и смолистые поленья, поскольку разжигание кучи производилось от центра. В двух нижних ярусах кучи поленья укладывали толстой частью вверх, а выше — толстой частью вниз. При этом поленья ориентировали так, чтобы их сердцевина была обращена к центру кучи. Эти условия были необходимы для уменьшения пустого пространства. Целая наука!
На расстоянии около семидесяти сантиметров от дна ямы, в середину кучи, установили вытяжную трубу около метра высотой. Кучу выровняли, заделав щели и промежутки между поленьями, используя древесный мусор, после чего накрыли её пластами только что снятого дёрна, травой внутрь, да ещё присыпали дополнительно землёй. Готово! Наконец, на рассвете, да именно на рассвете, потому что это даст возможность в течение дня контролировать розжиг и поправить если что-то пойдёт не так, запалил длинную палку с факелом из смолы и волокон и, просунув её через трубу, поджёг кучу из центра.
Первые сутки после зажигания были самыми опасными и ответственными. В это время выделяющиеся из дров угарный газ, водород и некоторые органические соединения, скапливаясь под покрышкой и, смешиваясь с воздухом, образовывали гремучую смесь, которая часто взрывалась, срывая часть дёрна, а я старался как можно быстрей восстановить повреждённый участок. Мало того, сразу после розжига началось активное выделение влаги из основной части дров, при этом водяной пар и продукты разложения конденсировались в непрогретых частях кучи и могли её потушить. Для предотвращения этого неприятного явления приходилось устраивать многочисленные отверстия-отдушины, через которые происходило удаление влаги и газов. С окончанием выделения из поленьев влаги, процесс образования гремучей смеси, слава Господи, прекратился.
Также опасностью были пустоты, образующиеся под поверхностью кучи при сгорании и усадке дров, при неплотном сложении. Приходилось искать их с помощью острой и длинной палки — щупа. Мне дважды удавалось обнаружить пустоту, и я тогда подкармливал кучу. То есть, удалял дёрн сверху, выгребал не прогоревшие остатки угля и дров, после чего заполнял свежими пустоту и восстанавливал покрытие. Кроме того, куча постепенно оседала, что приводило к образованию трещин в покрышке, которые требовалось периодически заделывать. Слава богу, куча была не такой большой и периодически я помогал в работе герру Ярославу и герру Павлу заниматься выделкой кож.
На четвертые сутки куча полностью прогорела, а парение заняло ещё один день. Выделяющийся жёлто-серый газ оказался крайне вонюч и весьма плотен и поэтому стелился по самой земле словно адский туман. Герр Павел страшно негодовал и постоянно твердил, что мы пускаем по ветру кучу полезных веществ. Только кто же мешает-то их собрать? Я ему так и сказал, а он отчего-то обиделся.
Об окончании потения мне стало ясно по цвету дыма, он стал прозрачным и лёгким. Значит уголь образовал перевёрнутый конус. Проверив для верности кучу, обнаружил не обугленные дрова лишь в нижней части и по центру.
Второй, самый важный, период обугливания сухих дров длился двое суток, он называется — перегонка. В начале я укрыл подошву кучи и в течение всего времени следил за её целостностью и равномерностью обугливания, ориентируясь на жару, исходящую с разных сторон. Кучу я собрал не совсем правильно и обугливание шло неравномерно, так что мне постоянно приходилось проделывать и заделывать отверстия в покрышке, а также обеспечивать свободный выход продуктов разложения. Герр Ярослав тоже ругался, видя мои мучения, и сказал, что это в первый и последний раз, и мы обязательно спроектируем печь для того, чтобы в ней имелась возможность выжигания угля.
Последний этап «Поджигание» прошёл на удивление на быстро, что видимо связано с малыми размерами кучи. Наконец дрова, расположенные вблизи поверхности кучи, особенно у подошвы обуглились, мне пришлось проделывать несколько десятков отверстий для локального повышения температуры по окружности, начиная сверху, постепенно спускаясь к подошве. Когда дым из отверстий стал бледно-голубым, пламя начало пробиваться, я заделал отверстия, покрышку усилил, наложив поверх земли и оставил кучу для охлаждения и только на пятые сутки мы начали её разбор, охлаждая вынутый уголь землёй.
Пикель.
Иван Сергеевич
Пикель — это водный раствор поваренной соли и кислоты. Вроде ничего сложного, но так как я не могу определить плотность кислот и их состав, пришлось подбирать всё опытным путём. Мартин выступал дегустатором, замачивал в разных растворах полоски кожи, а после нюхал, скручивал, мял и даже пробовал на зуб. Подошёл одиннадцатый по счёту состав, куда я добавил осадок от перегонки браги. На литр воды, сто пятьдесят грамм кислоты и тридцать грамм соли.
Готовым раствором залили шкуру так, чтобы она в свободно плавала и оставили на сутки. За это время произойдёт разделение волокон дермы на более мелкие структурные элементы, белки законсервируются, и кожа станет более подвижной, пластичной, а дальнейшее обезвоживание и уплотнение самым лучшим образом поспособствуют дублению.
Стройплощадка.
Ярослав.
Для установки опор мы разделились на две группы. Я и Нганго буром делали выемку, а Павел с Мартином устанавливали туда столб, после чего утрамбовывали глиной с мелкими камнями. На каждый уходило минут по двадцать. Шустро. Опоры ставили под станки, навесы для верстака, токарного станка и зоны отдыха, где сразу поставили невысокий топчан из бревен.
Крыша навесов классическая, односкатная из вязаных жердин. Объём работ неслабый. У нас только длина всех навесов пятнадцать метров при ширине два, так что вязать для них каркасы закончили к вечеру.
Чем крыть? Всем хотелось работать в теньке. Пытались травой, связывая её снопами. Очень долго вязать снопы, а после их еще между собой скреплять. Не то. И тут я вспомнил, как делали крыши в Конго и предложил изготовить травяные маты.
Сбили примитивный станок для вязки: откидная, на веревочных петлях рама из двух частей отстоящих друг от друга на толщину мата вот и вся наука. Вязание один в один напоминает изготовление веников: между стенок укладываются стебли травы, плотно трамбуются, а после костяной иглой прошиваются. Ширина ограничена лишь размерами рамы, неровные стебли подрезаются по мере наращивания мата.
Маты из слоновьей травы вязали Нганго и Павел Петрович, а мы с Иваном шустро крепили их на стены и крышу. Вот, это другое дело! Использование готовых элементов позволило нам уже на следующий день завершить стройку.
Оставалось немного травы. Куда бы её приткнуть? Пожалуй, сделаю кресло, будет где отдохнуть после трудов праведных. Каркас — рама из жердей, вбитых под углом шестьдесят градусов, которые на всякий пожарный подпёрты опорами по типу «вигвам». Скатал рулоны, тот, что побольше — будет пуфиком, ещё три намотал на поперечины спинки, для мягкости. Кресло укуренного дизайнера, не иначе! Присел. А что, неплохо! И мягко, и спину обдувает. За долгую жизнь я хорошо усвоил простую истину — если есть возможность сделать рабочее место комфортным, надо делать. На производительность труда влияет самым наилучшим образом.
Обжиг керамики, подбор шихты для пироскопов и глазурей
Ярослав
Вот и дошли руки до обжига. Большая часть за три недели полностью высохла. Но не вся. Толстостенные тигли и пифосы сыроваты, им бы ещё по хорошему пару недель дать. Ладно, рискнём. Обжиг буду вести по фаянсовой схеме, в два этапа. Сначала утильный, а после политой при более низкой температуре. Других вариантов нет. Обжиг в один этап и глазури, и черепка без сомнений экономически выгодный со всех сторон, но, но, но... К глазури и предварительной подготовке поверхностей такая куча требований, что мама не горюй. В глазурь изделия окунать нельзя, наносить надо в разное время на внутреннюю и наружную сторону, но главное, метод пригоден только для высокотемпературных глазурей. И «высоко» тут ключевое слово, а в траншее откель такую температуру взять то?
Превращение глины в керамику происходит от пятисот до девятисот градусов, а чем ниже температура, тем дольше должен длиться обжиг и тем больше расход топлива. При ямном обжиге, в костре, можно достичь температуры градусов семьсот-семьсот пятьдесят и это максимум. А мне больше надо — тысячу сто. Почти без поддува. Задачка!
Придётся делать эрзац траншейной печи с воздушными каналами. На дно уложил слой сухого песка, а поверх с краев траншей два слоя крупных и мелких брёвен. Сверху на кирпичах, для лучшей циркуляции воздуха укладываю большие тигли, реторты и трубы. Их использовал как капсюли для более мелких изделий, наполнив волокнами баобаба и стружкой с опилками, поскольку так вероятность что изделия треснут много меньше. Обжиг в кострах не изжил себя и в наше время, он сохранился и в Средней Азии, и в Африке, что я не раз там и наблюдал. Самое короткое время обжига от восьми до двенадцати часов, но так как у меня большие пифосы, то длительность обжига будет больше суток — тридцать шесть часов. По низу траншеи уложил кирпичи, из них же собрал два воздушных и два топливных канала с углём. Первым, на кирпичи для лучшей вентиляции, укладывал пифосы и тигли, а вокруг уже формировал пирамиду из изделий поменьше, пересыпая их толчёным углём и обкладывая дровами. Сверху слой песка и накрыл дёрном. Надеюсь, поддув будет значительный, и вкупе с утеплением и использованием угля я достигну заветной тысячи.
Тонкостей при обжиге полно, но главное, обжигать глину нужно одинаково, равномерно прогревая со всех сторон. Контролировать температуру разогрева и охлаждения печи буду по старинке, в каждой зоне печи оставлю смотровые отдушины чтобы видеть цвет, а также контрольные цилиндры оставлю. До середины девятнадцатого века температуру обжига только так и определяли, по цвету каления. При трёхстах градусах черепок почти чёрный, а при тысяче четырёхстах наоборот — ярко белый. Цвета почти как у железа, только температуры другие. К сожалению, метод неточный и сильно зависит от состава керамики, плюс-минус пятьдесят градусов, что даже для нас неприемлемо. Точнее оценивать ход обжига и контролировать температуру в разных зонах печи в течение долгого времени нам помогут пироскопы. Если их довести до ума, то точность измерения составит пять-десять градусов.
— Герр Ярослав, а что это за пирамидки вы прессуете?
— Это, Мартин, термоиндикатор или пироскоп, или конус Зегера, называйте как вам нравится. Изделие одноразовое, но крайне нужное для контроля температуры, а в наших условиях, это единственный способ определить температуру на нужной стадии обжига.
— И как же по нему определить температуру? По цвету черепка?
— Нет, по падению конуса. Как вы заметили по форме пироскоп —усеченная треугольная пирамида высотой семь сантиметров. Сделана из смеси солей, керамики и массы добавок. Назначение конуса — размягчаться и "падать" при определенной температуре, называемой температурой падения. Когда вершина пироскопа коснется горизонтальной плоскости подставки, то нужная температура достигнута. Наклон конуса в результате физических и химических процессов, соответствует изменениям, которые происходят при обжиге керамических изделий. Пироскоп нужен для определения совокупного воздействия температуры на время обжига, для определения перепадов температур в зоне обжига. При установке на подставку пироскопы углубляют и наклоняют по направлению короткого ребра, устанавливая за раз не менее трех пироскопов. Пироскопы разделяются не только по размерам и форме конуса, но по составу — высоко, низко и средне огнеупорные. Каждый пироскоп маркируется и привязывается к своей температуре падения. К примеру, конус с маркировкой «ПК 165» расшифровывается так: температура падения равна — его номер (сто шестьдесят пять) умножаем на десять.
— Ого!
— Да, а вы как думали? Состав пироскопа — коммерческая тайна и выпускают их во всём мире с десяток фирм, не более. Так нам придётся попотеть и провести серию обжигов чтобы привязывать эти составы к цвету каления и составить соответствующие диаграммы температур, чтобы получить несколько разных по составу шихт, рассчитанных на близкие, но различные температуры.
— Подождите, герр Ярослав, значит, наша задача привязать температуру падения конуса к известной точке температуры?
— И да, и нет. Пироскоп определяет не совсем температуру, а некоторое суммарное количество тепла, которое он получил за время жизни в печи до падения. Поведение пироскопа во многом подобно поведению глины и глазурей, достаточно высокая температура, и некоторое время, чтобы завершилось образование прочной керамической структуры, время образования расплава. Пироскопы удобны только тем, что они показывают «рабочий» нагрев печи и загрузки, так как изготовлены почти из тех же материалов, что и многие изделия. Их откалибровать не составит большого труда: провели удачный обжиг, посмотрели какой номер пироскопа упал и, зная его состав, штампуй сколько угодно. Но нам нужны специальные, особо точные, с определенной температурой плавления. Зная температуры плавления различных солей и минералов, навески и пропорции с помощью несложных формул можно рассчитать температуру падения.
— А если не знать температуры плавления?
— Если не знать, то пару-тройку недель экспериментов и результат будет достигнут, правда не такой точный. К примеру, в этом образце я использую как основу кальцинированную глину, полевой шпат, диоксид кремния, оксид железа и стекло, в качестве связующего крахмал или раствор гуммиарабика. Главное очень мелкий помол и очистка компонентов, от этого напрямую зависит точность измерения.
– Значит соль, поташ и сода вам для снижения температуры нужны? — вставил слово Иван Сергеевич, внимательно следивший за нашим разговором. — Только у меня, товарищ, сразу возникает вопрос. Как вы хотите без спектрометра определить их температуры плавления? Или хотите сказать, что помните их наизусть? Ой, сомневаюсь!
— А не надо сомневаться, Иван! На одиннадцатой табличке, если вам так интересно найдёте всё, что вспомнил. Вы вот серной кислотой занимались, а я последние десять лет исключительно керамикой и пироскопы использую регулярно. Покупал их в основном, но кое-что и самим приходилось делать. Особенно для сверхвысоких температур.
— Понятно, а чем же вы, позвольте поинтересоваться, занимались? Что именно делали то? Изоляторы поди какие или может сантехнику?
— Почти угадал. Керамику для высокочастотных изоляторов мы делали, а ещё резисторы, конденсаторы, напыляемую нано керамику, низкотемпературные смеси для печатных плат, керамические электролюминесцентные составы, изоляционные трубы для вакуумных установок, изоляторы для вакуумных дугогасительных камер, пенокерамика для футеровки высокотемпературных печей, подшипники качения и скольжения…
— Что? — синхронно перебили меня удивленные собеседники.
— А! — я лишь махнул рукой. — Как-нибудь потом расскажу, уж поверьте, не горшки с унитазами обжигал.
Закончив укладку, поджёг печь и стал медленно наращивать температуру, не дай бог резко поднимется, гарантированно бочки, трубы и половина горшков потрескается. До ста градусов на начальном этапе разогрева происходит удаление влаги из глины или другой керамической массы. Тут самое главное соблюдать равномерность нагрева, а скорость нагрева определяется толщиной стенок изделия: чем толще, тем медленнее должен быть нагрев. Медленно, медленно поднимаю температуру и открываю первый воздушный канал. Сейчас выгорают органические соединения и хороший приток воздуха особенно необходим. Через пару часов, как подниму ещё на двести градусов наступит самый опасный момент — фазовое превращение кварца в кристабаллит. Дикие скачки плотности, теплоёмкости, сжимаемости и коэффициента термического расширения. Если напортачить, в процессе охлаждения всё потрескается. Открываю окошко из кирпича. Горшки красненькие, словно светлячки. Поддаю ещё жару и открываю второй продух. Начинается сплавление. Из глины выделяется химически связанная вода, разлагается часть минералов, хлористые и азотнокислые соли. Чуть позже начинается взаимодействия кремнезёма с карбонатом кальция и магния. Собственно, спекание уже закончено, а прочность черепка обеспечивается за счет самых мелких частиц. Поддув на максимум и черепки белеют, начинают размягчатся полевые шпаты. О, запашок пошёл! Это интенсивно разлагаются сульфаты. На этом всё, выше температуру поднимать не стоит, не фарфор обжигаю.
Не успел обернуться, сутки пролетели и вот уж последний этап — охлаждение. Тоже важный. Следил, следил, да взял и заснул прямо у траншеи. Сон такой хороший снился, и сквозь сон слышу, идёт натуральная перестрелка. Караул, напали! Стоп, да откуда тут автоматчики?! Блин, да это же в печи что-то трещит. Холодный треск… Хреновое явление, значит, слишком быстро печь остывает. И ничего не сделать. Чёрт, чёрт. Добавляю жару и немного поднимаю температуру…
Утром, судя по цвету, температура ещё держится в районе градусов двести-двести пятьдесят. Замазываю смотровые отверстия, равномерность сейчас важна как никогда. В толстых частях горшков, а также в глубине печи температура гораздо выше, чем в тонких частях и по краям, а охлаждать надо равномерно. Землицу подсыпаю. Дичь, но ничего не поделаешь, регулирую как могу. Ну вот и финал. Затаив дыхание, достаю первые горшки и трубки. На вид ничего, цвет изменился, стал тёмно-коричневым, звенят изделия хорошо. Горшки не потекли, на изломе черепка нет черноты, а значит по времени угадал и дожёг до ума. Лизнул. А чего такого-то! Старый, надёжный метод проверки спечёности. Если язык не залип — отлично, а если наоборот, значит, в изделии полно пор и оно не набрало нужную прочность. Часть посуды растрескалась. Ничего страшного, пойдёт на шамот. Брак от холодного треска процентов десять, пятнадцать. Честно говоря, ожидал больше, до половины, ан нет, крепка советская власть! Вон какие здоровенные сосуды обжёг и это в траншее! В траншее, Карл, расскажи кому — не поверят! Кирпич, кстати, почти без потерь перенёс обжиг. Излом, как положено красный. Нет, всё-таки я молодец, большое дело сделал. Вот как поливной обжиг проведу, сразу Ивану Сергеевичу подкину реторт да трубок, да всяких других не менее интересных вещиц. Ну, а с завтрашнего дня глазури и пироскопы, в свободное время само собой. Для подбора шихты и пробного обжига, и тестирования я сложил новую печь и сделал ящичные меха. Для кладочной смеси пошли в дело раздробленные и перемолотые черепки. Подготовка шихты, отмучивание глины, обжиг кварца, чистка окалины, песка, обжиг извести, шпата… Много работы, а плохо сделаешь — фигня выйдет, а не глазурь. В современных глазурях что самое важное? Да, измельчение компонентов. Чем тоньше помол, тем лучше. Шихты для глазурей непрозрачные, похожие на молоко, в стекло превращаются только после обжига. Правда есть и непрозрачные глазури, глушёные. После обжига они остаются матовыми. Различают ещё полевошпатовые, земляные, свинцовые, борные, свинцово-борные, смешанные и соляные глазури, плюс масса экзотики, а по типу подготовки шихты — поливные и фриттованные.
Поливные глазури — это суспензии мельчайших частиц глины в воде, часто с добавлением соли или золы в качестве флюса. Исторически они самые первые появились, ещё в Древнем Египте пять тысяч лет назад. Эффект «самоглазурирования» — это когда глина, попадавшая на обжиг в печь, под воздействием древесной золы обретает некое покрытие схожее с глазурью. Главное достоинство поливных глазурей в обжигах при низких температурах, в пределах шестьсот-семьсот градусов. Проблема одна, такие глазури плавятся частично и остаются проницаемыми для воды, а значит, нам не подойдут.
А вот фриттованная керамика, по составу считай стекло, воду совершенно точно не пропускает. Зародилась там же, в Египте, но спустя две тысячи лет. А позже, уже в первом столетии до н. э. в Китае появляется сине-голубая свинцовая глазурь для фарфора, а дальше — пошло, поехало. Отличие от поливной в том, что шихту готовят отдельно. Сначала смешивают компоненты, потом выплавляют в виде стеклянных кусочков или фритт, а после их разбивают и измельчают. Чем и занимаюсь… А по-другому никак. Для перегонных аппаратов, труб, охладителей, реторт – ключевая, незаменимая технология.
Глазурь то, по сути, нечто среднее между стеклом и фарфором. Основа стекла — кварцевый песок и сода, а у фарфора — каолин, кварц и полевой шпат. Каолин, точнее оксид алюминия в его основе, обеспечивает тугоплавкость, а полевой шпат или сода, наоборот, легкоплавкость. Глазурь должна плавиться при более низкой температуре, чем основа глины. Поэтому сначала обжигают основу, получая тугоплавкую поверхность, а после наносят глазурь и обжигают её при более низкой температуре. Доведем технологию до ума и сможем делать подглазурные росписи. Вещь полезная для торговли. Надо только местные орнаменты у Квеле выпытать подробней, а может что своё придумать. Абстракцию какую, или узоры, геометрические. Я много чего забористого придумать могу, вогнать местных в шок. Например, люминофоры. Кстати, цвета росписи зависят от температуры обжига. Все пигменты, как правило, оксиды металлов, а чем выше температура, тем сильнее разлагаются красные и желтые цвета. Если вы обжигаете майолику у вас весь спектр красок. Чуть выше температура обжига и красные оттенки выгорают и исчезают, а для фарфора так вообще остаются лишь синие и черные цвета. Выбор пигментов у меня невелик —железную окалину можно использовать как сырьё для жёлтого, рыжего, коричневого и чёрного цветов, медь для зелёного. Плюс минералы. Волконскоит — из него выйдет отличная краска оливкового цвета с высокой лессировочной способностью, переливчатая, то есть. Из кочубеита в теории можно фиолетовый получить. Только вот как они себя поведут при обжиге. Эксперименты, эксперименты. НИОКР рулит!
Вторую неделю подбираю оптимальную шихту. Тяжело идёт и это при моём то, без сомнения колоссальном опыте! Сплошной брак гоню.
Самое неприятное при выплавке глазури несовпадение коэффициентов расширения керамики и стекла. Глазурь трескается и остывает, покрывшись сеткой мелких трещин, тип брака называется цек. Через трещины горшки пропускают воду к керамическому черепку и такой сосуд недолговечен. Пережог вызывает вскипание глазурного состава, и образуются характерные пузырьки. Для борьбы с этой засадой раз за разим изменяю процентное соотношение шихты, укрываю образцы более тонким слоем, а она собака стекает. А как победил цек, сразу начались отслоения и наплывы ну что ты будешь делать?! Пришлось часть сырой глины заменять на прокаленную, добавил в шликер гуммиарабик, улучшил помол. Матовость поборол, увеличив выдержку при максимальных температурах. Поднял длительность и на тебе пузырение. Для того, чтобы получить гладкую поверхность, газам нужно дать время выйти. Если этого не сделать, то пузырьки газа не успеют всплыть и застынут в толще глазурного покрытия. Так как вязкость вещества мне понизить очень сложно, то ещё увеличиваю время выдержки для того, чтобы дать пузырькам время всплыть на поверхность.
Всё поборол. Почти. Остались только мушки — это такие темные точки, появляются в результате попадания в глазурь железистых включений. Железа в глине немного, но его без магнитного сепаратора не убрать. Без вариантов.
Итог работы — два типа глазурей. Одна — из полевого шпата с небольшим количеством местной глины, имела после обжига грязно сатиновый белый цвет. Отдалённо чем-то напоминает глазури Сино, что были изобретены ещё в VI веке, в Японии, в период Момояма. Состав второй, основной в процентах: Полевой шпат — 38%, Известь — 17%, Песок — 26%, оксид железа — 7%, глина — 12%. Один в один глазурь Тэммоку.
Глина в смеси с железом при длительном обжиге повышает возможность перехода железа из глины в глазурь. Пока глазурь расплавлена железо может перейти на поверхность глазури в форме кристаллов, выглядящих как "нефтяные пятна", или остаться в глубине глазурного слоя, придавая глазури сильный глянцевый блеск. Длительное остывание позволило достичь максимальной кристаллизации поверхности. Применил так называемый «низкий огонь». Подкидывал дровишек после достижения максимальной температуры, чтобы замедлить процесс охлаждения и держать глазурь расплавленной как можно дольше. Глазурь вышла красивого тёмно- финикового цвета с черными пятнами по всей поверхности. Параллельно решил вопрос с пироскопами и используя соль, соду и поташ привязал составы к ключевым температурным режимам. Составил целую кучу таблиц и графиков. Линейные усадки при обжиге, кривые дегидрации, графики политого обжига и зависимости температур плавления глин от добавок солей, только благодаря чему довёл до ума пироскопы для промежуточных этапов. На начальной стадии здорово помогал биметаллический термометр. Уже что-то есть, теперь не буду словно слепой крот, в угадайку играть.
Самое трудное было измельчение, тонкий помол, от которого напрямую качество глазури зависит. Пока, к сожалению, всё ручками, ручками, пестом и дробилкой. Гастробайтерами выступали Нганго и Иван Сергеевич. За три дня натёрли нужное количество компонентов. Всё замешивал и разводил водой, получая готовый шликер, после чего процеживал массу через несколько слоёв ткани. Изделия перед обработкой тщательно обеспыливал, обдувая потоком воздуха из мехов. Когда шликер был готов, небольшие изделия окунали в него целиком, а крупные — тигли, пифосы и реторты приходилось тщательно промазывать кисточкой. Кстати, с сушкой всё удачно вышло, почти ничего не растрескалось. Жаль маловато шликера. Не на всё хватило. Без мельниц, как без рук.
Траншею для повторного обжига я немного изменил: сложил в торце дополнительный воздушный канал для тяги спиралью. А под ним — топливный чтобы, значит, воздух шёл в печь уже горячим, это важно для быстрого подъёма температуры. Сделал свод кирпичный, траву не использовал, пыли от неё много, стенки и свод утеплил вспученным перлитом вместо земли. Почти печь…
Когда у тебя есть часы, графики, приборы контроля, пусть даже самые примитивные, высокое искусство и гадание на кофейной гуще превращаются в банальную и скучную работу.
Медленный нагрев до сотни для равномерного прогрева изделия — час. Выдержка чтобы изделия прогрелись — тридцать минут. Медленный нагрев до шестидесяти. Выдержка час... Выдержка сорок на шести градусах фазовое превращение кварца, если недодержать, то можно получить холодный треск при охлаждении в глазури…. Воздушный канал открыть, воздушный канал закрыть. Когда знаешь и понимаешь что делать, процесс легко держать под контролем даже в траншее. Расплавляется глазурь, происходит окисление марганца, низших оксидов меди и прочих металлов, уж не знаю, какие у меня имеются.
При политом обжиге главное внимание на фазу охлаждения. Для снятия внутренних напряжений важно медленно проходить температурные участки превращения глазури из термопластического состояния в упругое. Температуры отвердевания для глазури пятьсот пятьдесят где-то. В начале охлаждение вести со скоростью пятьдесят градусов в час, а после застывания глазури по составленному графику от семидесяти до ста десяти. Масса тонкостей и хитростей.
Когда через сутки открывал печь, переживал, но не очень сильно — всё-таки квинтэссенция усилий почти за два месяца. Первое второе, трубы… Пифосы, пифосы главное целы, слава богам! Финиковые, с блестящей чернотой, словно из кожи мамбы, горшки один за одним извлекались из траншеи. Удача! Удача для всех нас.
Рубанки
Ярослав
Сегодня целый день ковал лезвия рубанков. Нам вскоре придётся обрабатывать множество деталей сложной формы — колёса, фигурные формы для литья, заклёпки для бочек. Но главное нужны чистовые соединения — ящиков, форм, бочек. Требуется тщательно выстругивать разнообразные пазы и гребни — а это целый зоопарк рубанков. Мартин и Павел Петрович накатили список в два десятка позиций. По минимуму, как они сказали. Ага...Если это не набор краснодеревщика, то я балерина!
Первые лезвия изготовил для фуганка. Есть такой длинный рубанок с двойным ножом для чистового строгания. Для его ножей нужно делать скосы с торцов, а по центру вырубать паз для стружколома и винта. Да-да, теперь, когда у нас был копир Леонардо, лезвие многих рубанков фиксировалось не клином, а деревянным винтом.
Узкий резец уходит в зензубель. Он именуется в русском языке — «отборник» и служит для выборки и зачистки пазов, прямоугольных срезов и фальцев. Резец там устанавливается только под прямым углом к колодке. Четыре сменных лезвия к подошвам фальцгебеля — этот рубанок копия зензубеля, но используется исключительно для отборки и зачистки четвертей. У него колодка имеет ступенчатую подошву, что и дает возможность точно отбирать четверти нужно размера.
Длинный нож с полукруглым стружколомом уйдёт в рубанок для выборки узких пазов или шпунтов — Шпунтубель. Он имеет упор, регулируемый тремя деревянными винтами, что позволяет выдерживать расстояние от кромки до края паза. Дополнили его ещё и упорным выступом, так что теперь Мартин сможет выбирать шпунт на нужную глубину. Паз есть, а значит есть и гребень.
Большое закруглённое лезвие — для узкого шерхебеля. Из всех рубанков он самый грубый и большой: угол между резцом и обрабатываемой поверхностью сорок пять градусов, идёт в дело исключительно для грубого строгания твёрдых, плохо раскалываемых вдоль волокон пород древесины — пальмы дум, акации и хурмы. Молочай в его услугах не нуждается. После шерхебеля тёска идёт рубанком и тонкая доводка фуганком. Такой чести удостаиваются далеко не все плоскости. Не на продажу делаем, да и времени нет.
Лезвие с насечками для нанесения мелких дорожек делаю для цинубеля — рубанка с укороченным корпусом. Им обрабатывают поверхности перед склеиванием. Второе лезвие, чуть толще, лёгким движением руки превратит его в шлифтик — рубанок для зачистки древесины с задирами и сучками и строгания торцов.
Лезвие крючок, вставляемое сбоку в колодку-бублик экзотической формы — грунтубель. Он служит для строгания дна паза трапециевидного сечения поперёк волокон. Пять сменных ножей для цикли. Это не рубанок — что-то вроде ручки с зажимом для сменных лезвий.
Поседение пять лезвий пошли под сменные подошвы, прикрепляемые к корпусу универсального рубанка с боковом выходом стружки. Сменные подошвы мы делали исключительно из хурмы, а после фиксировали их винтами к основному корпусу. Три выпуклых лезвия пойдут для подошв со сферической поверхностью — рубанок-горбач к вашим услугам! Используется для обработки фигурных кромок с разными внешними и внутренними диаметрами. Без него как без рук: колёса, шкивы, клёпки, детали для литейных форм — везде, где нужно обрабатывать вогнутые и выпуклые поверхности он необходим. Четвёртый нож делаю также выпуклой формы, но прямой. Он послужит для рубанка-галтеля, что в переводе с немецкого значит желобок. С его помощью мы будем выбирать полукруглые пазы разной ширины и глубины с различным радиусом кривизны. Пятый нож вогнутой формы, под соответствующую колодку — Штабгалтель. Из названия понятно — галтель, наоборот, обрабатывает полукруглые гребни.
Пока я ковал, а Павел делал колодки, Мартин доводил до ума лезвия, собирал рубанки и проверял качество строгания с помощью линейки и ножа. Если, приложив линейку к обработанной поверхности, он не обнаруживал просветов, то ставил на инструмент клеймо. Вот так то, знак качества! Целая эпопея. Нет, можно и вручную пазы выбивать. Только качество падает на порядок, да и время. Эх жаль фрезы нет…
Багдадская батарейка
Ярослав
Меня давно грызла мысль, а почему в инструкции на моей коже указано было только три этапа, когда там нужно четыре? Не уместилось? Ерунда. Может быть какая-то проверка. Не знаю я решил узнать это с помощью импульсов тока и азбуки Морзе, а для этого нужно ровно две вещи — источник тока и провода.
Багдадская батарейка — самый примитивный гальванический элемент из известных человечеству. Найден в Ираке, использовался в первом тысячелетием до нашей эры. Есть предположения, что применялся для электролитического покрытия серебряных предметов золотом. Вот его и сделаем. Небольшой тигель, сантиметров десять в высоту, используем как основу. Внутри установим железный стержень и медный цилиндр — они будут электродами. Необходимо закрепить стержень внутри медного цилиндра так, чтобы они не соприкасались и соединение не проводило электричество. Для изоляции возьмём смолу акации, а для удержания электродов придётся изготовить деревянную крышку с отверстиями. Съемную, само собой, для доступа к электролиту. А электролит у нас смесь кислот из сквашенных трав, получше чем соляной раствор, но всё равно слабоват, серная кислота куда лучше подошла бы, но что есть.
Такой элемент в лучшем случае выдаст из-за внутреннего напряжения и слабого электролита где-то 0,3 вольта. Для передачи сигнала за глаза.
Поскольку в электролите происходит поляризация и медный цилиндр покрывается пузырьками водорода, это снижает напряжение и нам придётся время от времени трясти батарею, или вынимать и вставлять крышку.
Медный «плюс», а железный электрод, соответственно, «минус». Стержень у меня давно готов, а медный цилиндр вчера отлил в форму. Провода у меня уже были, а я лишь изолировал самодельным лаком — окуная в густой раствор камеди. Последним сделал прерыватель из двух медных пластин. Всё. Можно Джону нести, пусть пытает нашу вундервафлю, чудо враждебного разума.
Биметаллический термометр
Ярослав
Термометр — первый инструмент, что должен изготовить попаданец. Однако, все про такой важный инструмент забывают. Более-менее сложную химию, спекание керамики, даже металлургию без него не потянешь. А времени он экономит! Ух!
Что такое биметаллический термометр? Обычный стержень, изготовленный из двух различных металлов, скрепленных вместе. Металлы сжимаются или расширяются с различной степенью при изменениях температуры. Металл верхней полоски при нагревании расширяется больше, чем нижний, поэтому стержень изгибается. При охлаждении наоборот он сильнее сжимается и заставляет стержень изгибаться в противоположном направлении тем самым двигая стрелку шкалы.
На практике используются несколько типов термометров, в основном спиральные. Скручивание и распрямление спирального элемента пропорционально изменениям температуры. Полоска там длинная и точность измерения в нём довольно высока. Однако с обычной спиралью мне не справиться, там для полосок обязательно требуется качественный прокат.
Но есть и другое решение для грубых полосок — удлиненный спиральный элемент или геликоида, что-то вроде пружины. Когда спираль нагревается, то она в результате раскручивается и двигает ось, которая, в свою очередь, передвигает стрелку по шкале в сторону более высоких показаний, а при охлаждении она работает наоборот. Вот такую плоскую спираль я точно смогу навить на обычную палку, плюс она удобно на различные трубки надевается, что важно для более точного определения температур, не зря я наконечники стандартизировал. Чем длинней спираль, тем больше ход стрелки и выше точность.
У нас в наличии всего три металла — железо, золото и медь. Последняя сразу отпадает, ибо непластичная, так как ещё не очищенная, а значит, в тонкую полоску я её расковать не смогу.
Температура плавления чистого железа тысяча пятьсот тридцать восемь градусов, а золота тысяча шестьдесят четыре. Но железо у меня явно не электролитическое. Придётся сначала приблизительно прикинуть его температуру плавления, используя данные диаграммы углерод-железо. Сыродутное железо не сталь, углерода в нём мало, поэтому его науглероживают, так как изделия из чистого железа получаются слишком мягкими. Примерное количество углерода мы сможем определить по искре: количество искр пропорционально содержанию углерода в металле, чем больше углерода, тем больше вспышек мы заметим в конце искры. Искр мало хорошо. Мне как раз такое и нужно. Если молотом ещё поработать, подвыбить шлаки то в нём где-то ноль целых три десятых процента углерода останется что даст нам… Так, сейчас подсчитаю, где-то тысячу четыреста двадцать градусов.
Однако, это далеко не все проблемы что всплыли при изготовлении такой простой на вид вещицы. Так, металлы могут закаливаться при воздействии температур свыше тысячи градусов в течение длительного времени. Закаливание биметаллических элементов понижает их чувствительность к изменениям температуры, и когда это происходит, то элемент не будет расширяться и сжиматься как обычно. То есть чуть передержал в печи, температуру превысил и всё, можно выкидывать. Металл после такого надругательства только в переплавку. Значит у нашего термометра температурный диапазон ноль-девятьсот, остальное пироскопами закрою.
В промышленности полоски термометра сплавляют между собой на особые флюсы и понятное дело сами полоски одинаковые по толщине. В теории для биметаллического термометра не нужно иметь пластины, точно выдержанные по толщине, так как каждый инструмент калибруется индивидуально. Достаточно чтобы они были примерно ровными, а соединить их можно клёпкой в нескольких точках.
Но вышло нехорошо. Как только я проковал первую пару полосок железа и золота в полсантиметра ширины то первая же проба показала большой разброс. Похоже я что-то не учёл. Нда, видно без проката не судьба! Хотя ну что в нём такого страшного? Мини прокатные вальцы сделаем без проблем:
станину сбили из цельного бруса, короткие и толстые валки выточили из древесины дум и пропитали восковой мастикой. Вот только подшипниковый узел с роликовыми подшипниками качения оказалось не так просто смастерить. Заготовку для них склеивали из нескольких пластин, а после на станке вытачивали паз под ролики. Сепаратор не делали. В качестве торцевой заглушки использовали пластину с отверстием под вал. Почему ролики, да потому что они без всякого сепаратора будут работать, а выточить их не в пример проще чем шары, которые придется к тому же точить по шаблону. Сам узел получился в виде квадратного блока и в пазе прижимался винтом сверху. Вальцы имели с торцов шестигранные насадки под ворот. Высота валков регулировалась подкладываемыми пластинами. Никаких повышающих дифференциалов и зубчатых колёс конструкцией не предусмотрено, каждый валок придётся вращать самостоятельно. Длина валков сорок сантиметров, по центру гладки — для проката полос глины, а вот справа в вальцах сделали уступ, на который насаживалось чугунное кольцо с ручьями для проволоки и тонких полосок. Кольца естественно набивались вровень с минимальном зазором. Пять размеров ручьёв для проволоки и столько же под полоски. Деревянной частью занимался Мартин, а на мне был чугун. У меня для него и форма была и тигли, подготовил на всякий пожарный, и вот пригодилось. Часто приходилось слушать, что мол в Китае ещё в пятом веке до нашей эры чугун научились плавить, а вот в Европе первые домны это только пятнадцатый век. На основании находок целые теории про невероятные цивилизации древности выводили. Забывали простую вещь. Да китайцы плавили чугун, только с плавнями и из сыродутного, кричного железа. Сначала адскими трудом проковывали крицы выбивая шлаки, а после добавляли уголь, плавни и в результате плавили его при температуре на сто градусов ниже, чем бронзу. Вот так-то, домны тут совсем не причём. Хотя мне такой не к чему. Новая печь без проблем расплавит железо и превратит в чугун. Тем более белый чугун, получаемый за счёт быстрого охлаждения, на валки сойдёт, а значит, не будет никаких проблем, связанных с выдержкой и получением серого чугуна. Правда, есть одна проблема, чугун он такой, слабо текучий. А для ручья нужна качественная отливка высокой точности. Чтобы улучшить текучесть, я добавил в шихту два процента меди, а Мартина озадачил изготовлением горизонтальной центробежной машины для литья: рама с гнездами под два вала, подшипниковые узлы. Ближе к вершине основного вала закреплён рычаг, где у нас устанавливается форма для литья с ручьём и питателем, чуть выше насажен малый шкив. На втором валу шкив побольше и рычаг. Соотношение дисков один к десяти, это чтобы до тысячи оборотов коромысловый раскрутить — мини-центрифуга.
В общем подготовился и отлил кольца с первого раза. Как остыли, ручьи проточили, отшлифовали и отполировали, после чего я закалил вальцы. Прокатывать нам нужно золото и мягкое железо — всё должно получиться, не сомневаюсь. Золото прокатал, как по маслу пошло, а вот с железом пришлось повозиться. С Иваном разработали смазку для валов на основе крахмала, перлита и толчённого угля. Вот! Совсем другое дело.
Крутили валки вместе с Нганго. Тяжело без мультипликатора. Сначала раскатать тонкую проволоку, потом из неё полоски. До двадцати проходов. Тяжело. Я не раз пожалел, что не стал делать повышающий дифференциал. Несколько метров золотой проволоки оставим на провода. Ну вот. Готово. А никто не верил. Говорили невозможно! Ага, сопромат учите! Вот если бы полоски в палец, тогда стан из дерева не сделать. Осталось склепать и откалибровать. Однако и тут засада! Где взять эталон температуры? У нас есть температура кипения воды — сто градусов, а с другой точка замерзания. Но где лёд, Карл, где? Вихревой холодильник без мощного потока воздуха от вентилятора нет никакого смысла собирать. Придется калибровать по спирту, а он у нас не рафинированный, и мы даже не знаем сколько в нём градусов. Следовательно, нужно сделать ареометр — для определения плотности спирта и точного вычисления температуры его кипения. Прибор этот элементарный и делается на коленке — полая трубка с утяжелителем-поплавком. Опускаем её в жидкость и вуаля. По закону Архимеда глубина её погружения зависит от плотности жидкости, и нам остаётся только проградуировать стержень.
Изобретение ареометра приписывают Гипатии Александрийской, которую как известно растерзали в 415-м году христианские фанатики. Однако, в тёмные века изобретения Гипатии были забыты и всплыли только у арабов в одиннадцатом веке. Потом его снова забыли и вновь изобрели аж в восемнадцатом веке. Известный персонаж между прочем его переоткрыл. Физик, изобретатель шарльера — воздушного шара, наполняемого водородом, Жак Александр Сезар Шарль.
В наши дни ареометр делается из стекла, а шкала находится внутри. Однако, быть стеклянным ему совершенно не обязательно. Можно, к примеру, взять тростниковую палочку и плотно заткнуть ее тяжелым камешком с одной стороны и проградуировать. Правда, такая вещь одноразовая и не практичная. О трубке, разумеется, я позаботился. Выдавил пару штук рычажным прессом, а до политого обжига нанёс на них шкалу, калибровал его не рисованием меток, а подсыпанием груза в поплавок полусферу. Ареометр мне здорово помог при определении плотности электролита в багдадской батарее, а Иван, как его увидел, хоп, и сразу к себе утащил. Оно и понятно ареометр может не только спирт, но и концентрацию кислот измерить и даже плотность дубильных растворов, а то работать как баркометр.
Опередил плотность, навил на палку полоску. Сделал шкалу с медной стрелкой и вперёд, с песней...
Этанол у нас кипит при семидесяти восьми градусах, а водка крепостью сорок градусов — при девяносто четырёх. Далее разбавляем смесь и строим диаграмму кипения фракций тридцать пять процентов спирта — девяносто пять градусов; тридцать — девяносто шесть градусов; двадцать — девяносто семь и пять десятых градусов. Построил шкалу, отградуировал и две геликоидых спирали, и обычные полоски. Точность, за счёт длины плюс-минус градус — не самый худший вариант, а уж Иван и вовсе был на седьмом небе от счастья, без термометра у него с очисткой толуола возникли серьёзные проблемы…
Гончарный круг
Мартин
Герр Ярослав всегда предоставляет исключительного качества чертежи. Размеры каждой детали, общий вид и даже последовательность сборки. Одно удовольствие работать. У него целая гора табличек с чертежами и кинетическими схемами. Вопросов я ему лишних не задаю, он и так крепко занят этими маленькими пирамидками. День и ночь у печи проводит.
По плану сегодня - детали для гончарного круга. Взявшись за дело, мы с герром Павлом разделили кто из какую деталь будет делать и только после этого взялись за работу. Я на токарном - вытачивал шипы, заготовки под винты и шпиндель, а он взял на себя станину и маховое колесо.
Деталей для круга понадобилось много - для станины пять - брусков 75х75 мм длиной 900 мм -ножки, на перекладины семь брусков 75х50 мм такой же длины, педаль одна в виде бруска 75х50 мм длиной 1200мм, лоток, сиденье, маховое колесо из пальмы дум склеенное. Для кривошипа вал их акации 30 мм, длинной 800 мм, верхний диск гончарного круга 350 мм, толщиной 20 мм. диски для крепления маховика на вал две штуки ,кронштейн крепления педали, шатун, муфта для удержания шатуна на вале кривошипа, крюк костяной для веревки, подшипники, винты деревянные 24 штуки Когда детали были готовы мы сбили станину треугольную призму с отверстиями по центру поперечин, под шпиндель, для установки маховика. маховое колесо установили на плоский радиальный подшипник с роликами из вываренной в масле древесины хурмы. В его центр, на клей, установили самую сложную деталь - кривошип который получился довольно массивным. После закончили сборку рамы и одев на кривошип перекладину зафиксировали его, одев на навершие вала одели верхний диск для работы с глиной. Закончив с механизмом, посадили на шипы сидение и лоток для теста. В самом конце соединили ножной рычаг педали с шатуном и верёвкой. В этом нехитром устройства для раскрутки маховика не нужно раскручивать само колесо, а достаточно отталкивать от себя рычаг, который будучи связанным с кривошипом раскручивал через него маховик. Как говорит герр Ярослав работать на таком гораздо удобней чем на обычном, так как конструкция этого круга позволяет сидеть на слегка наклонённом сидении, а педаль маховика удобно регулируется.
Свивальный станок
Мартин
Герр Ярослав снова что удумал! Свивальный станок! Рама, по низу балка с глухим отверстием, в неё вставлен диск с десятком шпинделей, на которые одеваются катушки с нитями. От катушки через держатель нить идет в фильеру-успокоитель, где и скручивается при вращении, и идёт наверх, где проходит через два ролика, а дальше через шнур к дереву, на конце груз. Диск с катушками вращается вручную посредством хитрой ременной угловой передачи на пересекающихся осях, совмещенных со ступенчатыми шкивом. Пока это самое сложное из устройств, что мы сделали. Можно изменять угловую скорость ведомого вала при постоянной скорости ведущего. Ступени шкивов располагаются так, чтобы меньшая ступень одного шкива находилась против большей ступени другого. При необходимости можно регулировать скорость вращения диска. Основная сложность не вращать диск, а постоянно смотреть чтобы верёвки не спутались и не слетели с катушек. Оригинальная схема, но, по сути, не что иное как вертикальный крутильный стан. Удобно и быстро. Шнур длиной в пятьдесят метров за двадцать минут, этого того стоило!
Крутильный стан
Мартин
— Герр Павел, свивальный станок отличная идея для шнуров. Однако, для верёвок он совершено не годится, а скручивать вручную сотни метров — плохая идея.
— Что вы хотите предложить, Мартин Людвигович?
— Деревенский крутильный стан! Подростком, знаете ли, приходилось работать на таком. На редкость простое устройство, всего из двух станков или досок, это уже как вам угодно будет. Передняя доска предназначена для свивания веревки из трёх нитей. Она с отверстием, в которое вставлена ручка с крючком на конце. Он там свободно вращается. Шайба для уменьшения трения между доской и ручкой. Шайбу желательно смазать. При работе на крючок действует большая нагрузка, стремящаяся выдернуть его из ручки. так что конец крючка лучше сделать с резьбой, туго ввинтить его в отверстие ручки, предварительно заполненное клеем. Поскольку хорошо скрученный шпагат во время остановки станка будет стремиться раскрутиться, для предотвращения этого в доске сделаем отверстие под стопорный штифт, фиксирующий ручку. Учитывая, что в зависимости от натяжения шпагата при свивании веревки передний станок придется переставлять и придвигать к заднему эту часть лучше сделать переносной.
— Мартин, я, кажется, понял о чём вы говорите. У нас подобный станок называется просак. Есть даже такое выражение «попасть в просак», что значит попасть в глупое положение. А пошло оно, когда мужики, работавшие на скрутке веревок, бывало, попади в станок бородой, что приводило к неловкой ситуации и служило предметом насмешек соседей. Ну да оставим это. Рассказывайте дальше.
— Задняя доска длинней, а в отверстиях у неё устанавливаются три ручки. Расстояние между ними зависит от длины изготавливаемой веревки — чем больше её длина, тем больше расстояние. В ручках установлены крючки, требующие, как и крючок в переднем станке, прочного крепления. На них надета планка, назначение которой синхронизация движения ручек. Это необходимо для того, чтобы каждая нить веревки была скручена одинаково. На планке сделаны две ручки, с помощью которых планку, а вместе с ней и ручки с крючками, приводят в движение. Чтобы она не соскочила с ручек, её перемещение придётся ограничивать шайбами, также надо сделать стопорные штифты. И последнее — разделительная планка. Дощечка с выемками для прохода шпагата, которые располагают с боков планки в шахматном порядке.
— А расстояние между ближайшими выемками равно расстоянию между ручками в заднем станке!
— Совершенно точно, герр Павел.
Станок мы собрали всего за пол дня. Новым инструментом с костяными ручками приятно работать! Не то что в первые дни. Теперь проверка станка. Берём три отрезка шпагата, с одной стороны связываем их концы и цепляем за крючок переднего станка, а с другой на свободных концах шпагата завязываем петли и надеваем их на крючки заднего станка. Оба станка закрепляем так, чтоб шпагат был натянут. Передний стопорим штифтом. Герр Павел у переднего станка, а я начинаю вращать ручки. Герр Павел следит за натяжением и передвигает постепенно свой станок ближе к заднему. Когда скручиванием шпагата пройдена десятая часть первоначальной длины, стопорим станок и между не скрученным еще шпагатом, как можно ближе к переднему станку устанавливаем разделительную планку. Дальше, я начинаю вращать ручку. По мере свивания разделительную планку передвигаем вдоль шпагата в сторону заднего станка. Докручиваем рукой и снимаем верёвку с обоих станков, а конец завязываем в узел. Готово! Вопрос с верёвками наконец решён.
Керамическая связка для абразивов
Ярослав
Абразивы наша слабая сторона, да, и как только мы сварили клей сразу сделали наждачную шкурку на кожаной основе, но этого мало. Нужны бруски-абразивы и главное круги. Вот только высверливать их из камня нет никого желания. На один такой круг требовалось до месяца ручного труда. Из кремнистого известняка накололи брусков и всё, а этого мало. Так что параллельно работе с глазурями я подбирал подходящую фритту для абразивов. Каолин, шпинель, кварц, полевой шпат, жидкое стекло, сода, поташ, глина вот и всё. Негусто. Однако действовал по-старому. Записывал пропорции, составы, температуры обжига. Под прессом формировал брусочки абразива и запекал. Шпинель дробили, измельчали, а после промывали. Смесь из разных фракций интенсивно перемешивали с водой и полученную пульпу подавали на пяти-витковый винтовой сепаратор.
В этом агрегате обогащение и разделение частиц происходит в потоке жидкости, движущейся по винтовому жёлобу. Пульпа подаётся сверху и под действием силы тяжести стекает по нему вниз в виде тонкого слоя. При движении по жёлобу частицы распределяются по глубине потока в соответствии с их гидравлической крупностью. Одновременно под влиянием циркулирующих потоков воды, центробежных и гравитационных сил происходит перемещение частиц в поперечном направлении: находящиеся в верхних слоях частицы лёгких минералов относятся потоком к внешнему борту, а находящиеся в нижних слоях частицы тяжёлых минералов к внутреннему. Отсекатели в конце последнего витка разделяют потоки, движущиеся параллельно со второго или третьего витка, и выводят пульпу в разные ёмкости. Однако в устройстве есть масса хитростей: чтобы получить витки нужного уклона и крутизны, надо разбираться в теории потока жидкостей. Дело в том, что крупность и плотность частиц питания при обогащении на винтовом сепараторе определяется соотношением сил, действующих на частицы в поперечном направлении, и зависит от их плотности. Верхний предел крупности частиц кварца достигает двенадцати миллиметров, а частиц более тяжёлых минералов два-три миллиметра.
Форма частиц определяется коэффициентом сферичности, с увеличением которого извлечение частиц в концентрат на винтовом сепараторе уменьшается. Так что для каждого минерала требуется высчитывать шаг и глубину витков, угол наклона и опытным путём, выяснять скорость потока жидкости. Если ты никогда ранее не проектировал и не работал на сепараторах, то КПД выйдет смешное, а то вообще потоки не разделишь. Поэтому фактически их начали использовать в обогащении только в конце XIX века. После нескольких экспериментов я выявил нужные параметры и Мартин по моим чертежам изготовил шаблоны для формирования желобов под шпинель. Сепаратор из керамики никто и никогда не делал. Частицы абразивов быстро приведут поверхность в негодность, что говорить, даже у чугунных сепараторов срок службы от силы год. Потом сделаю сепаратор побольше и покрытие каучуковое, как только винтовой пресс закончим. Получив через пару недель и фритту и четыре размера порошков шпинели, я за один раз изготовил двадцать шесть точильных брусков и кругов путём прессования и дальнейшего обжига, за что удостоился сердечной благодарности от наших столяров.
Солнечные часы. Песочная доска для чертежей
Ярослав
Чертежи, графики, диаграммы нужно постоянно корректировать, а на такое дело глиняных табличек не напасешься, а папирус ещё в процессе. Что бы придумать. О! Возьмём на вооружение опыт древнегреческих геометров.
На заказ из молочая, на шипах собрали планшет А2, по краю которого пустили рамку. При размоле седьмой разновидности клинохлора в порошок, я обратил внимание, что у него необычный снежно-белый цвет. Его и взял за основу смешав с обычным, промытым, его немного осталось после промывки глины. Добавил раствора гуммиарабика, увлажнил и нанес ровным слоем. Прилипает хорошо, держится при наклоне, чёрточки не такие хорошие как на глине, но тоже неплохо. Для мозгового штурма, самое то. Выстругал палочку, к ней три насадки, из обломка кости, сделал плоский шпатель, для разравнивания. Готово. Только опробовать не успел, сей инструмент у меня сразу прихватизировал Мартин. Да ну и пусть, ему нужней. Как только воск очистим, я себе восковую сделаю, для занесения ценных мыслей, пока они не уплыли в дали Вселенной. На руку табличку присобачу, или на ногу, стилус. Восковый тактический планшет. Крутотень!
Не бесплатно отдал, он на следующий день изготовил за это ровный, полуметровый диск с отверстием под шпиль. Быстро сделал и вопросов глупых не задавал. Хотя чего тут непонятного, это основа для простейших из солнечных часов — экваториальных. Диск дошлифовал, отполировал, а после с помощью циркуля и угольного карандаша начертил циферблат с часами и минутами. Перпендикулярно плоскости вставил стержень, направленный на Южный полюс. Тень от него играет роль стрелки, причём шкала на циферблате равномерная, то есть, все часовые и минутные деления равны между собой. Так что теперь могу с точностью до минуты отслеживать время и поддерживать трудовую дисциплину. Час, тридцать, жара! Ну а если честно, часы первейшее дело для химии и для вычисления точки весеннего равноденствия.
Копир Леонардо
Мартин
Занятная вещь этот копир и, главное, прост до безобразия. И откуда герр Ярослав такие вещицы знает? Крепко сбитая, усиленная рамка, внутри которой закреплён эталонный деревянный винт, а в торцах фиксатор и резец. Фиксатор двигается по мастер-винту, а нарезает резьбу на заготовке. Для нарезания резьбы в раму через переходник устанавливалась заготовка. Резьбу нарезали, вращая рамку по часовой стрелке.
Для нарезки эталонного винта пришлось нам с герром Иваном попотеть. Сначала заготовку разметили и после, по контрольным точкам навили на цилиндрик пропитанную угольной пастой нить. Для нарезки заготовку закрепили на верстаке и сделали муфту с пропилом под резец. Надели её на винт, зажали струбциной. Таким образом, он был жёстко зафиксирован на небольшом участке и через прорез можно было делать только резьбу с правильным углом и нужной глубины. Удобно, но довольно медленно по сравнению с гребёнкой. Нарезал и снова переставляй и крепи муфту. Потребовалось больше часа чтобы нарезать один эталонный винт. Для работы с рамой копира нарезали три типа винтов, а для нарезки внутренней резьбы нужна другая рама. В ней мастер винт фиксировался и на конце имелся резец под размер болта. Так по мастер-винту нарезалась внутренняя резьба. Для гаек и болтов идеально подошла очень твёрдая древесина хурмы, всё же она из семейства эбеновых. Изделия у нас выходили толстенькие, без шляпки, поскольку её изготовление в два раза увеличивало трудозатраты. В качестве смазки использовали масло. Для закручивания болта верхнюю часть у него стачивали под четырёхгранник, а в случае, если нужно было закручивать под уровень пробовали пропил, однако, он часто расщеплял винт пополам и тогда герр Ярослав предложил выжигать по центру треугольный паз, а после зачищать его для чего сделал нам железный трёхгранник. С гайками проблем никаких: вытачиваем цилиндр, разрезаем на заготовки, высверливаем отверстие по центру, а после стамеской скалываем шесть граней.
Папирус
Джон
Второй месяц пошёл, как я оказался вовлечён в непонятную историю эту и мне здесь не нравится. Совсем. Я успел лишиться ноги и несколько раз моя жизнь висела волоске. Каждый день стоит удушающая жара и она не такая безобидная как в родном Канзасе. Почти каждую ночь снится дом, семья. Вот и сегодня. Я маленький, лет шесть. Мать налила кружку холодного молока и я, залпом выпив его, как на крыльях бегу помогать отцу собирать созревшую хурму на нашей ферме. Она не такая как тут, упругая, ярко-оранжевого цвета и размером куда больше моего кулака и сладкая, очень сладкая, словно мармелад, с нежными тающими во рту прожилками. Наша хурма гордость семьи! Она лучшая во всём штате! Совсем не то кислое недоразумение, чем меня угостил на днях Нганго. Тьфу. Кислятина.
Несмотря на то, что мне рассказал сэр Ярослав, я всё еще надеюсь вернуться домой, я не верю, что мы в другом мире. Не верю! Но, с другой стороны, как не верить своим глазам? Здесь совсем другое небо, странные гиены, гигантские буйволы с рогами чуть ли не вдвое больше моего роста. Признаться, в тот момент, когда на меня неслось это чудовище с налитыми кровью глазами, я и вовсе не наделся остаться в живых. Только благодаря заступничеству всевышнего и сэру Ярославу, во второй раз спасшему меня от верной гибели, я здоров и в безопасности. Если бы не нога! Она постоянно болит, и если бы не напитки этого хитрого старика… Сэр Ярослав обещал, что боли скоро прекратятся и месяца через четыре, как только ткань зарубцуются и огрубеет, он сделает мне ботинок с колодкой и я смогу ходить! Ходить, без этого мерзкого, натирающего подмышку костыля!
Мои дни протекают однообразно. Утром мне приносят пучок прочёсанных волокон, которые я сначала сортирую по длине и толщине, после вытягиваю и свиваю на катушку нить. После обеда и до самого вечера занимаюсь папирусом. Поначалу с ним было не всё гладко. Когда время выдержки полосок подошло мне, прямо сюда подняли столик для формовки листов из полосок под размер. Первый слой укладывал внахлёст, второй слой — поперёк. Ничего сложного, только аккуратность. Чуть зазевался, неточно уложил полоску и лист с браком. Промывать их заново, расклеивать — мороки больше. Проблемы было ровно две. Для прокладывания листа под прессом требовалось ткань и войлок, а у нас нет ни того, ни другого. Я, конечно, ничего этого не знал, я даже понятия не имел как этот самый папирус делали, я и видел его всего один раз, в Лувре. Нам, сразу после победы дали отпуск, ох и покутили мы тогда с ребятами из шифровального отдела. Француженки... Такие нежные, страстные. Какое время было!
Так вот, сэр Ярослав предложил вместо бумаги использовать обрезанные перфорированные листы драцены. Покрытая тонким слоем растительного воска нижняя часть листа отлично для этого подходила. Вместо войлока они с сэром Иваном сделали аналог из волокон баобаба. Собрали самую мелкую труху, после как следует измельчали и добавляли туда разведенную камедь для склеивания, а потом под прессом формировали массы в листы толщиной в палец и вешали на просушку. Так что, каждый день я формирую пару бутербродов по десять листов. К вечеру их укладывали между досок, прижимая длинным, крепким рычагом с нагруженным тяжёлым бревном-прессом.
Вечерами, когда руки уже не могли держать ничего тяжелей палочки для письма, я занимался составлением словаря с Квеле. Изредка к нам присоединялся сэр Ярослав. Оказалось, что познавать тайны чужого языка крайне интересное занятие. А вот про старика могу сказать одно, он себе на уме. Хочет казаться глупей чем он есть на самом деле, при этом попросил научить меня нашей, десятичной системе счисления. Ну вот как, вообще, мог догадаться, что это цифры? Не понимаю!
Воск и столярный клей
Иван Сергеевич
Ярослав Александрович, наконец, сделал горшок литров на восемьдесят, а с ним, еще один поменьше. Он всегда так делает, запекает один в другом, чтобы, значится, и место сэкономить и разные составы шихты опробовать. А когда уж термометр сделал, так я и вовсе был готов от радости его на руках носить. Никогда не предполагал, что такое будет возможно в диких условиях!
Использовать буду рога, только из них выходит клей исключительного качества. Рога я заранее раздробил и замочил. Признать никогда таких громадных не видел!
Горшок поменьше установил внутри большого, сделал водяную баню. Тепло в горшок с клеем будет передаваться через воду и температура в нём, не поднимется выше температуры кипения. Кости буду вываривать, не доводя до кипения, примерно при восьмидесяти пяти градусах. Ни в коем случае не выше! При варке клея важно постоянное перемешивание и, само собой, для этой работы мы приспособили мешалку. Во время варки жидкую часть я сливал во второй горшок, а после выпаривал около часа до желеобразной консистенции. Полученное желе откидывал на ткань, формировал ромбики и подвешивал их сушиться под навесом, в тени. После, в первый горшок снова доливал воды до верха и вываривал заново. В воду добавили дубильный отвар из корней акации, раствор убережет от плесени и придаст клею водостойкость. Выход клея чуть больше десяти килограмм, примерно, пятую часть от веса костей. Всяческих хитростей я знаю немало. В тридцатом консультировал самого Бродсона, вместе писали справочник Кустаря. Вот, к примеру: если на одну часть клея взять столько же сахару, четверть гашеной извести и воды, сахар растворить, добавить известь, нагреть, да добавить воды, получим уникальный универсальный клей — синдетикон пригодный для склеивания дерева, металла, керамики, фарфора. Если добавим часть олифы на четыре части клея, получим водостойкий. Массу рецептов знаю, как папирусный лист сделаем, так и запишу что вспомню.
Ну, а на следующий день занялся воском. Также на водяной бане кипятил, размешивал. Во время нагревания со смесью происходит что-то, похожее на процесс кипячения молока — на поверхности образуется густая пена, которая может убежать, поэтому нужно постоянно следить. Когда я посчитал процесс завершённым, обвязал горлышко горшка тканью из баобаба в два слоя и перелил разогретый воск в другой горшок, закопанный в слегка остывшие угли. Эту хитрость не каждый знает, воск должен медленно остыть. Использовать можно не раньше, чем через сутки.
Обогатительное оборудование, бочки, кульман
Павел Петрович
Для разных типов мельниц и замачивания глины нам пришлось налаживать производство бочек из крепкой пальмы дум, так как выдолбленные из баобаба, совершенно не годились для дробления. Я неплохо разбирался в особенностях технологии, когда-то держал в своём имении Луховское бондарную мастерскую. Корабли кораблями, а основной доход мне приносили бочонки и лён, а дело это простое только на первый взгляд. Нам гнутые клёпки не понадобились, обошлись цилиндрическими ровными формами, но даже такую упрощенную бочку, вот так за один присест не сделать, пришлось мастерить массу бондарных приспособлений и инструмента. Первым делом я подобрал бочарную траву, тот же папирус подошел отлично. Когда вы не уверены, что клепки пригнаны друг к другу с достаточной точностью, вот тут-то и выручит травушка. Но главной проблемой оказалось найти годный материал на обруч. От его качества зависит сможет ли бочка держать клёпки. В нашей мастерской для клёпок мы использовали сирень, и прежде всего я попросил Нганго набрать мне два десятка самых гибких корней и веток с разных деревьев. Из полученных образцов я обнаружил годные ветки слегка розоватого цвета, похожие по прочности и гибкости на черёмуху, которая способна сжимать и растягивать волокна. Даже засохшие ветки чутко реагируют на изменение влажности воздуха: выгибаясь вверх при увеличении влажности и опускаясь вниз при наступлении сухой погоды. Поэтому нередко ветки эти используют вместо барометров. Ветку на обручи разрезал вдоль на две части и вымачивал.
Замки для обручей изготавливал сам — это очень ответственное дело, абы кого подпускать нельзя. Сначала в местах посадки на бочку, следует определить размеры окружностей остова, немного прибавить запах концов в замке и, с учетом этого, отобрать необходимое количество, требуемую длину и сечение. Всё по науке. Не менее важная часть — разминка обруча перед работой. Сперва руками, а после киянкой на круглой колодке. Проминаю на небольших участках чтобы почувствовать его гибкость. Ежели она не ощущается, то древесина начинает потрескивать, значит непременно снимаем слой древесины с внутренней стороны. Но! Тут, важно не переусердствовать.
Пропаренную и промятую заготовку опоясываю вокруг остова бондарной посуды, перехлестываю концы, на которых провожу карандашом поперечную линию, которая станет ориентиром при вырезании элементов шипового замка. Концы заготовки, расположенные за пределами этих линий, срезаю на ус. Затем вырезаю крючкообразные шипы — один справа, другой слева. То есть, они расположены относительно друг друга как бы в зеркальном изображении. На некотором расстоянии от каждого шипа делаю неглубокие зарубки под острыми углами к продольной оси. На участке, ограниченном шипом и срезом, снимаем слой древесины на небольшую глубину. При вязке обруча в эти углубления я заправлю концы.
Но для крупных бочек шиповой замок слабоват, так что для них буду резать наш луховской замок повышенной прочности, такой по прочности почти не уступает железным. Размечаю обруч и удаляю часть, отмеченную треугольником, в результате у нас образуется выступ, которым один конец обруча зацепляется за другой, где предусмотрен аналогичный зацеп. Второй треугольник не вырезаю и поскольку часть ленты остается в неприкосновенности, замок получается очень прочным. Дальше, работая полукруглой стамеской, формирую жёлоб. Ленту переворачиваю на выпуклую сторону и на ней делаю второй жёлоб. Замок готов. Говорил больше! Теперь переворачиваю ленту и на внутренней стороне в районе метки на другом конце обруча режу точно такой же замок. Треугольники как бы оказываются на противоположных краях ленты. Чем точней вырезать обе части замка, тем прочней соединение. Почти готово…
Тут вот ещё в чём дело — обычные бочки, выпуклые, нам не осилить. Это я сразу Ярославу сказал, а вот цилиндрические просты для изготовления, хотя по качеству уступают выпуклым. При небольшой усушке на них обручи не подтянуть. Зато клёпки для них представляют собой прямоугольные желобчатые дощечки — никакой мороки. Делать легко, но сложно соединять обручами. Ещё проще в изготовлении конические бочки. У них верхние и нижние части различных размеров, поэтому при натягивании обруча на широкую часть достигается очень прочное стягивание клепок. Поэтому, для шаровой мельницы мы изготовили небольшие цилиндрические бочки с толстыми клёпками из пальмы дум, для вымачивания глины и охлаждения дистиллятора — конические с клёпками из молочая. Остальную мелочь вроде вёдер, ушат и шаек я и вовсе не считал.
Расчёты клёпок мы проводили по силуэтам наклеивая листа папируса на дощечку. Изготовили двенадцать шаблонов, посредством которых определяли направление и угол скоса боковой кромки, а также кривизну поверхности. Пропорциональные шаблоны! Вот! Хитрое словечко какое. А у моих мужиков эти доски по-простому зовутся — бондарные скобы. Вещица первейшей важности — с её помощью контролируют кривизну выпуклой поверхности клепки, определяют скосы боковых кромок и ширину клепок у торцов. Скоба известна много столетий и чем она точней, тем лучшей выйдет бочка иль ведро. У меня в мастерской скоб больше сотни под вёдра, шайки, лейки бочонки одно, двух и трёх вёдерные…
Теперь сами клёпки или лады. Тут я использовал нижнюю часть старой акации. По уму древесину под клёпки надо заготавливать за год, а лучше за два, да сушить в зерне. Проблему с не совсем походящей влажностью я обрисовал, и сообща мы споро её решили: Иван Петрович подобрал раствор из соды и спирта, с добавкой жира, чтобы выдержать дерево до нужной гибкости, а Ярослав Александрович высушивал клёпки до нужной влажности в особом котле для пропаривания клёпок. Очень хорошие люди собрались божьим проведением. Как говорят фрацузы — belles paroles ne font pas bouillir la marmite! (красивые слова в горшке не кипятить).
А Ярослав то всё по науке делает — взвешивает клёпки, очищает от заусенцев, опила, после чего торцы закрывает смолой и снова взвешивает. А я-то по-простому, по-нашему привык: если оставленная рубанком тонкая стружка легко сминается — значит-с, материал влажный. Если стружка ломается и крошится, это указывает на то, что дерево довольно сухое. Если же выкрошивается сама древесина, значит-с, клёпки пересушили.
Первый инструмент бондаря — круговой рубанок-горбач. В отличие от столярного горбача, бондарный имеет направляющую доску, которая скользит во время работы по торцу бондарной посуды и обеспечивает постоянную ширину зачищаемой поверхности, а диаметр подошвы зависит от внутреннего диаметра остова бочки.
Наконец, сбили колоду для шлифовки клёпок. Инструмент для их нарезки называется — уторник. Он немного напоминает круговой горбач — также имеет направляющую планку, что во время работы упирается в торцы клепок и скользит по ним. В уторнике выдолблено два сквозных, расположенных перпендикулярно друг другу отверстия. В первое — вставлен подвижной брус с закреплённым в нём резцом, во второе — зажимный клин, с помощью которого выдвигаемый на различную высоту брус с резцом фиксируется в нужном положении. Благодаря этому, можно нарезать уторы на различном расстоянии от края.
Следующий инструмент, что нам пришлось ладить — натяг. Как понятно из названия, с его помощью на остов надевают уторные обручи. Он состоит из деревянного бруска с рукояткой на одном конце и металлическим крючком на другом. При надевании на бочку или кадку обруч зацепляют крюком, а торец деревянного бруска упирают в край посуды, предварительно стянув остов с помощью ворота веревкой. Нажав на рукоятку, часть обруча натягивают на край клепок. Затем его передвигают вдоль борта и натягивают на остов все остальные участки обруча. Для набивки и осадки деревянных обручей сделали набойку из древесины дум.
Перекусили и сидим с Мартином, проверяем, плотно ли предварительно стянутые клёпки сошлись краями. Так вот-с, чтобы добиться контакта по всей боковой поверхности, нужно или добавить клёпку, или напротив вытащить лишнюю и уже после ставить обруч. Сцепка ленты у меня наработана — сгибаю её в кольцо, завожу друг за друга уступы замка, образовавшиеся в результате удаления треугольников, и заправляю концы ленты в желоба. Готовый обод сперва на бочку насаживаю руками, а после подравняв легкими ударами молотка торцы остова, до упора насаживаю набойником...
На малую бочку ставлю три обруча, на большую пять. Вот так-то, бочка вроде и простая с виду, а хитростей в ней как бирюлек у дурака!
Спешим с Мартином. Спешим-с! Да не без греха, криво косо, мне бы мастера за такую работу слова доброго не сказали. Да-с. Ну да ничего. У нас то, что главное? Чтоб не рассыпалась, не вино держать. К тому же, с каждой собранной бочкой клёпки ровней выходят. Инструментом, колодками да скобами разживаемся помаленьку, сами бочки ловчей собираем. Иван тут давеча заявил, что чем столько инструментов и приспособлений делать, проще бочку из баобаба выдолбить. Так я ему предложил попробовать, поучить нас уму-разуму!
— Ростом с Ивана, а умом с болвана! Не знаешь, кто таков, а?
Ишь ты, обиделся! Некоторым со стороны кажется, что бочку из клёпок дольше делать, чем выдолбить. Это, конечно, не так. Если использовать разделение труда, то бочка из клёпок вдвое быстрей делается, не говоря о том, что сборные бочки и легче выходят и прочней.
Мартин:
Ох, долго же мы с оснасткой для бочек возились! Нет, я имел общее представление о том, как их делают, но у нас то, во-первых, с деревянными обручам их уже лет сто не делали, а во-вторых, столько подводных камней всплыло! Без знаний и сноровки герра Павла, я бы не стал браться за столь непростые изделия, долбил бы в самом деле, как герр Иван предложил.
Два дня у нас ушло на полноценный верстак, совмещенный с колесней, благодарствуем герру Ярославу за чертеж. Стол для столярных работ состоял из верстачной доски и подверстачья, а по-другому — несущей рамы. Верстак оснастили фронтальными и торцевыми тисками, с помощью которых фиксировались заготовки, причём торцевые тиски сделали по ширине стола из прочной и массивной доски. В крышке стола и деревянных губках тисков насверлили отверстия, которые предназначались для установки прижимов и упоров различного сечения и высоты. Расставив упоры в нужной конфигурации, между ними можно закрепить деталь и поджимать её винтовым механизмом тисков. Исходя из толщины деревянной детали, можно использовать упор соответствующей высоты, который не будет выступать за край заготовки и мешать обработке.
Высота верстака чуть больше метра, длина два двадцать, а ширина метр. За таким будет удобно выполнять все основные операции, без частых сгибаний и вытягиваний, которые приводят к быстрому утомлению. Крышку мы изготовили не из молочая, а из досок акации потратив много сил на выстругивание, прифуговку кромок, склеивание и выравнивание. Раму собрали на шипах из массивного бруса. Под столешницей оборудовали две полки для инструмента. Роскошный и достойный мастера инструмент. Благодаря верстаку наши дальнейшие работы значительно ускорились. Нельзя не отметить помощь герра Ивана. Использовав сваренный им клей и кожу, мы, измельчив несколько видов имевшихся у нас абразивов, изготовили наждачную шкурку разной зернистости и деревянные колодки с зажимами.
Первым изделием, сделанным на верстаке, стало двухметровое колесо для привода. Обод, ступицу, шипы и подшипники делали только из пальмы дум, все остальное из молочая и акации. Колесо собиралось из косяков длиной двадцать восемь сантиметров. Павел обрабатывали их по шаблону с помощью рубанков горбылей, а после шлифовал колодой. Иван же с внутренней части косяка высверливал отверстия для установки туда спиц, а в торцах для соединения их меж собой. Я тем временем, занялся самыми ответственным элементом колеса — ступицей. После обточки заготовки по шаблону на станке, в центре, по продольной оси просверлил отверстие под ось. В средней, утолщенной части предварительно наметил циркулем и выдолбил гнёзда для шестнадцати спиц. С помощью клея и киянки насадил на ступицу спицы, сделав «репей». В отверстие по центру верстака мы установили шип, на который насадили «репей». Косяки на спицы одевали вдвоём, заодно соединяя их меж собой шипами. Без всякого сомнения, это был самый сложный этап сборки. Но мы справились, и слава Господу до наступления ночи успели собрать это колесо. Используя упоры прочно стянули его верёвкой по ободу, чтобы за ночь клей смог как следует схватиться. Нет никаких сомнений, без рубанков и верстка мы привозились бы с таким сложным изделием не мене трёх дней.
Помол шихты для глазури оказался трудной работой, бесполезно отнимающей время, и герр Ярослав решил, что ждать запуска ветряного привода нерационально, что было очевидно не только ему. Поэтому на следующее утро мы стали ладить привод для мельниц, на что у нас ушёл весь день.
Доделали пружинную дробилку, всё до неё руки не доходили. То верёвок не хватало, то отверстие лень высверливать. Поднимали бревно весом в тонну с помощью рычагов. Сила удара десятки тонн. Работало оно так: брались вдвоём за ручки подвешенного к пальме бревна и как следует раскачивали его, затем мы с силой опускали его на каменное основание. За счёт силы удара и веса молот дробил самые прочные камни, а упругий ствол возвращал бревно вверх и нам оставалось приложить гораздо меньше усилий для следующего удара. Что ни говори, это оказалось много быстрей и легче, чем дробить камень вручную. При падении и дроблении камней, бревно издавало ужасный грохот, отчего поначалу наш помощник Нганго прятался в траншее. Мы так и прозвали его — Слонобой.
По мере изготовления деталей для ножного привода, возникла идея сделать и запитать от него же токарный станок, собирать огромную станину только под мельницы будет неоправданной тратой сил и ресурсов. Идея всем настолько пришлась по душе, что мы не пожалели потерять пару дней из-за возросшего объёма работ.
Первым собрали привод. Раму сбили из бруса толстого сечения с таким расчётом, чтобы она смогла выдержать вес двух взрослых людей, барабана и тяжёлого приводного колеса. Конструкция не представляла сложности и напоминала детский беговой барабан для игровой площадки. Разница состояла в том, что бочку сделали покрепче. Внутри, для прочности, установили крестовины, через которые проходил вал, а подшипниковый узел с роликовыми катками сделали по образцу узлов прокатных валков. Сбоку — ручки, сверху — небольшой навес от солнца. На торец вала крепилось большое колесо с ручьями, через которые усилие передавалось верёвкой на вал станка. Барабан выдавал восемьдесят-сто двадцать оборотов в минуту и, чтобы верёвки не проскальзывали на такой скорости, мы предусмотрели натяжной ролик. Опуская или поднимая рычаг с ним можно было не только натягивать верёвку, но и регулировать скорость вращения станка.
Закончив с приводом, мы взялись за основной станок, который делали из того же бруса. На утрамбованной площадке сперва собрали нижний ярус — клеть с пазами для трёх пар центральных опор. На среднем уровне мы скрепили их тремя направляющими балками с отверстиями. Боковые поверхности мы притирали и полировали особенно тщательно, так как они образовывали рельсы, между которыми перемещался суппорт, а за ним задняя бабка. Для борьбы с вибрацией и для лучшего позиционирования суппорта и бабки шпунтубелем выбрали двойной паз. В центральном рельсе сделали отверстия под резьбовые втулки. Планировалось фиксировать в них винтами шаблоны и контршаблоны, как только мы их изготовим. Поверху, третьим ярусом, опоры соединяли более лёгкими балками и укосинами, что обеспечило большую жёсткость и устойчивость всей станины. Как показало время, при высоких оборотах, или при установке тяжёлых шаровых мельниц, массивная рама здорово гасила возникающие вибрации. Длина рабочей зоны у станка ровно двести семьдесят сантиметров — под размер вала ветряка.
Закончив с рамой, между двумя парами опор, в пазы, установили узел с валом (он же шпиндель) с двумя подшипниками, для которых кольца и ролики вытачивали из прочной и тяжёлой, отлично отполированной хурмы. На шпинделе, был заранее закреплён трёхступенчатый шкив со ступенями диаметром сорок, тридцать и двадцать сантиметров. С его помощью мы легко могли изменять передаточное число от пяти до двадцати и поднимать обороты вала до тысячи. Торец вала, выходящий в рабочую зону, изготовляли шестигранным, чтобы одевать фиксировать винтом муфты-переходники под различные детали или мельницы. В широкой и массивной задней бабке установили аналогичный узел, а ниже на уровне рельсов, установили резьбовую втулку. Чтобы зафиксировать обрабатываемую деталь достаточно было поджать её бабкой и затянуть винтом.
Суппорт изготовили по образцу старого, добавив в конструкцию втулки для регулирования винтом высоты держателя и фиксирования самого резца. Держатель сделали съёмным, что позволило не только устанавливать суппорт для обработки изделий вручную, но и ставить иные оснастки. Одну мы сразу изготовили — она представляла собой деревянный шар со сквозными отверстиями, куда под углами устанавливался держатель резца и фиксировался винтом. Весьма удобное приспособление для вытачивания сосудов и цилиндров.
Закончив со станком, мы закрепили в торце барабана шаровой мельницы втулки под шестигранник. Внутри бочки набили небольшие прочные рейки, чтобы при вращении агатовая галька зацеплялась за них и падла с определённой высоты. Подбором камней занимался герр Ярослав, я в этом совершенно не разбираюсь или, как русские говорят, разбираюсь как свинья в апельсинах. Так много хитростей с помольными шарами — скорость вращения, количество, размеры. Вроде как, лучше иметь три небольших шара на один покрупней, знаю ещё, что чем больше размер камней, тем крупней помол. К моему сожалению, как только мы запустили станок герр Ярослав установил в него мельницу для помола шихты. Это немного замедлило работу, так как мы с герром Павлом рассчитывали на него. Однако, уже на следующий день он был в полном нашем распоряжении и скорость обработки дерева значительно возросла. Единственным неудобством было то, что кому-то из нас зачастую приходилось вращать колесо подобно белке. Как бы то не было слава господу, мы продолжили работу с ещё большим усердием.
***
Стержневая мельница использовалась лишь для измельчения глины и отличалась тем, что вместо шаров мы укладывали в бочонок выточенные из хурмы стержни, вываренные перед этим в смеси масла и воска, для большей прочности. Для просеивания глины приспособили длинную бочку, с сотнями мелких отверстий, высверленных по всей поверхности. Такой же длины бочка потребовалась для глиномялки. Отличие было в том, что это бочка не вращалась, а наоборот, прочно фиксировалась к станине, а вал с лопастями проходил через торцевые крышки с кожаными прокладками и перемешивал глину. Таким образом стенки бочки служили лишь держателем для перемешиваемой массы. Надо заметить, герр Ярослав знает толк в станках и последовательно избавляет и себя, и нас от тяжёлой ручной работы. Правда тут же нагружает новой…
В связи с вводом станка, мы увеличили производительность и за несколько дней собрали три больших конических бочки для отмучивания глины и прямоугольные ящики с покатым дном для промывки селитряной земли, после чего приступили к сборке стола для формовки кирпичей. Он представлял из себя жесткий каркас, накрытый столешницей, пресс форма из брусков под размер кирпича, по краям шип для рычага, к которому прикреплена крышка-трамбовка. Конструкция было несколько усложнена из-за не совсем понятной просьбы герра Ярослава сделать стол разборным. Неужели он куда-то собрался его перевозить?! Не понимаю. Одно хорошо для большей части оснастки у него были наготове чертежи с размерами, что здорово облегчало нам работу. Делать кирпичи на таком станке одно удовольствие — кидаем в форму ком глины и трамбуем. Поперечина под столом служит опорой для педали, толкающей рычаг с доской. Жмем на педаль, и доска поднимается, выталкивая сформированный кирпич. Не могу не отметить, что раньше, чтобы изготовить подобный станок нам бы понадобился целый день, а сейчас мы справились всего за три часа.
За две недели мы изготовили такую массу мелких деревянных деталей, что они стали для нас настоящей проблемой. Чтобы совсем не запутаться в завалах мы с герром Павлом решили их подписывать и раскладывать по группам, дабы ускорить сборку. Чертежи к этому времени мы уже перенесли на папирус. Для каждого изделия на оборотной стороне чертежа сделали сопроводительный лист, где ему присваивался номер, а рядом поле для метки. Деталь готова, значит, стоит галка. Универсальные детали складировали по размерам в подписанные ящики. К примеру, если на сосуде выжжено D-10-L-150 — там лежит нагель диаметром сантиметр и длиной пятнадцать. Аналогично маркировали болты, гайки, шкивы, ролики, подшипники. Детали покрупней подписывали цифрами, где указывали номер чертежа и номер детали, их старались собирать в одном месте. Удобно, конечно, поначалу мы против были, но герр Ярослав настоял, это он умеет, не отнять.
***
Чертежей всё больше, а стола чертёжного нет. Непорядок! Герр Ярослав был жутко недоволен, что ему при свете факелов приходилось вычерчивать чертежи на верстаке. Раму кульмана неизвестного для меня размера А2, а также щит из тонких плашек изготовили из доски молочая в целях облегчения конструкции. По верхним направляющим шпунтубелем выстругали пазы для передвижения по ней вертикальной линейки. На самой линейке также сделали паз и вклеили три резьбовых втулки — одна фиксировала вертикальное положение, вторая угловую головку, третья её наклон. В дальнейшем мы дополнили этот прибор ещё одно линейкой. Стойку под чертёжную доску сделали складной и разборной. Опорой послужили две Х образные, раздвижные стойки с пазом. Устройство стойки было таково, что доску можно было установить под любым углом от горизонтального, до вертикального. Главное же удобство этой конструкции было в его лёгкости.
Вот и бумага подоспела. Жаль, лист папируса для чертежей и записей мало пригоден, слишком много в нём неровностей и шероховатостей. Чтобы привести его в благообразный вид мы сперва разравнивали его гладилкой из рога буйвола, а заодно немного отбеливали. После чего лист пропитывали раствором гуммиарабика, а иначе тушь на листе не держалась, стекала. Как только он высыхал резали на нужные размеры. Я, к примеру, сразу записную книжку сделал, не хватало мне ещё с глиняными табличками расхаживать, словно последний нищий. Герр Ярослав попросил Джона склеить для чертежей папки на верёвочках, для чего под прессом мы из десятка листов изготовили картон. Однако, отчего-то ему даже такой, прекрасный и гладкий папирус не пришёлся по душе. Видите ли, для качественных чертежей и составления карты местности на мензуле она не подходит. Эстет!
*** Рамы для плетения циновки, аж-но три штуки, нужны нам как воздух — для ветряного привода, на лопасти! Устройство у неё нехитрое: из деревянных брусьев сбивается треугольная рама, на которую натягиваются продольные нити из крепкого шпагата. Это основа. Нити продеты также через деревянную планку с равномерно просверленными на близком расстоянии отверстиями. Берём нарезанные и заранее сшитые в полоски нужной длины листья драцены и протягиваем их под каждой четной нитью. Следующий лист протягиваем под нечетной нитью, у нас получается полотно с плетением в шахматном порядке. Для усиления кромки и крепления к лопастям по краю накладываем верёвку и прошиваем двойным стежком. За два вечера мы обычно изготавливали циновок, которых хватало лишь на одну лопасть.
Ветряной привод
Мартин
После изготовления буера герр Ярослав каждое утро уходил с дикарём за глиной, а мы наконец занялись изготовлением ветряного привода. Нет это совсем не мельница, нечто одновременно и проще, и сложней. С одной стороны, все мое естество восставало против подобий дурости, а с другой кому как не мне понимать, что полноценную мельницу тут мы и за год не построим.
За два дня, по просьбе герра Ивана, мы сделали полноценный макет ветряка в соотношении один к пяти. Опробовали барабан для крепления мачт лопастей и подобрали подходящий угол наклона и форму паруса крыла. Высота лопасти в рост человека, двенадцать крыльев. Короткий вал установили на опоре высотой всего пять метров. Ветряк шустро выдавал двадцать оборотов в минуту. На шкиве вместо верёвок опробовали кожаные ремни, изготовленные герром Иваном, который имел некоторый опыт в этом деле.
Позже мы приспособили привод и для своих потребностей и установили шлифовальный и полировальный круги. Это значительно ускорило заточку лезвий рубанков и шлифовку мелких деталей и иных соединений, особенно когда герр Ярослав предложил нам использовать ленточную наждачную шкурку из кожи для шлифовки торцов.
Для лопастей ветряка решили использовать ту же оснастку, что и для мачты для буера. На изготовление всех мачт нам потребовалось десять дней. С остальным справились значительно быстрей — шкивы, два больших подшипника и три малых для шкивов, барабан, одеваемый на вал и одновременно служащий для крепления лопастей. Дело понемногу двигалось к завершению и нам не хватало лишь циновок-парусов. Их то не мало надо — сто семьдесят квадратных метров!!! Как на хороший корабль. Поэтому не дожидаясь, пока будут готовы паруса, занялись сбором станины главного приводного вала. Очень важно сделать его прочным и лёгким — от него будут работать токарные и сверлильные станки, мельницы, вентиляторы и много что ещё.
Прямоугольная рама из бруса, в верхней части которой на высоте двух с половиной метров через подшипники шёл склеенный из восьми частей вал длиной шестнадцать метров. Для стабилизации вращения вал проходил через три пары втулок, поддерживающих и стабилизирующих его. Через каждые полметра на валу установили трёхступенчатые шкивы, проточив в каждой ступени две дорожки под приводной ремень.
По низу, параллельно валу, с двух сторон пустили два ряда бруса тридцатки. Нижний служил скамьёй, а верхний станиной для небольших стандартизированных токарных станков. На нём же располагался суппорт, передняя неподвижная и задняя подвижная бабка и натяжкой ролик для ремня. Три колечка подшипника без роликов на станок и набор простых деталей. Справа от передней бабки шкив двух размеров для приводного ремня, ведущего наверх к валу. Суппорт неподвижный, из двух деталей. В каждом станке всего восемь стандартных элементов, красота! Натяжной ролик ещё четыре детали. Две, вертикальные рейки, на которых закреплён рычаг с натяжным роликом, чуть ниже деревянный шпиндель с рабочим коромыслом. Ролик, опять же крепился в паз на выструганной, лицевой части бруса. Немного повозились с пружиной, обеспечивающий натяжение ролика. Её пришлось склеивать из фанеры. Ещё рядом с каждым станочком — штатив под дозатор воды. Скорость вращения вала от нижнего шкива ветряка шестьсот оборотов, обойдёмся без трудных в изготовлении роликовых подшипников.
С каждой стороны вала имелась возможность установить пятнадцать станков. Зачем так много? Герр Ярослав говорит, что предусмотрел средства автоматизации. Он обещает, что всего один человек! Один! Сможет следить за всеми станками, которые предназначались в основном для обточки каменных бусин. Не представляю, как это возможно!
Через пару дней, закончив с рамой, выточили шкив под наш токарный станок и вентилятор и ещё два — для привода циркулярной пилы. Отрезные медные диски для резки камня нам грозился сделать герр Ярослав в ближайшее время. Изготовили насадки для шлифовальных кругов и лент. С противоположной стороны установили направляющие ролики угловой передачи, чтобы преобразовать поступательное движение вала во вращательное, необходимое нам для работы полировальной головки. Аналогичные ролики приводили в движение плоскошлифовальный и сверлильный станок. Их конструкция немного чудная. Под вращаемый ремнём диск, помещен радиально упорный подшипник, а сверху сделано шлицевое гнездо для сменных свёрл и головок. То есть, не сверло опускалось на деталь, а ровно наоборот, что конечно не совсем удобно. Раму можно было использовать для шлифовки и полировки, закрепляя под нужными углами заготовку. Для доставки абразива к сверлу приходилось поднимать внутренний каркас вместе с деталью и грузом. Установили раму-ящик с капилляром для воды, смешанной с абразивом. Хоть как-то работает. В обычном то станке абразив естественным путем оказывается в отверстии и никуда не высыпается, а у нас заготовка сверху, на сухую сверлишь. Надо посматривать, ничего тут больше не придумаешь, а полноценный сверлильный станок городить совсем нет времени.
Изготовили насадку миксер, выточив для неё ступу из бревна. Ступа устанавливалась внизу, а сверху, в неё на шип устанавливалась работающий от привода вал-молотилка. Конструкция при работе издавала низкий гул и грохот, отчего герр Ярослав назвал её миксером. Позже она нам здорово помогла в измельчении глины.
Естественно, такой объем работ мы не могли освоить вдвоем и к нам периодически подключались Джон, всё чаще выбирающийся нам на помощь, а в самые тяжелые дни, бросал свои дела и Иван Сергеевич. Одно дело делаем, когда мы ему помогаем, когда и он нам. Мы так разошлись, что ещё до установки ветряка успели изготовить и собрать винтовой пресс, имеющимся в согласованном плане работе. Как я понял он нужен для прессовки точильных дисков, каких-то изделий из керамики и листов каучука. Силы рычага для этого явно недостаточно. Самое сложное — нарезать винт по синусоидальному шаблону. К сожалению, нарезать винт такой крутизны и размеров сверлом-копиром не представлялось возможным. Я было решил делать внутреннюю резьбу вручную стамеской, но герр Павел предложил другой вариант — резцом по шаблону нарезать резьбу в заглушке, а после заклинить её в перекладину. В целом нехитрая конструкция, известная не одну тысячу лет. У нас основа — клеть из бруса двадцатки. Рама довольно тяжёлая, поэтому при сборке нам и понадобилась помощь всех друзей. Собрав раму, мы с герром Ярославом залезли наверх. Нам подали снизу винт весом больше меня. Слава господу, ввинтили без подгонки…
Изготовление колёсного буера
Ярослав
C каждым днем количество деталей у нас было все больше и больше. Колёса, ось, пара подшипников и небольшая арба тележка готова. Однако первые же испытания показали две неприятные вещи- вес, перевозимый в арбе, ненамного превышал то, что я тащил на волокушах, и главное сил и времени чтобы её докатить до разлома и обратно уходило больше. Заросли слоновьей травы, глубокие расщелины и густой кустарник, острые камни - всё это цеплялось, не пускало, не давало пройти. Стало ясно как божий день что на требуется совершенно другой транспорт, а иначе все планы полетят в тартарары.
Чтобы понять, что нам нужно следует задать минимальные требования к повозке. Будущее транспортное средство должно перевозить не меньше полутора тонн и иметь высокую проходимости, а единственный вариант — это максимально увеличить размер колёс. Больше площадь контакта с опорной поверхностью, следовательно, меньше удельное давление и выше проходимость. Дорожный просвет, чтобы не застрять, должен быть минимум сто восемьдесят сантиметров. Делать громадные, трёхметровые колёса не вариант. Вес выйдет запредельный, и, главное, как им управлять? Вижу единственный вариант - длинная рама с неподвижными колесами сзади и поворотное опорой спереди типа того, что применяют в козловых колёсных кранах или магазинных тележках. Роликовые подшипники само собой, куда без них?! Попробуй на деревянной оси тонну покатать, коэффициент трения такой, что даже бык не утащит, не то, что пара мужиков. И, наконец, главное — движитель. Поскольку ни лошадей-тяжеловесов, ни бригады гастарбайтеров не просматривается, единственный вариант — парус. И от того, какой именно формы, типа и размера он будет, зависит сама машина. Да-да, вы правильно поняли, нам нужен колёсный буер. Корабль пустыни что будет таскать тяжести, используя силу ветра.
Долго ломал голову над конструкцией паруса и мачты. И так, и эдак прикидывал. Масса противоречивых требований. Рама буера должна быть максимально облегчённой, а значит никакой возможности установить нормальную мачту у нас нет. Минимальная площадь паруса чтобы он смог перемещать буер при полной загрузке пятьдесят квадратов. Классический буер сделать не выйдет, вес платформы и высокий общий центр тяжести получался такой, что малейший порыв ветра его попросту опрокинет. Пришлось строить модели рамы и высчитывать треугольник скоростей, центр парусности, а также схему сил, действующих на буер. Стало очевидно, что вариант с одиночной мачтой исключён. Если бы была возможность, каркас и мачту сделать дюралевой, как на гоночных буерах...
Перебирая конструкции мачт и парусов, я вспомнил про джонку, точнее, один современных вариантов - гибрид китайского и люгерного паруса типа «Дельта». В сочетании с убираемой безвантовой мачтой П-типа конструкция обретала право на жизнь. Несколько вечеров черчения и у нас вышла следующая конструкция: каркас буера образовывала десятиметровая, прямоугольного сечения ферма (тридцать, на сорок см.), с параллельными поясами и треугольной решёткой, усиленной горизонтальными раскосами. Можно ещё больше увеличить жёсткость если её ближе к мачте усилить стойками, а сечение пояса делать коробчатым для облегчения веса и жёсткости.
Задний узел колёс похож на старинный деревянный велосипед. Два колеса диаметром метр двадцать шли в ряд и крепились на треугольных стойках, соединенных сверху. В каждой из них был должен быть установлен длинный рычаг тормоза, который за счёт длины оказывал сильное давление на деревянные колодки с кожаной накладкой. Колёсные пары, по верху соединялись двумя усиленными балками длиной пять метров служившими опорой для несущей фермы. Подобная конструкция колесной базы, а также то, что колёса отстоят друг от друга должно уменьшить опасность опрокидывания буера.
Передняя часть фермы опиралась на доску, под которой через медную втулку крепилась треугольная, поворотная вилка переднего колеса на крышке которой имелся упорно-радиальный роликовый, деревянный подшипник.
П-образные мачты имели высоту девять метров и соединялись двумя связками. В ферму устанавливалась в пазы, под углом, а после с помощью ворота поднимались и фиксировалась клином и винтами. К верхней перемычке подвешивался парус дельта типа, имевший высоту девять метров и ширину основания семь метров площадью пятьдесят шесть квадратных метров. Для самовытаскивания, подъёма мачты и паруса предусмотрел встроенный в ферму ворот, служивший заодно одним из элементов подъёмного крана. С чертежами и небольшой моделькой буера я направился к костру, чтобы убедить своих друзей необходимости постройке этого пепелаца.
- Павел Петрович, - я сходу бросил на верстак пачку чертежей, - знаю, вы хорошо знакомы с проектированием кораблей и служили капитаном 'Невы'. Но имеете ли вы опыт работы со снастями? Слышал далеко...
- Обижаете-с, голубчик. Будучи молодым офицером, я был послан в Англию для прохождения курса обучения морскому делу, уж там всех крепко натаскивали. Уверяю вас, что не всякий матрос так умело обращается с лопарём* как я. Нда-с, другие офицеры... - он встрепенулся, - а с какой целью, позвольте-с узнать, интересуетесь?
- Хочу предложить построить корабль.
- Кхе-кхе, да вы в своём уме, Ярослав Александрович? Не перегрелись случаем на солнышке? - тут Павел схватил мои чертежи и жадно впился в них взглядом. - Буер на колёсах. Весьма оригинальной конструкции. Однако, мачта. Нет так, никто не делает. Будучи в Санкт-Петербурге, я катался на подобном корабле по льду невского залива. У нас знаете ли, буер модное поветрие ещё с тех пор, как покойный император Пётр Алексеевич объехал круг на ледовой площадке перед Зимним дворцом, тем самым завел на них моду, многие увлечены подобными гонками. В управлении ледовый буер, мало отличается от парусника. Ваш же попросту перевернётся. Нда-с! Определенно, перевернётся при первом порыве ветра!
— У нас такой «ветроход» Симон Стевин ещё в тысяча шестисотом году изобрёл, только четырёхколёсный, — Мартин гордо задрал нос, — но католические священники сочли мчащийся по земле парусник «кораблем дьявола» и вознамерились передать изобретателя в руки святой инквизиции. Его спасло лишь заступничество принца Оранского, для которого он прежде построил колесную яхту. На ней принц любил катать придворных дам, временами съезжая с пляжа на мелководье и радуясь истошным вигам женщин. А когда голландцы взяли в плен испанского адмирала Франсиско Мендосу, принц и его прокатил по берегу моря, чтобы адмирал, так сказать, привыкал к новой для себя сухопутной жизни.
— Уверяю вас, Мартин, ваш математик далеко не первый изобретатель парусника на колёсах, — я немного осадил Мартина. — Впервые о таких парусниках упоминается еще за две тысячи лет до нашей эры! В годы правления египетского фараона Аменехмета третьего. На таком фараон путешествовал по окружающим его дворцы пустыням.
— С точно такими же мачтами как в ваше проекте?
— Почти.
— В самом деле?! Не может быть! — Мартин был ошарашен.
— Ещё как может! Потом в Китае, в шестом веке, создали повозку с парусом, которая могла перевозить тридцать человек и за день покрывала расстояние в несколько сотен ли.
— Врут! — безапелляционно заявил Павел. — Быть того не может! Если бы по льду, то ещё бы поверил, а на колёсах. Увольте-с!
Мы довольно долго спорили и обсуждали особенности паруса и устройства мачты и, наконец, пришли к общему мнению, что мы сможем построит буер в короткое время. Работу разбили на несколько частей. Мартин брал на себя колёса, Павел мачты и гики, Джон и Меринго плели циновки для паруса, а я на пару с Нганго занимался фермой, рамами колёс и общей координацией проекта.
Колеса изготавливали очень прочными, с плоскими спицами, количество которых было увлечено вдвое, поскольку чем больше колесо, тем больше спиц надо. Опыт в их изготовлении у нас набрался приличный. Ступица вышла даже проще в изготовлении - толстое, плоское кольцо, выточенное из пальмы дум и пазы под спицы. Когда колёс были готовы, их крепили на ось сбивали раму стенки которой служили боковыми ограничителями подшипникового узла.
Для уменьшения износа с помощью деревянных гвоздей и клея, обод колеса обернули и обили кожей буйвола. Колёса, стойки и колёсную раму изготовили из древесины дум чтобы центр тяжести буера был ближе к земле.
Коробчатые стержни фермы склеивали из метровых сегментов соединяя их вкладками из массива. Поперечные сечения пазов обеспечивали возможность простого изготовления решетчатой балки.
Каждый из раскосов, соединявших верхний пояс и нижний пояс, имел на своих концах шипы, вклеенные в пазы верхнего и нижнего пояса. Пазы делали стандартными под размер шпунтубеля с таким расчётом чтобы они заполняли и герметизировали объем пазов, а шипы сужались, обеспечивая прочное склеивание и сцепление. Места крепления мачт, ворота дополнительно фиксировались фанерными пластина и прихватывались деревянными болтами, а иногда медными заклёпками.
Для крепления фермы на балках предусмотрели пазы и муфты для винтового крепления. В случае необходимости её можно было снять и поставить, например на поплавки, или снять перенести буер в разобранном виде. Удобно, что и не говори! Место между задними балками частично застелили доской из баобаба сделав небольшой настил, а остальное со временем планировали затянуть прочной сеткой для транспортировки людей или груза. В саму ферму, ближе к переднему колесу встроили цилиндрический ворот с фиксаторами и вставными рычагами вращаемыми ногами, для чего в ферме, с двух сторон крепились снимаемые сидения.
Передняя вилка с большим колесом соединялась с опорой медной шпилькой. На ней был установлен рычаг тормоза и высверлены отверстия для шипа-фиксатор направления движения, а для руления к ней был приделан рычаг, поворачиваемый ногами сидевшего на ферме человека.
Для изготовления пустотелых мачт круглого сечения нам пришлось удлинять верстак, изготавливать шаблоны, во множестве готовить доски и брус. Мачты не были толстыми и на каждую шло всего шесть досок. В каждой второй доске с торцов делали угловой паз. Уложив их и зажав струбцинами, склеивали, образуя угловатые трубки длиной чуть больше метра и выдерживали не меньше суток в сжатом состоянии. Трубки сращивали шипами и клеем, установив внутрь короткий стержень и выравнивая края киянкой. После нам осталось снять уголки у шестиугольника, придав мачте округлую форму и обрезать в размер по длине. Все торцевые связки, кроме нижней сделали из цельных круглых реек. Жёстко зафиксированная мачта равномерно распределяет нагрузку по всему буеру и не даёт ему перевернуться от резких порывов, а также не требует никаких растяжек. Она оказалась настолько прочной, что по ней можно было не только лазить на верх, чтобы осмотреть местность.
Формировали парус так - циновки обшивали вокруг лат и оставляли карманы, на задние шкаторины нашивали полоску и прошивали двойной нитью, после соединяли готовые элементы в целое полотно. Как только парус был сшит мы подняли его наверх. Рога удерживали парус при рифлении и уборке, а также передавали основное давление на раму буера. Сам парус изготовили более пузатый, чтобы ловить слабый ветер. Дело в том, что паруса для разных ветров выкраиваются с разной кривизной. Для слабых ветров применяют более пузатые паруса, для сильных — плоские. Пузо достигается с помощью закладок, которые представляют собой полоски переменной ширины, отрезаемые от кромки полотнища. Чем больше закладка, тем более пузатым становится парус.
Общий вес буера с парусом, со стойками и фермой достигал семисот килограмм, что значительно больше той же грузовой телеги. Но у телег маленькие колёса и нет подшипников. Телега не выдержит полторы тонны груза, а наш буер без проблем. Обвязку крепили за переднюю вилку. Тонну груза два человека с трудом, но все же толкали, даже при отсутствии ветра. Будучи нагруженным буер не показывал рекордов скорости вследствие малой площади паруса и выдавал пять-десять километров в час по относительно ровной площадке при средней силе ветре, что не так плохо.
До разлома мы обычно ехали на буере, при этом чтобы не разгоняться осуществляли рифление и поднимали, когда два, а когда и три нижних сектора паруса. Обратно же шли под полным парусом и во многих местах вдвоём толкали буер, который совершено не хотел катиться сам через густую траву. По мере работы мы переделали обвязку, добавили длинные шесты под светильники и погремушки, которые представляли фарфоровые трубочки на нитках, издающие при движении мелодичный звук, отпугивающий змей.
Буер снял с нас громадную кучу проблем по доставке дерева, камней, глины. Однако, когда ехали налегке, сохранялся риск переворачивания, разгона и крушения рамы. По-хорошему, надо бы его переделать... Ничего решили проблему - несколько мешков с щебнем привязанные к раме в нужных местах навсегда прописались в качестве балласта. Тяговое усилие ворота, примерно, не меньше двух тонн, он вытаскивал буер из глубоких расщелин, куда мы дважды, не справившись с управлением, умудрились заехать. Нганго, я всё-таки через неделю научил управлять парусом. С видимым удовольствием он, стоя у паруса управлял духами ветра. Понимаешь ли, вбил себе в голову, что будто бы я их приручил. Да и пусть, я не стал его разубеждать. Жаль, что он по-прежнему боялся спускаться в разлом.
Для ускорения подъёма глины из разлома мы изготовили кран с наклоняемой, А-образной стрелой, установленной на задней площадке буера. В верхней части стрелы был установлен шкив, такой же установили на верхней части мачты. Верёвка проходила через оба шкива и наматывалась на ворот. Для того чтобы поднять мешок буер устанавливали задом к разлому и крепили верёвками, после фиксировали стрелу и поднимали груз вращая ворот, поднятый вверх мешок подтягивали к платформе. Кстати, про мешок. Для этого я сшил не обычный, а хитрый - Биг-Бэг. Они появились в СССР как средство для транспортировки и перевалки цемента только в конце семидесятых. Двойной слой циновки, тройные швы из сухожильной нити, треугольные накладки для крепления строп, а в дно вшит высыпной цилиндрический клапан. Достаточно потянуть хитрый узел, и глина разом высыплется вниз.
_________________________________
Лопарь* - морск. трос, канат у талей и снастей на судне.
Шликер
Ярослав
В двух словах шликер — это глина, разведенная водой до состояния, напоминающего густые сливки. Гипсовая форма, в которую наливают шликер, вбирает в себя воду. При этом слой глинистой массы равномерно оседает на внутренних поверхностях, образуя стенки будущего изделия. После высыхания полое глиняное изделие извлекают из формы, досушивают, а потом обжигают. Шликерное литьё известно более четырёх тысяч лет и появилось ещё в древнем Китае. Оно дает возможность с большой точностью передавать тончайшие детали, особенно когда нужно изготовить несколько одинаковых тонкостенных сосудов и применяется в массовом производстве изделий. Как раз то, что нам надо. Изделия сложной формы иным способом в наших условиях получить невозможно. С помощью шликера можно скреплять различные уже готовые детали из керамики. Вроде ничего сложного — кашеобразная, мягкая масса, состоящая из каолина, кварца и полевого шпата, а вот и нет! Хитростей масса. Начнём с того, что шликер — это не раствор, а суспензия на основе глины, для формования керамических изделий методом литья в гипсовые формы. Для каждого состава требуется своя влажность — для фарфора тридцать, тридцать три процента, для фаянсa чуть больше, а шликеры на основе красножгущихся глин вообще могут иметь влажность и вовсе более сорока процентов. Чем меньше влажность шликера, тем быстрее происходит формирование слоя керамической массы на поверхности гипсовой формы и меньше усадка и деформация при сушке. Поэтому для приготовления шликера с низкой влажностью в его состав вводят разжижители или электролиты — жидкое стекло, соду или поташ. Шликер даёт равноплотные по объёму изделия сложной формы. В отличие от прессования, частицы порошка при литье не испытывают нагрузки, не деформируются, укладываются плотно друг к другу, тем самым образуя ненапряженную регулярную микроструктуру и это очень важно для большеразмерных изделий. Качество изделий очень сильно зависит от свойств литейного шликера. Составная шихта должна иметь строго заданный состав, минимальную влажность, обеспечивающую необходимую текучесть, обладать оптимальной загустеваемостью и высокой фильтрующей способностью и при этом быть устойчивой против расслаивания при длительном хранении, дабы обеспечивать достаточную механическую прочность на изгиб отлитых изделий. Задачка даже для меня очень и очень непростая.
Днём таскаю глину, а вечерами провожу бесконечные эксперименты с подбором шихты, подогреванием состава, измельчением, процентным соотношением электролита. Чуть передержал, подогрел лишка и всё, шликер загустел, а если он очень жидкий, то изделия из такого выходят негодными. Качество шликера критически зависит от тонкости помола и температурного режима, и чистоты исходных компонентов. Мне пришлось провести колоссальную работу, чтобы подобрать вещественный и химический состав, рассчитать необходимую текучесть, устойчивость к расслаиванию и загустеваемости, обеспечивать прочность отливок за счет влагопроводности и плотности. Естественно, я ранее знал примерные составы, так что не с чистого листа работал. Но тут тонкостей масса — каолин обожженный, к примеру, повышает текучесть и фильтрующую способность, по сравнению с необожженным, каждый компонент влияет по-своему на температурный режим.
Отобрал три вида шликера. Первый — фарфоровый. Состав смеси в процентах: каолина — шестьдесят пять, кварцевого песка — пятнадцать и полевого шпата — двадцать. Предварительный обжиг компонентов способствовал их активации за счет процессов дегидратации, а также полиморфного превращения кварца. Высокая плотность суспензии способствует формированию наиболее плотной структуры отливки, что в свою очередь приводит к снижению усадочных явлений при сушке и обжиге и достижению высоких показателей. Затем шихту подвергал помолу в течении десяти часов. Полученную массу разбавлял водой и сливал на гипсовую плиту, накрытую тканью. На ней выдерживал массу в течение пяти часов. Полученные коржи сушил на слабом огне ещё десять часов и снова измельчал. Шихта готова. Подогретую шихту добавлял небольшими порциями к нагретой до кипения воде с разведённым электролитом, непрерывно перемешивая массу. Воды в мешалке тридцать пять процентов от общего веса шликера. На каждый килограмм шихты сорок сантиметров кубических раствора электролита. Начинаю медленно, помешивая руками, добавлять шликер. Чуть позже, для более интенсивного перемешивания подсоединяю мешалку к ветряку. Для каждой партии делаю замеры на вязкость, тягучесть, плотность раствора. В случае необходимости, для разжижения шликера добавляю электролит. Но есть одна тонкость: сода должна храниться в плотно закупоренных сосудах, иначе она начинает действовать как коагулятор. На первом этапе ввожу семьдесят процентов шихты и всю воду, а затем остатки шихты. Всё, шликер для фарфора готов.
Второй состав — терракота, что в переводе с итальянского «жженая земля». Терракота термостойка и допускает резкое охлаждение, что самым лучшим образом подходит для нанесения глазурей. Подобрать терракотовую массу для отминки и литья большого ума не надо. Память слава богу не дырявая. Шестьдесят процентов глины на сорок процентов воды, плюс электролит добавить — ноль целых две десятых процента соды и ноль целых три десятых процента жидкого стекла. Для глины только тонкий помол, в состав порошка добавить четвёртую часть шамота, который нужен для снижения усадки и повышения плотности отливок. Сам шамот в изобилии имелся кругом, масса лопнувших черепков и кирпичей — обжёг второй раз, измельчил и готово.
С подбором шихты для литейной майоликовой массы пришлось ещё пару дней покопаться, но справился. Глина тугоплавкая — тридцать восемь процентов, легкоплавкая — двадцать один процент, стекло — восемь, кварцевый песок — двадцать один, нефелин-сиенит — пять и шамота — семь процентов. Для отмучивания глины мы использовали три конических бочки с кранами-заглушками. Бочки установили на разной высоте так, чтобы воду можно было сливать, открывая их попеременно. В каждой по три крана. Система слива для мульчи позволяла избежать перемешивания слоёв и не строить сложных систем очистки. Чтобы ускорить процесс оседания глины, в раствор добавляли поташ. Отстоявшийся глиняный раствор из верхнего слоя захватывал черпаком и перекладывал в длинное корыто, где из него испарялась лишняя влага. После того, как глина приобрела консистенцию густого теста и перестала прилипать к рукам, делал из неё шары и складывал их в маленькую бочку. Прежде чем использовать тесто, ему нужно отлежаться пару дней, дозреть. Самая чистая глина после отмучивания шла на обогащение каолина. Её сперва снова высушивали, измельчали, а после растворяли в горячей воде с добавлением электролита, смеси жидкого стекла и соды. Полученный раствор, постоянно помешивая, упаривали в котле до сметанообразного состояния — считай чистый каолин. Использовали только на самые ответственные изделия и глазури. Воды не напасёшься.
Плотность шликера определял пикнометрическим методом. Метод основан на использовании сосуда с точно известным объемом — пикнометра. У меня это колбы объемом сто миллилитров, с нанесенной на узком горле риской точного объема. Кстати, практически на все мои приборы сразу накладывает свои лапки Иван Сергеевич. Не жалко, у него там тоже всё кипит и клокочет, тем более он мне здорово помогает и большую часть рутинных измерений я перекладываю на его плечи. Заполнил пикнометр кипяченой и остуженной дистиллированной водой.
Отливка шликера в гипсовые формы вновь потребовала вычислений и доочистки гипса. Для получения гипса мы измельчали ольгдамит и обжигали его на открытом огне в широких поддонах. Полученный гипс измельчали и промывали, продували воздухом и фильтровали, после чего высушивали. Для дальнейшего использования его нужно обжигать. При повышении температуры, но не более чем до ста восьмидесяти градусов, гипс теряет часть воды, переходя в полуводный — жжёный гипс, известный как алебастр, пригодный для дальнейшего применения как вяжущее вещество. Если обжиг вести при температуре выше двухсот двадцати, то получается безводный гипс, который влагу не поглощает и не «схватывается» при смешивании с водой — мёртвый гипс.
Прежде, чем мы приступили к литью, в течении недели мы провели большую подготовительную работу: выполнили чертежи моделей, изготовили из молочая модели будущих изделии, отлили из гипса разъемные литейные формы и сбили для них деревянные опалубки. Изготовление опалубки, стержней, разборных форм, расчёт и проектирование литников и литниковых каналов являлся самой трудоёмкой частью работы. Мартин для быстрого изготовления моделей пользовался пропорциональным циркулем. Большая часть форм состояла из двух половин — верхней и нижней. Но были опалубки, собираемые из трёх, и были даже из семи элементов и внутренних стержней. Для изготовления заготовок мы применяли как сливной, так и наливной способы. В первом случаем шликером заполняют гипсовую форму, отбор влаги происходит на поверхности соприкосновения формы и шликера. После образования заданной толщины стенки заготовки избыток шликера сливают. При наливном способе его заливают между двумя гипсовыми поверхностями, с которых происходит отбор влаги. При этом полость между двумя гипсовыми поверхностями образует соответственно внутреннюю и наружную конфигурацию заготовки. Наливной способ — это более интенсивный способ литья; он позволяет получать изделия меньшей влажности и более сложной формы, что требует более сложных литьевых форм и избыточного давления, которое нам сможет обеспечить лишь установка центробежного литья. Хорошо, что хоть её делать не нужно, я позаботился о ней при изготовлении вальцов. Для наглядности разные части форм подписывали и пигментами подкрашивали гипсовый раствор. Для нижней половины в розовый цвет, а для верхней — в зелёный. Со стороны донышка в основании модели оставили неглубокий полусферический вырез — для устойчивости. Иван подобрал разъединительную смазку из жиров, гуммиарабика, каучука и масла баобаба сплавленных на водяной бане.
В качестве эксперимента, после отработки состава и технологии, отлил корпус центробежного, нагнетательного вентилятора и крыльчатку. Корпус две детали — крышка и узкий каркас с невысокими стенками радиусом метр тридцать. Сама крыльчатка так же из керамики, но элементов в ней больше. Целиком отливать её я не решился. Основа — тонкий с рёбрами жёсткости диск с выемками под шестнадцать лопастей, сверху на них одевалось вогнутое вниз, словно горлышко кувшина, кольцо. Лопасти с крышкой и основой соединил шликером, а после слегка, через гипсовые формы подпрессовал.
Сушил сперва два дня на солнце, а после сутки горячим воздухом в печи. Сутки Карл! Сутки непрерывной работы мехами. После этого никто из нашей компании не заикался о ненужности ветряного привода. Дальше по накатанной: первичный обжиг в печи, покрыл глазурью, а затем второй обжиг — утильный. Печь то как раз под размер вентилятора делал. Ничего сверхъестественного, лишь как следует продумать заранее, чего ты хочешь.
К этому времени мы уже запустили ветряк, и проблема с измельчением шихты была решена. Мы сбили формы и отлили массу мелких деталей для печей: трубки и трубы, тигли, сосуды, мензулы, фитинги для труб Y и T образного типа, разных размеров и диаметров, муфты, переходники, крышки, дверки, ручки и ещё куча мелочи, из больших деталей — два корпуса флотационных пульсирующих машин, кристаллизатор, корпуса перегонных аппаратов и большого автоклава, цилиндрический корпус и диски ратификационной колонны, элементы плоской спирали для винтового сепаратора, реторты, котлы и вкладыши для мельниц — всего более трёх сотен позиций, плюс полторы сотни кувшинов, стаканов, свистулек, игрушек, плошек и тарелок себе на хозяйство и на продажу в селение кевенги.
Когда у тебя есть формы, изделия как пирожки можно печь. Отлили деталь и сразу на просушку, а к вечеру можно новую отливать. Изделия делали с двойным, а некоторые и с тройным резервированием. Мало ли потрескаются, а времени на длительные эксперименты с обжигом у нас не было, печи всё под эксперименты со стеклом заняты.
Химия
Иван Сергеевич
После того, как Ярослав Александрович провёл глазурный обжиг, мне досталась большая часть изделий оттуда: три пузатых пифоса литров на двести каждый, трубки, реторты, тигли и масса другой мелочёвки. Пифосы, без сомнения, самая ценная часть приобретений. Под каждый из них сложили печь, а после установили сверху. Они довольно тяжёлые, и чтобы их установить мне понадобилась помощь. Сосуды ребристые, за счёт верёвки, обвивавшей и выгоревшей при обжиге. Как оказалось это сделано вовсе не для облегчения веса, а для того, чтобы предотвратить растрескивания большого сосуда при обжиге. Толстые стенки и дно пифоса хорошо накапливали тепло и позволяли поддерживать более равномерную температуру внутри. Дистиллятор, собранный на его основе, за счёт своей глазурованной поверхности уменьшал потери воды до ноля, а новый, целиком керамический охладитель значительно поднимал КПД всего процесса. Старая печь пошла на слом, а вместо неё мне сложили утеплённую перлитом рекуперативную печь с дымовыми трубами, дверками на салазках, поддувалами, колосниковыми решётками. Печи сложили с общей топкой, оборудованной тремя перегородками: справа реторты для дистилляции и сухой перегонки древесины, слева — варочная панель с тремя конфорками. Ярослав Александрович предусмотрел для них квадратные варочные панели из керамики, конечно, не из чугуна. Откуда такое богатство? Толстые, трапециевидного сечения кольца, вкладываемые друг в друга, позволяли удерживать самые тяжёлые реторты, к ним даже крышечка имелась. Единственная деталь из железа — крюк для поддевания эти тяжёлых, по два с лишним килограмма колец, да и то на деревянной ручке. Дефицит, батенька… Дефицит. Печь здорово экономила дрова, при дистилляции за сутки я получал вместо двухсот литров воды триста пятьдесят. КПД улучшилось почти вдвое, а рекуперативная печь длительного горения позволяла на одной закладке дров выпаривать древесину всю ночь. Закладку из сердцевины баобаба меняли четыре раза в сутки. Я уже выявил потребное количество дров и температурный режим. Наладили более эффективное охлаждение. На раму на высоте двух метров установили две закрытые, обмазанные глиной для уменьшения потерь воды от испарения, конические бочки из баобаба. Его оказалось легче всего обработать. Наскоро схваченные верёвкой вместо обручей, они и составили основу проточной системы охлаждения. Вода из бочек, соединенных по низу трубой, поступала в керамический охладитель. Там она нагревалась и стекала вниз, в подземный холодильник-трубу, заполненный до половины галькой. За счёт большой площади окатышей происходило интенсивное испарение и охлаждение воды. Из трубы она попадала прямиком в колодец-термос, похожий по устройству на аккумулятор холода. Кольца из самана образовывали внутреннюю стену, а между ней и грунтом засыпали гальку и залили водой, которую по мере испарения подливали. Такой холодильник позволил уменьшить потери воды на испарение, да и время охлаждения сократилось в два раза, также понизили температуру воды градусов до пятнадцати. Резервуар мы расположили прямо под бочками, рядом установили журавль, так что каждые два часа мне приходилось зачерпывать ведро воды из резервуара и опрокидывать его в бочку. Ведро-непроливайку мне сделал Павел Петрович. Он человек, без сомнения, достойный уважения. Необходимость каждые два часа заполнять бочки утомляла, за целый день так устаёшь, словно вагон угля разгрузил. Но другим не легче, так что старался сам, ну а позже, когда мы добавили ещё две бочки и составили график ночных работ, стало куда легче.
Для лаборатории оборудовали навес и стол. Стол необычный — из пальмы дум, предварительно выдержанной несколько дней в глиняном растворе чтобы, значит, не сгорел. Под каждую реторту или котёл обязательно универсальная подставка — треножник из кольца и коротких, конических ножек. Деревянные штативы для поддержки труб имели вкладыши-прокладки. Всё продумали, дабы пожара избежать. Даже маты навеса хорошенько пропитали глиняной мульчей, да ещё раз в два дня Нганго приставлял лестницу и дополнительно проливал их. Примитив-лаборатория была оборудована весами, мензурками, ретортами, часами и песочными, и большими солнечными и соседствовала с печью, где мой коллега занимался подбором годного для глазурей состава шихты. Так что и столом, и приборами мы делились с друг другом, да и помогали по мере сил. Два химика всё же лучше, чем один. У меня тут и топчан был, над которым висел график и план работ, диаграммы и единственный справочник, который мы с Ярославом Александровичем составили и постоянно пополняли, вытаскивая из памяти новые для этого мира знания.
К слову сказать, все эти замечательные вещи появились далеко не сразу, и как только просохла печь я приступил к выделению поташа из золы — у нас её скопилось не меньше тонны, и соды — короб золы солероса давно дожидался, когда о нём вспомнят. Сухие остатки костра состоят в основном из негорючих минеральных компонентов, они и придают белый цвет золе. Первый шаг — бросить золу в котел с водой. Черная недогоревшая угольная пыль всплывет на поверхность, а те древесные минералы, что нерастворимы, в виде осадка выпадут на дно. Но нам то нужно заполучить те, что растворяются. Нам надо слить с поверхности и удалить угольную пыль, а водный раствор перелить в другую посуду, стараясь, чтобы туда не попал осадок. Затем эту воду можно или кипятить, или разлить в широкие мелкие сосуды и оставить на солнце. После выпаривания там останется белый кристаллический осадок, похожий на соль или сахар, вот это и есть поташ. Словечко то английское и означает, буквально, горшок золы. Зола потребна свежая, выгоревшая дотла, не залитая дождем, в такой есть нужные вам растворимые минералы. Ну а у нас тут какие дожди-то? Белый кристаллический осадок на самом деле состоит из нескольких компонентов, но главный, добытый из древесного пепла — это карбонат кальция, а вот если вместо дров сжечь охапку водорослей или того-же солероса и повторить выпаривание, то мы уже получим не поташ, а кальцинированную соду, или карбонат натрия. В тканях этих растения совсем другой химический состав. Однако, это самый простой способ получения, а Ярослав Александрович недвусмысленно намекнул, что поташ и сода ему нужны максимально очищенные и много, а значит к процессу очистки надо подойти со всей тщательностью.
С каждого килограмма сожженных дров при кустарном выпаривании и очистке выход чуть больше грамма поташа, одна десятая доля процента от веса. Мало, чертовски мало. Однако поташ и сода — настолько нужные нам вещества, что их выпаривание и очистка стоят любых усилий. И поташ, и кальцинированная сода — это крайне нужные щелочи, едкий натр и едкий кали. Кстати, само латинское слово alkali происходит непосредственно от арабского «выгоревшие угли». И наши тонны золы, а не факт, что золы у нас действительно тонна, превратятся всего в килограмм поташа, неинтересно! Попробовал травы, выхлоп больше всего получается из золы слоновьей травы — четыреста грамм с килограмма, а килограмм пепла мы получаем из двадцати двух килограмм травы. Вот, уже намного интересней, чем из дров. Решено! Будем массово выжигать траву и собирать пепел от старой, мы уже не меньше гектара выжгли вокруг площадки и дорожек. А у нас, до революции, да и чего уж греха таить, все двадцатые годы поташ выпаривали артельщики кустарным способом. Но везде по-разному, много чего и улучшили и не только форму лотков. Был внедрен способ обогащения поташа путём его продувки кислородом. Выход поднимался до половины. Да, а у меня никакого кислорода нет и в помине, но что мешает нашего друга посадить за меха и не на двадцать минут как при продувке техническим кислородом, а откуда тогда в СССР другой то, а часок как следует продуть. В деревянной трубе дырок насверлить вот тебе и барботирование кислородом. Попробовал. Работает метода. Процентов на сорок не только выход поташа увеличил, но и улучшил чистоту. Процесс выглядел так — после фильтрации и барботирования жёлто-коричневого раствора золы, я осаждал его в течении двух часов и затем фильтровал. Фильтрат выпариваю под солнцем, прокаливаю и снова разбавляю водой. Раствор выдерживаю в длинных корытах три дня, чтобы осадок полностью перешёл в гидрокарбонаты, и затем новый цикл фильтрации и выпаривания. Муторное, но не сильно обременительное занятие растянулось на две недели. Отладил процесс по этапам. Посуды у меня в изобилии, Джон обеспечил тканью для грубых фильтров, а для тонких использовал трофейную хлопковую наполненную мелкорубленными, вываренными в щёлоке и высушенными волокнами баобаба, напоминавшими грубую вату. В итоге, со всеми ухищрениями и продувкой воздухом, вышло поташа двадцать два килограмма, а соды едва девятьсот грамм. Крохи!
Параллельно выпариванию поташа получил гашёную известь. У нас извести немного было, Ярослав Александрович чуть больше пуда притащил с реки. Попросил печь в аренду. Раздробил известь. Печь то необходимо топить именно углем так, как только уголь может дать достаточно высокую температуру для декарбонизации. При топке дровами такую температуру набрать невозможно. На раскалённый добела уголь разложил ровный и не толстый слой известняка, а сверху добавил ещё слой углей. Начал процесс вечером, а к утру уже известь была готова. Печь то мне только на ночь дали. Известковые камни погасил в ведре с водой, опустив их на десять минут. Вона забурлила, идёт химическая реакция с выбросом температуры более сотни градусов, кипением и разбрызгиванием. Осевший на дно белый осадок — это и есть гашёная известь, его оставляем на сутки для вызревания. После останется только процедить через фильтр, а затем высушить. За несколько ночей, я смог подобрать режим обжига и получить довольно качественный продукт. Ночью известь, а днём выделял крахмал из клубней папируса. Мне на опыты щедро отсыпали половину нашего запаса. Получить картофельный крахмал в домашних условиях сможет каждый. И главное, что для этого не нужен какой-то особый картофель. Пригодны на крахмал и отходы: поврежденный и подмороженный картофель, мелкий, даже старые клубни, которые навряд ли захочется съесть. Из отходов — доходы, так можно назвать эту операцию! Вымыл, очистил от кожуры, промыл как следует и измельчил. Полученную массу процедил через сложенную ткань и оставил в котле отстояться, пока крахмал не осядет на дно. После воду заменил на новую и процедуру повторил четыре раза, пока она совсем не посветлела. Полученный осадок и есть крахмал. Порошок высушил под солнцем. Проверял готовность так: высохший достаточно раскатать скалкой, он станет рассыпчатым порошком с желтоватый оттенком. Из двадцати кило папируса три килограмма…Неплохо!
Однако известь, крахмал — это всё мелочи, а вот мыло сварить совсем другое дело! Что есть мыло? Это жидкая смесь солей, в основном, карбонатов калия и натрия обладающая сильнощелочной реакцией. Щёлочи у нас есть. Заливаем водой поташ и получаем нужную концентрацию щёлока, перемешиваем, и настаиваем около трёх часов и в результате получаем щёлок. Он получается весьма концентрированным и в таком виде годится для дальнейшей химической переработки. Если же его разбавить водой в пропорции один к десяти, то можно использовать и при стирке, и при обработке кож, и для сгонки волоса. Но мне нужно мыло, для чего в щёлок добавляю топлёный жир. Полученную смесь медленно кипячу, постоянно помешивая, пока масса не застынет в однородную клейкую массу. Её собираем во второй котел, и снова кипятим с щёлоком. Добавляем соль, гашёную известь в зависимости от получаемой консистенции. Снова собираем получаемое мыло, формируем в один кусок и откладываем на ткань обсохнуть, чтобы стекли остатки щелока. Высушиваем мыло. Чтобы повысить моющие способности в мыло надобно добавить глицерин, а для придания антисептических свойств — расплавленный гуммиарабик, он же придаст мылу замечательный запах.
Чуть позже я получил из мыла стеарин, а из жира глицерин. Настругал из него тонкие хлопья и залил горячей водой. На водяной бане разогрел до тех пор, пока мыло не растворится в воде полностью. После снял сосуд с раствором с водяной бани, добавил органических кислот из браги с избытком. В результате реакции на поверхности выступила густая белая масса — это и есть стеарин, то есть, смесь нескольких органических кислот, в основном, стеариновой, пальмитиновой и олеиновой. Когда он остынет останется его собрать и несколько раз промыть чистой водой, а после просушить.
Для получения глицерина использовал нутряной жир, он более чистый. Нарезал мелкими кусочками и расплавил, периодически помешивая, на медленном огне. Подготовил щелочной раствор. Охладил жир и хорошенько его перемешал. Температура и расплавленного жира, и щелочного раствора должна быть приблизительно тридцать пять градусов, при наличии термометра добиться такой температуры совсем нетрудно. Далее выливаю щёлочь в растопленный жир, и как следует перемешиваю после чего потихоньку подсыпаю соль. Как только на поверхности смеси начинает образовываться густой сироп, а снизу жидкость, процесс приостанавливаю и деревянной шумовкой снимаю сироп. Внизу у нас останется жидкость с небольшим количеством примеси вот это и есть глицерин. А сироп не что иное как мыло. Переплавить, да разлить по формочкам. А сам глицерин чтобы очистить достаточно пропустить через сито номер два, их по моим размерам связал Джон. Из самых жёстких волокон. Он за прошедшие недели навострился работать с ткацким станком и плести нити. К этому времени Павел и Мартин поставили небольшой ветряк, от шкива которого я мог запитать небольшую мельницу и главное посредством полу-перекрёстной передачи мне настроили привод для мешалки, что сняло с меня громадную часть работы.
***
— Ярослав Александрович, но я никак не возьму в толк, зачем он нам понадобился?
— Как это зачем? А прокладки для автоклава, а карандаши, а восковые краски? В конце концов для арбы можно сделать амортизирующие элементы, а ещё мне на подошву.
— На подошву?
— Да, на подошву! Мне до чёртиков надоело шляться в лаптях, а впереди тяжёлый поход, где нужно найти как можно больше минералов, а без горных ботинок, в осыпающихся, словно труха, холмах и сопках нечего делать. И как бы вы не возражали, в оставшиеся дни я планирую сделать резину.
— Да разве я, против?
— Ну вот и замечательно! Тогда, если не трудно, принесите кожу из бочки, молочай ядовит. Нам нужно сшить перчатки.
Каучуконосов в саване считай нет, много корешков попробовал. Единственный пригодный способ — извлечь его из ядовитого млечного сока молочая гигантского. Того самого, чью древесину мы используем. Да, там его не так много, но есть. Самого сока очень мало, но как только мы начали измельчать кору и пробовать выварить из неё каучук дело наконец сдвинулось с мёртвой точки. Сделав рукавицы, мы отправились за добычей. Предусмотрительно. При заготовлении коры, сок так и брызгал во все стороны. Если руки не защитить химический ожог будет похуже чем от борщевика кавказского, к тому же испарения молочая оказались настолько ядовиты, что нам пришлось ещё использовать тканевую повязку с фильтром. Измельчив и перетерев кору молочая в получившуюся липкую, остро пахнущую, зелёную жижу мы добавили воды и начали нагревать. Дальше я у уже работал один и сачком снимал густую, молочного цвета пену — млечный сок, который уваривал и процеживал через фильтр с мелким ситом, укладывал между кусками ткани и отжимал на винтовом прессе, получая тонкие листы каучука грязно белого цвета. Остаётся его только просушить.
Для получения сажи у нас был подготовлен специальной формы конический котёл, к которому сверху, на рогатинах, горизонтально подсоединялась составная пятиметровая труба со слабым уклоном кверху. Сажа, осаждающаяся на ближайших к котлу участках трубы, пригодна для красок или угольных карандашей, а сажа, осаждающаяся на более отдаленных участках трубы, вследствие своей тонкости и чистоты весьма пригодна для изготовления отличной туши. Но и эта сажа содержит некоторые смолистые вещества, которые необходимо удалить. В котёл помещаю измельчённую смолу. Развожу слабый огонь, так чтобы смола расплавилась и стала коптить, осаживаясь на стенках трубы. После получения густого слоя копоти я разобрал трубу и промыл её раствором щёлока, смыв всю копоть и дважды промыл в дистиллированной воде. Промытую сажу варил с крепким раствором едкого натра в течение получаса. Едкий натр способствует полному уничтожению всех смолистых веществ. Снова промываю несколько раз водой и высушиваю в закрытых сосудах в печи, потом перемешиваю её с совершенно прозрачным раствором гуммиарабика и выпариваю массу до такой степени, чтобы при охлаждении получилось совершенно затвердевающее тесто. Готовую тушь разлил по гипсовым, смазанным воском формам в виде мелков. Сделал несколько цветов: красный получил добавкой оксида меди, зелёный — из окиси хрома, голубой — из окиси меди.
А вот с флотацией, и вовсе вышел тихий ужас. Целую неделю мы вместе с Ярославом Александровичем подбирали необходимые для флотации талька реагенты. Долго нам не удавалось добиться устойчивой пены, чтобы разделить тальк и форстерит. Тальк, ведь, ключевой компонент глазурей, пироскопов и смазка для приводных ремней. Само слово «флотация» происходит от английского слова flotation, что означает всплывание. Флотация на самом деле была известна довольно давно. О свойстве масла покрывать металлические частицы, погруженные в воду, было известно еще в глубокой древности. В сочинениях Геродота описывается, как на одном из озер девушки добывали пыль золота из ила, опуская обмазанные жиром птичьи перья. Однако вновь вспомнили о флотации лишь к 1870 году, когда, работая на шахте около одного из желобов, по которым поступала руда инженер Эльмор заметил большое скопление чистого колчедана. Анализируя этот факт, он пришел к заключению, что единственной причиной этого могло быть масло, попадавшее сюда с трансмиссии, проходящей точно над этим местом. Более внимательный осмотр подтвердил это предположение: в желобе оказался обрезок газовой трубы, покрытый слоем колчеданов таким образом, что точно повторял отпечаток человеческой руки. Оказалось, что обломок был уронен в желоб рабочим, который очевидно держал его масляными руками, а впоследствии к частицам масла прилипли зерна сульфидных минералов. Эльмор нашел, что добавление кислоты улучшает процесс и в 1901 г. зарегистрировал патент на метод масляной флотации. Недостатком этого способа являлась необходимость применения огромного количества масла, достигавшего трёхсот процентов от веса руды. Ну а процесс нужной нам, пенной флотации появился чуть позже и к началу тридцатых годов двадцатого века вытеснил все прочие. Короче, в двух словах, дело обстоит так: если к пульпе прибавить небольшое количество флотационного реагента и образовать в ней мелкораздробленные пузырьки воздуха, то реагент покроет частицы извлекаемой породы тонкой пленкой, в то время как частицы пустой породы остаются неизменными вследствие их пониженной способности покрываться пленкой этого реагента. Пузырьки воздуха подобным же образом покрываются пленками реагента. Покрытые пленками пузырьки воздуха прилипают к покрытым пленками частицам полезных минералов, чем и облегчают их всплывание, тогда как пустая порода остается во взвешенном состоянии в пульпе. С этим новомодным способом обогащения пород и разделения минералов я до сего момента был знаком лишь понаслышке. Зато, Ярослав Александрович был весьма искушён в этом вопросе и прояснил для меня массу тонкостей этого, без сомнения, сложного процесса.
Как я и говорил, процесс основан на избирательном прилипании частиц минералов к поверхности раздела в жидкости и газе. Гидрофобные частицы минерала прилипают к вводимым в пульпу пузырькам воздуха или газа и поднимаются с ними кверху, образуя пену, а гидрофильные частицы, наоборот, остаются взвешенными в пульпе. Однако, не всё так просто, как в этом процессе. Существует ряд добавок, которые предназначены для того, чтобы повысить эффективность пенной флотации — это собиратели, активаторы, пенообразователи и депрессоры. Без них процесс флотации совершенно пустое дело. Собиратели — это важные реагенты, избирательно закрепляющиеся на поверхности минерала, который необходимо перевести в пену, и придающие его частицам отталкивающие воду свойства. То есть они представляют собой добавки, которые сцепляются с поверхностью частиц концентрата и увеличивают их общую гидрофобность. Собиратель как-бы выталкивает определенные составляющие компоненты из пульпы, в то время как ненужные хвосты, остаются в пульпе. Ярослав Александрович сразу дал мне готовый состав спиртового раствора — олеат натрия пополам со скипидаром. Из всего этого самым сложным оказалось выделить из жира олеиновую кислоту. Природные жиры не являются индивидуальными соединениями, а представляют собой разнообразную смесь глицеридов, точно также как воск — это сложный эфир высших жирных кислот и высших спиртов. В качестве источника использовал стеарин. Сперва растворил его в горячей воде. Добавил в раствор разбавленной уксусной кислоты, недавно полученной при перегонке древесины. Дождался пока на поверхность всплывет смесь жирных кислот. Единственное, кислоту надо доливать с избытком. Чтобы проверить концентрацию, достаточно в смесь добавить чуть соды, и, если раствор запенится, значит с концентрацией всё в порядке. Чистая олеиновая кислота образует бесцветные иглы с температурой плавления всего четырнадцать градусов, а при повышении температуры превращается в бесцветную маслянистую жидкость без запаха и вкуса. Для её выделения нужна серная кислота и довольно непростые манипуляции чего у нас нет, так что, немного помучившись, я отделил её от стеариновой и пальмитиновой посредством многократного замораживания и сливания жидкой части. Далее нейтрализовал кислоту едким натром получив соль натрия и жёлтые кристаллы олеиновой кислоты хорошо растворимые в воде. Олеиновая кислота чрезвычайно полезна, можно сказать незаменима при сверлении, строгании и нарезании резьбы. Причём к камню это относится точно также, как и к легированным сталям.
Теперь про пенообразователи, они предназначены для придания устойчивости пене и обладают способностью изменять поверхностное натяжение жидкости, также они стабилизируют пузырьки воздуха и формируют стабильный слой пены. Структура этой пены зависит с одной стороны от характера флотореагентов, а с другой от крупности минеральных зерен. Каждый пенообразователь индивидуально влияет на характер распределения воздушных пузырьков в пульпе по крупности. Крупные пузырьки обладают достаточной подъемной силой для извлечения крупных минеральных частиц и сростков, а тонкие пузырьки, находясь в пульпе значительное время, способствуют прикреплению к частицам пузырьков более крупных размеров, но сами по себе плохо флотируют минеральные частицы даже средней крупности. С уменьшением размера воздушных пузырьков возрастает стабильность пены. Масса трудностей и тонкостей. В качестве вспенивателей мы опробовали масла солероса, баобаба, пажитника и бобов акации. Последние получил только вчера. Несколько дней назад Ярослав Александрович привёз два короба сухих бобов, пуд маслянистых семян и почти два килограмма масла, полученного путём паровой дистилляции. Решили использовать последнее потому, что его было много. Акациевое масло давало обильную, но мелкозернистую пену. По просьбе Ярослава Александровича составлял кривые угла смачивания при разных размерах пузырьков для талька, шпинели и кочубеита. То есть, смотрел какой формы и размеров пузырьки прилипают к частичкам породы. Они оказывается разные бывают, в форме менисков, овальные, круглые.
Депрессоры во флотации не менее важны, чем собиратели. Введение их в процесс флотации вызывает уменьшение извлечения не нужных нам минералов. Подавителями являются такие вещества, которые способствуют образованию на минералах полярных пленок, так что на эти минералы прекращает распространяться действие собирателей. Для того, чтобы произвести подобное действие, подавители должны быть веществами с сильной полярностью, то есть электролитами. Для того, чтобы подавитель мог реагировать с минералами, необходима малая растворимость этого минерала в воде. Растворимость минерала увеличивается вследствие тонкого дробления руд и зависит от температуры. Депрессором пустой породы у нас был крахмал. А я-то, дурак гадал, зачем он ему понадобился. Ну и последнее, чтобы улучшить закрепление собирателя, применяют активаторы. Ярослав Александрович сказал, что они нам не нужны. Ну а мне то откуда знать.
Тальк — легко флотируемый минерал, характеризуется высокой природной гидрофобностью. Флотируется одним пенообразователем в слабокислой среде. Минерал дробили, перетирали в барабанной мельнице, после из него готовили пульпу разбавляя тёплой водой. Действие флотационных реагентов зависит от активности водородных ионов в пульпе, то есть, от её кислотности или щелочности. Активность водородных ионов я регулировал, добавляя в пульпу уксусную кислоту, либо едкий натрий. В подогретую пульпу из талька и форстерита сперва добавлялся депрессор-тальк, затем — собиратель из смеси олеата натрия и скипидара, а последним пенообразователь — масло акации. Довольно долго я подбирал оптимальное время контакта пульпы с каждым реагентом.
Для флотации использовали небольшой котёл конусовидной формы с шести сторон которого шли отверстия для подсоединения труб. Пульсирующая флоат-машина вот! Никогда ничего подобно не слышал и не видел. К ёмкости через ресивер подсоединили трубы от мехов. Внутри установили шесть перфорируемых трубок, на отверстия одели крышки-колпаки с мелкими дырочками. Разогрели воду, подкислили померив уровень кислотности ареометром, подключили трубы, убрали заглушки. Из трубок сразу пошёл мощный поток пузырей. Один цикл флотации занимал минут двадцать. Меняли пульпу с собирателем, добавляли по необходимости депрессоры и пенообразователи, а после продувки снимали густую пену с всплывавшим тальком сачком. Ярослав Александрович вручную оперировал небольшими заглушками, попеременно закрывая то одну, то две трубы тем самым обеспечивая пульсацию и лучшее перемешивание пузырьков и струй жидкости. Тальк после первой флотации получался серый и грязный. Для полной очистки нам понадобилось три цикла флотации. После последнего цикла тальк промывали слабощелочной водой и сгущали. Осталось лишь фильтрация, сушка и измельчение готового продукта. Расход дорогого собирателя где-то тридцать грамм на центнер, да и масла акации уходило совсем немного. В дальнейшем отлаженный процесс мы применили для пенной флотации шпинели, каолина, каучука! Да-да, вы не ослышались, да ещё и кочубеита, из которого после измельчения был получен оксид хрома шесть. На самом деле крайне полезная технология в расчёте на будущее. В начале я считал, что столько сил тратить на получение талька — это совершенная блажь, но неправ был. Неправ, беру свои слова назад. Для очистки самых разных минералов самая первая вещь!
Перегонка дёгтя и скипидара
Иван Сергеевич
Не так давно мне оборудовали полноценный лабораторный стол со штативами, где я смог задействовать огромное количество колб, трубок, мензурок, дефлегментаторов, холодильников, воронок и другой утвари, что имелось у нас в хозяйстве. Ярослав Александрович составил список и подробную инструкцию по применению и сборки всего этого хозяйства, а мне досталось нелёгкое дело — привести весь этот «ужасный сон химика» хоть в какое-то рабочее состояние.
Посуда была довольно толстая и покрытая тёмной глазурью, оказавшейся самой устойчивой к действию щелочей. Хотя не стоит себя тешить мыслью о постоянном использовании этого добра. Керамика — это далеко не химически стойкое стекло, уверен некоторые трубки потребуют замены уже через месяц. На этот случай мой коллега дублировал многие элементы посуды по три-четыре раза. У непрозрачной керамики два больших минуса: первый — во время проведения опытов ты не видишь ни то, что происходит в колбах, ни сколько осталось или образовалось жидкости. Чтобы в какой-то мере компенсировать этот недостаток в колбах и ретортах были оставлены отверстия под заглушки под палочки со шкалой. Второй — теплоёмкость керамики также серьёзно отличается от стеклянных трубок и для каждой посуды мне пришлось составлять свою шкалу, что при наличии ровного дутья и конфорок не составили труда. Больше времени ушло на градуирование, точное вычисление объёма колб и изготовление правильных штативов для этого хозяйства. Запустить лабораторию я смог только когда мы флотировали каучук, а после коагулировали его уксусной кислотой. Латекс растворил в скипидаре и смешал с водой, полученную смесь заливал в гипсовые формы и медленно нагревал. Таким нехитрым образом я отлил десятки латексных прокладок и заглушек, как для посуды, так и для больших реторт. Благодаря модульной конструкции, латексным соединителям и прокладкам, а также запасу трубок и переходников, я смог для каждого нужного нам вещества собрать индивидуальный перегонный аппарат. Собственно, штатива как такового не было. На столе была собрана рама модульного типа с регулируемыми шипами и винтами рейками. Для каждого набора реторт и колб её приходилось регулировать заново. Основная сложность была в громоздкой системе циркуляции воды для холодильников. В составе колонн их зачастую было несколько штук, что в свою очередь требовало подведения к ним охлаждённой воды. Некоторые трубки и основания небольших, переносных печей для подогрева реторт изолировались глиноперлитовыми блоками, что ещё больше усложняло конструкцию.
Первым я пересобрал аппарат для перегонки спирта, который оборудовал двумя прямоточными и одним тарельчатым дефлегматором. Раньше считали, что в нём нет необходимости и не задумывались о качестве спирта. Разделительную способность простой прямоточной перегонки зачастую переоценивают, так как посредством простой перегонки удается очень четко разделить вещества только в том случае, если разница в их температурах кипения составляет чуть больше ста пятидесяти градусов. Поэтому, когда простая перегонка не позволяет добиться требуемого разделения смеси, применяют фракционирующие насадки, они же дефлегматоры, они же сухопарники или отстойники, или ректификационные колонки. Дефлегматоры увеличивают эффективность разделения не только за счет конденсации высококипящих компонентов, но и за счет обмена между поднимающимися вверх парами и стекающей вниз жидкостью, по иному называемой флегмой.
Внешне дефлегматор — это емкость, в которой в процессе дистилляции оседают ядовитые сивушные масла и другие вредные вещества, он как бы является своеобразным фильтром, тщательно очищающим бражку от токсичных примесей. Принцип работы основан на том, что перегоняемая жидкость состоит из двух частей, которые имеют неодинаковые температуры кипения, что и позволяет эффективно разделить брагу на фракции. Для начала нам придётся создать оптимальную температуру для очистки, укрепления и конденсации спиртовых паров и запустить охлаждение на максимальную мощность. Перегоняемая жидкость конденсируется и стекает обратно в реторту, где разогревается и снова частично испаряется. Когда температура в дефлегматоре достигает точки кипения обеих фракций, то внутри устройства возникают слои с низкой и высокой температурой кипения. Мы начинаем отбор низкотемпературной фракции задействуем второй холодильник, чтобы точка испарения верхнего слоя находилась рядом с верхним срезом отстойника. Как только отобрали фракцию, нам еще раз придётся изменить режим охлаждения для отбора второго компонента.
Существует несколько самых популярных дефлегматоров, которые отличаются между собой функциями, конструкциями, способом применения, формами и размерами. Прямоточный отстойник сделан по принципу «труба в трубе», а тарельчатые являются миниатюрным подобием ректификационной колонны. Он выполнен в виде трубы, в которой находятся тарелки и колпачки. Работа такого дефлегматора позволяет получить наиболее качественное отделение всех вредных примесей из получаемого дистиллята, без потери вкуса. Процесс дистилляции нём прост и удобен. Площадь контакта между фазами пар жидкости за счёт колпачков существенно увеличивается, следовательно, процесс разделения фракций идёт намного веселей. К тому же контакт фаз происходит в центре трубки при максимальной температуре, что способствует более тщательной очистке паров спирта. Колпачковые тарелки имеют очень широкий динамический диапазон работы, что позволяет работать хоть на костре, имеют лучший КПД, более эстетичны, но существенно сложнее в изготовлении. К сожалению, спирт крепостью девяносто пять процентов мы на них не получим, в лучшем случае девяносто. Хитрость в том, что разделяющая способность дефлегматора невелика и медленно непропорционально возрастает с увеличением длины колонки. Чем меньше разница в температурах кипения компонентов смеси, тем эффективнее должен быть дефлегматор или ректификационная колонка. Для разности температур кипения компонентов в сорок градусов фракционирующая колонка должна иметь не менее шести тарелок, для тридцати не менее десяти, а для трёх не менее пятидесяти пяти. Ярослав Александрович был стол любезен что составил для меня график зависимости высоты колонки от заданной чистоты спирта. К сожалению, для этого нам нужна колонна побольше размером. Она, между прочим, уже отлита, из шликера. Жаль, но запустим её только когда будет готова большая печь для обжига, а это ой как не скоро!
Имеется сложной формы ёлочный дефлегматор, но тот понадобится лишь при перегонке скипидара. Дефлегматор не только ускоряет перегонку браги позволяя проводить одну перегонку вместо трёх, но и применяется и для ароматизации алкогольного напитка. Для этого всего то нужно — положить внутрь сушеные фрукты, цветы или корешок пахучий. Я знаете любитель качественного самогона крепкого. Дегустировал, не без этого и отобрал пару бутылей с добавкой плодов баобаба, а вторую с хурмой помягче, да послаще, на любителя.
При наличии термометра процесс перегонки я наладил буквально за полдня. При температуре в патрубке шестьдесят пять градусов эфиры, метиловый спирт, ацетоны и прочие легкокипящие примеси испаряются и поступают в конденсатор. Если не уменьшать интенсивность нагрева, к легкокипящим жидкостям присоединятся и остальные дистиллируемые вещества. После охлаждения, пары снова превратятся в жидкость и стекут в реторту. Через два часа температура в реторте достигла ста градусов, и я завершил перегонку, получив тридцать литров спирта-сырца крепостью сорок семь градусов. Вторая перегонка, она же финальная. В трубке слива конденсата появились первые капли с запахом спирта. Бегаю с термометром поддерживаю температуру и добиваюсь едва заметного кипения смеси, по капельному выделению голов. Весь конденсат, собранный в начале, совсем не пригоден для питья, да что говорить то, он попросту опасен. Два часа тридцать минут. Отделение альдегидов прекратилось. Начался основной этап перегонки спирта-сырца — дистилляция. Нагрев не должен быть слишком интенсивным. Конденсат полился тонкой струйкой…
Чтобы быстро определить концентрацию спирта, я периодически смачивал палочку с ватой из волокон в самогоне, капающем в приёмник, и поджигал её. Если бумага вспыхивала синим огоньком, то перегонку целесообразно продолжить. Если синего огня не наблюдается, значит, дистилляция спирта завершена и в конденсате его не осталось. Раз в пятнадцать минут измерял плотность ареометром. В итоге, после всех операций получилось пять с половиной литров. Восемьдесят девять градусов. Не так уж и плохо, для столь примитивной конструкции. Мастерство не пропьёшь! Жаль, что нужных для работы Ключа градусов на таком аппарате не получить. Но для личного потребления и лака градусов хватит с избытком. Пойду накачу стаканчик за здоровье товарища Кагановича. Хороший мужик!
А на следующий день я стал собирать реторты для сухой перегонки древесины и отгонки канифоли. Основной котёл установил на печь, а от него трубки шли на стол колонками. Скипидар, как известно, смесь нескольких терпенов и терпеноидов. Он то и на латыни похоже звучит «turpentine». Терпены можно рассматривать как эфирные масла, но свойства у них разные, а состав скипидара различается в зависимости от сырья и методов получения. Существует три метода выделения. Самый старый из них — живичный, из смолы. Он же позволяет получить самый чистый продукт без лишних движений. Чего-чего, а гуммиарабика у нас уже пуда три набралось, если не больше.
Чтобы получить канифоль, смолу надо обработать паром с температурой сто семьдесят градусов. При ста градусах улетучится скипидар и останется твёрдая фаза — канифоль. Узнай кто из моих коллег, что я из камеди канифоль отгоняю, даже не знаю, чтобы сделали! У нас то камедь идёт исключительно для производства лаков для музыкальных инструментов, да для пайки радиоаппаратуры. За инвалюту закупаем!
Состав сырого скипидара очень сложен и во многих отношениях не выяснен до конца — свободные жирные кислоты, в основном уксусная, метиловый и аллиловый спирт, ацетон, фенолы, толуол, ксилол и несколько процентов смолы. Удаление летучих жирных кислот, фенолов и смолы не встречает никаких затруднений, нагреваю реторту до ста сорока, а затем вдуваю в неё пар, который уносит все летучие вещества с точкой кипения выше двухсот градусов. В перегонном кубе остается смола. Дистиллят, собранный во время перегонки открытым паром, содержит все составные части за исключением смолы и тех летучих продуктов. Эта легкокипящая часть скипидара состоит из сернистых соединений, дикетонов, аллилового спирта, придаёт ему неприятный запах. Отгоняем и конденсируем, мне позже оттуда выделять толуол, вот будет забава! Он у меня в плане, нужен в качестве собирателя при флотации редкоземельных металлов. Главная масса дистиллята содержит немного фенолов, альдегидов н углеводородов. Удаляю их десятипроцентным раствором едкого натра. Так процесс пошёл с запашком. Работаю в маске. Летучие жирные кислоты и фенолы связываются, альдегиды осмоляются и кетоны конденсируются и превращаются в менее летучие продукты. Сперва идёт скипидар желтого цвета с острым запахом — это эфирное или терпентиновое масло, по-старому живица, а затем почти бесцветный скипидар с приятным запахом.
Для перегонки использую круглодонную реторту и насадку Вюрца или трёх ходовой переходник, применяемый для жидкостей с температурой кипения менее ста двадцати градусов. Холодильник Либиха для той же температуры. Его длина тем больше, чем меньше температура кипения вещества. Его подключают к воде таким образом, чтобы её поток шёл против движения паров. Аллонж с боковым отводом для удаления не сконденсировавшихся паров. Масляная баня, для более точной регулировки температуры. В делительною воронку вливаю раствор скипидара с едким натром, после отстаивания скипидара сливаю верхний слой в плоскодонную реторту, соединённую трубками с парообразователем, нисходящим холодильником и приёмником. Готово! Ничего сложного даже для студента второго года обучения. Полученную канифоль чистить не имело смысла, так как она вышла на редкость чистой. Всё же смолу, прежде чем поместить в реторту я дважды отфильтровал. При разгонке высококипящих фракций, отделяемых при очистке скипидара, заодно получил сосновое масло. Его ещё называют флотационным. С нашими темпами расхода реагентов на флотацию, весьма ценное приобретение.
Следующим днём перегонял щепу акации. Сущность сухой перегонки дерева состоит в том, чтобы отделить от древесины требуемые вещества. Для этого древесину загружают в аппарат и подвергают её нагреванию без доступа огня и воздуха. При нагревании она разлагается и выделяет требуемые продукты. Нужна плотная реторта чтобы воздух и огонь не проникали в неё. Два выходных отверстия для трубок: одну вверх для легких газообразных продуктов, а другую внизу для тяжелых, жидких продуктов. Газообразные летучие нам придётся охладить в холодильнике. Продукты перегонки конденсируются и начнут вытекать из трубки в виде жидкости. Чем длиннее будет трубка, выводящая летучие продукты, тем полнее будет охлаждение, и ни капли не улетит в воздух. Для этой цели и нужен большой коленчатый змеевик и холодная вода для охлаждения стенок трубки, и чем вода холоднее, тем лучше.
Щепу укладываю до самой крышки. Крышки и трубки хорошенько промазываю. Третий раз, между прочим, конструкцию переделываю, в прошлые разы результат меня не устроил. В этом деле у меня опыт имеется немалый, я в двадцатые, когда по всей стране разруха была, подрабатывал как раз ремонтом и постройкой кустарных перегонных аппаратов для артелей. Из железных бочек вестимо. По сравнению с тем чудом на чём я сейчас работаю самая простая бочка верх совершенства. Теплопроводность мать её за ногу, выход продуктов перегонки у нас на треть меньше и хоть ты в лепёшку расшибись. Так вот, проходя через холодильник, сперва выделяются водяные пары, но как только древесина нагреется до ста пятидесяти и начнёт принимать бурый цвет, то у нас пойдёт главным образом углекислота и окись углерода, а как древесина начнет чернеть, то в приемнике холодильника образуется смесь метилового спирт и уксусной кислоты. Чуть позже там появится густая маслянистая жидкость — деготь, который сразу опускается на дно. Ну а в финале, у нас с самого верху образуется небольшое количество скипидара. Дёготь от него отделить легко, а вот спирт от кислоты задачка много сложней. Дело в том, что у нас в СССР уксусную кислоту получают совсем по другой технологии, ещё дореволюционной — через образование кальциевой соли уксусной кислоты или древесной соли, сушкой и дальнейшим восстановлением более сильной, в основном серной, кислотой: смесь древесного спирта и кислоты перегоняют с парами известкового молока. Испаряясь, дегтярная вода насыщалась известью, образуя древесную соль или ацетат кальция. Полученный раствор соли отстаивается не меньше двух недель и позже выпаривается в сосудах с двойным дном, пока на образуется тестообразная масса. Вот её то кустари и продавали, и хранили долгое время. Понятно, нам такой способ не годится, так как нет у нас самого главного — серной кислоты.
Однако, через неделю я всё-таки изготовил некоторое количество кальциевой соли уксусной кислоты. Если её слегка нагреть, то она разложится на ацетон и карбонат кальция. Ацетон, сами понимаете, для нас весьма ценное соединение. Так вот для отделения уксусной кислоты от древесного спирта я решил использовать смоляной поглотитель. Довольно редко используемый и сложный способ. Процесс в общих чертах происходит следующим образом — смесь паров и газов дегтярной воды по выходу из реторт поступает в смоло-отделитель с раздробляющей насадкой, действующий по принципу промывки газов смолой, выделяющейся в процессе сухой перегонки. Кислота связывается при взаимодействии со смолой, удаляется избыток не летучих первичных смол, а часть летучих смольных масел уносится с парами и газами в поглотительную колонну и далее в спиртовой конденсатор. Выделение кислоты из поглотителя происходит в колонном аппарате, работающем по принципу противотока при подогреве поглотителя до температуры выше температуры поглощения, с одновременным продуванием пара для удаления остатков кислоты из поглотителя. На выходе я получил раствор сырой сорока процентной уксусной кислоты, которую очистил обычным способом. Хотя с этим процессом я знаком не понаслышке, у меня вышла заминка с поглотителем. Он то хоть не требует специальной подготовки, фракционирования, но уже очень капризен. Подбор компонентов сродни колдовству. Уж больно состав сложный — летучие пековые вещества, вторичные смолы, смоляные, кетоновые и спиртовые масла, скипидар… Намучался с ним, три дня потратил. Вот потому и не пошла технология в массы, далеко не каждый химик справится, что уж про кустарей говорить-то.
В процессе настроил новую конфигурацию реторт, дефлегматоров и холодильников. Под ретортами устроил мини-печи на дроблёном угле, по виду чем-то на буржуйку похожие. К ним подходит модульная коленчатая труба от воздушного канала. Туда воздух шёл из мехов, где обычно работал Джон. У Ярослава Александровича и так печь круглые сутки в работе, а я и за своими, и за его слежу, да ещё вода на мне. Хорошо хоть из сырца большой ресивер построили, иногда успевал и воздух подкачать и за процессом следить. Температуру регулирую воздушной заслонкой и кольцами конфорки. Для маленьких колб, подогрева трубок использую или масляную баню, или горелки на метиловом спирте. Его у меня как грязи, девать некуда.
Цветные Карандаши
Иван Сергеевич
— В связи с наличием у нас папирусной бумаги и пигментов стал вопрос о карандашах. Не только чёрных, но и цветных. Для изготовления стержней мне изготовили пресс-форму высверлив в брусе отверстия под стержни нескольких диаметров. Их заполняли смесью тонко измолотой сажи с очищенным каолином. Сажу прессовали под винтовым прессом со значительным усилием. Мы изготовили несколько партий из угля разной крупности помола и цвета — из косточек баобаба, скорлупы дум, костей павиана и корней драцены на столярном клее. Уголь довольно грубый материал, дающий интересную неровную штриховку, по бумаге он скользит с некоторым усилием, в худшем случае ее царапает. При этом очень легко растушевывается и легко снимается ластиком из каучука. А вот карандашами на основе сажи легче выписывать мелкие детали, можно получить больше полутонов и оттенков, они немного напоминают графитовые, только с жирным следом и стирать след от них ластиком значительно трудней. Прессованные стержни высушивали в печи и вклеивали в две половинки, изготовленные из планок молочая с помощью железной фильеры киянки.
Помимо угольных, я изготовил ещё и восковые карандаши. Для чего воск пришлось отбеливать аж тремя способами. Тонко наструганный воск несколько дней выдерживал под прямыми солнечными лучами. Стружку регулярно перемешивал и увлажнял, поскольку белеет только тот воск, что на поверхности. Затем чистил воск уксусной кислотой. Воск распустил на водяной бане, рассчитал и добивал нужную пропорцию кислоты. Выдерживал смесь под слоем воды и настаивал сутки, фильтровал на центрифуге, в качестве которой выступил наш станок для центробежного литья чугуна. Думаете всё? Э нет, это же для карандашей, а не для свечек в храм, никаких оттенков быть не должно. Финальное отбеливание — раствор едкого калия на спирту — 0,6 грамма на кило воска. Добавил раствор в расплавленный в горячей воде воск и продул углекислым газом в течении пятнадцати минут. Благо эту возможность в своей печи предусмотрел Ярослав Александрович.
Восковые краски широко известны ещё с античности, а картины, нарисованные ими, отличились эпичностью, насыщенностью и красочностью. Кхе, картины то нам ни к чему, а вот делать цветные метки на деревянных деталях, закрашивать графики, диаграммы, да те же схематические карты самое то. Пигменты при добавке в воск не подвергаются сильному нагреву, а значит, можно расширить их ассортимент за счёт растительных красителей. С получением цветных пигментов пришлось попотеть и часть я получил далеко не сразу. Самыми первыми были несколько оттенков оливкового, который я получил тщательным перетиранием волконскоита. Пигмент это не требовал обработки, также он пригодился мне при рафинировании масел. Второй, найденный Ярославом Александровичем минерал кочубеит, при измельчении, обесцвечивался, но из него чуть позже я смог с помощью флотации и обработки щелочами выделить оксид хрома три или хромовую зелень — твёрдый и очень тугоплавкий порошок зелёного цвета. Из меди я получил ацетат меди два или старинный пигмент ярь-медянку. Патина, или зеленый налёт, образующийся со временем на старых медных монетах. Медные полоски нарубил и перемешал с шерстью обезьян, пропитанной уксусом из пальмы дум, однако, вместо ожидаемого сине-зелёного, я получил насыщенный синий с оттенком фиолетового. Не хуже французской яри, которую они настаивают на виноградных выжимках. Не ожидал! Однако и классический цвет я всё же получил, применив простейший школьный опыт по выращиванию кристаллов. Медленно растворил медные опилки в уксусной эссенции и за неделю вырастил крупные ровные кристаллы. Нагреванием меди, добился обессиления последней в оксид меди два и получения насыщенного чёрного. Нагревая медь в закрытом тигле с оксидом получил коричнево-красный оксид меди один. Железный сурик или оксид железа три, она же обычная ржавчина чтобы не ожидать несколько месяцев получил в два этапа. Сперва растворил железо в уксусной кислоте, получив кристаллы ацетата железа, а после прокалил их. К имевшимся у нас пигментам, мы добавил несколько оттенков охр коричневого, оранжевого и жёлтого цвета. Белый получили, используя чистый каолин, трижды подвергнутый флотации, ярко-красный из сока корней баобаба, фиолетовый из настоя необычного мха, а насыщенный синий из корней небольшого кустарника, притащенных по моей просьбе туземцем. Смешав все имеющиеся у нас пигменты, я получил двадцать четыре цвета.
За пару дней я довёл до ума состав восковых карандашей. Основа — очищенный воск. Тальк использую в качестве наполнителя для увеличения прочности, добавляю хлопьев стеарина и необходимый пигмент. Остаток от выморозки олеиновой кислоты в основном содержит стеариновую кислоту. Введя его в состав, я добился большей заметности оставляемого следа и лучшего сцепления с бумагой. Сам процесс не требует высокой квалификации — готовим восковой пигментный концентрат путем расплавления воска на водяной бане. Тщательно перемешивая массу, ввожу в неё пигменты, а затем добавляю и остальные компоненты, после чего разливаю состав в подогретые формы из керамики и охлаждаю в течение трёх часов. Карандаши у меня вышли на славу, не ломаются как первые образцы, не крошатся, оставляют на бумаге жирный, чёткий след и, главное, не размазываются по поверхности бумаги. Пигменты получал измельчением в бисерной мельнице с мини-шариками фарфора, а после тщательно, вручную растирал пестом.
Чуть позже сделал восковую и масляную пастель. За основу взял масло семян пальмы дум, разбавил водой и закрыл сосуд тканью. Взвесь взболтал и поставил на солнце, получив в итоге мутную эмульсию. Через две недели в горшке образовался трехслойный «торт». Снизу вода, затем, тонкий слой белого и вверху самое прозрачное масло, уже очищенное от взвесей. Мало того, что масло светлеет, так оно еще и уплотняется. Осветленное масло, если его смешаешь с пигментом, не желтеет, не меняет тона. Уплотненное масло, быстрее сохнет, а краска из него приготовленная, более плотная, не растекается по палитре и холсту. Идеальное масло, получается через два года процесса отбеливания. Но нам и такое пойдёт. Для масляных карандашей краски пигменты смешивал со скипидаром и маслом и тщательно перетирал. Ещё Ярослав Александрович попросил сделать пастель, акварельных красок и карандашей для раскраски карты. Для изготовления акварели взял четыре части соды, две части уксуса, четверть сиропа и мёда и две части крахмала. Смешал соду с уксусом, дождался пока шипение прекратится. Добавил туда сироп и крахмал, перемешал до однородной консистенции, дождавшись пока крахмал полностью растворится. Полученную смесь разлил по формочкам и оставил сушиться. Для карандашей добавил в качестве связующего раствор гуммиарабика и глицерина, сразу разлил в основу — трубочки из папируса. Для более яркой палитры добавлял в акварель белок.
Если сделать акварель не составило большого труда, то с пастелью пришлось попотеть. Что такое пастель? Чистый пигмент, полутона которого зависят от крупности помола и наполнителя. Для него подобрал смеськаолин с тальком. Попытка сделать пастель на связующем из гуммиарабика не удалась, и я решил использовать каучук, настоянный на скипидаре с дистиллированной водой. Готовый состав в различных пропорциях с водой разлил в ёмкости, смешал с наполнителем и пигментом и получил в конце концов мягкую массу, похожую на пластилин. Сформировать мелки под прессом, высушить и готово!
Под качественные краски сам бог велел сделать грунт для папирусных листов, тем более он был у меня в плане работ. Я изготовил эмульсионный, белково-маслянный грунт. На семь литров воды взял один белок, извлечённый из яйца страуса, уваренного масла акации пятьсот грамм, клей столярный — четыреста двадцать грамм, мёд — двадцать пять грамм, тальк — пятьсот плюс несколько капель антисептика из отвара корней акации. Листы перед окунанием предварительно покрывал слабым раствором столярного клея для лучшего сцепления. Далее эмульсию тщательно перемешал в «миксере», влил в неё небольшими дозами, при помешивании в одном направлении, сгущённое масло акации и добавил яичный желток для стойкости и гибкости. В результате длительного перемешивания, получилась светлая, слегка коричневатая однородная эмульсия без масла, плавающего на поверхности. На втором этапе смешал тальк с водой и соединил с полученной эмульсией. Кстати, на основе этого грунта и раствора каучука на скипидаре я сделал отличную замазку. Кляксы от туши, и следы от карандаша из масляной сажи так просто ластиком не уберёшь!
Процедура грунтовки оказалась довольно нудной и растянулась на две недели. Для листов Мартин и Павел сделали общую раму, на которую эти листы предварительно натягивали. Первая проклейка была грунтом из пятипроцентного раствора столярного клея. Просушка сутки и затем вторая проклейка им же. Снова сушка и шлифовка. Далее идёт первая грунтовка эмульсией и сушка трое суток, после снова шлифовка. Затем вторая грунтовка. Этот, последний слой сделали белоснежным, для чего в состав эмульсии добавили немного каолина. Финал — сушка и нанесение тонкого слоя клея двухпроцентной концентрации. Эмульсию наносили широкими кисточками из шерсти павиана, а шлифовали брусками из измельчённой пемзы и грубой кожей. После просушки стало ясно, затея Ярослава Александровича удалась и грунт вышел на славу — плотный, мягкий и эластичный он не растрескивался, не осыпался и хорошо выдерживал свертывание. Лицевая сторона листа вышла слегка шероховатая и едва впитывала краску, не допуская просачивания в основу. Подозреваю, во многом это не моя заслуга, а густого и тягучего масла семян акации. По полному циклу мы изготовили двадцать больших листов, предназначенных исключительно для карт и топографической сьёмки, и то благодаря тому, что большую часть работы по шлифовке взял на себя Джон. Остальные листы укрыли по упрощённому варианту, нанесли два слоя грунта и отбелили.
***
Потихоньку у нас расширялся ассортимент, я каждый день получал всё новые и новые соединение, что не замедлилось вылиться в практические составы. Прежде всего для лучшей сохранности и крепости таких изделий из дерева как шкивы, обода колёс, подошвы и ручки рубанков. Благо рецептов я вспомнил на целую книгу! Если взять на двести пятьдесят грамм спирта двести грамм канифоли, получится хороший лак, смешиваем, увариваем на водяной бане до густоты киселя, процеживаем, фильтруем. Хотите мастику для защиты дерева, да пожалуйста! Полкило масла акации на восемьдесят грамм очищенного воска. Распускаем на водяной бане и разливаем в формочки. Да чего далеко ходить-то? Рецепт колёсной мази, годной как для подшипников, так и ступиц в граммах: жир страуса — тридцать, столько же дёгтя, гашёной извести — десять, масла акации — шестьдесят, талька — семьдесят, едкого калия — один грамм, сажи — пять, воды — пятьдесят. Растапливаем жир и прибавляем к нему раствор едкого калия, после чего хорошо размешиваем и добавляем масло. Как получим однородную массу, всыпаем в неё всё остальные. Массу подогреть и взбивать до получения консистенции густой мази.
Приготовил олифу, нагрев масло дум на медленном огне и добавив канифоль. Как только масло выделило воду, оно сразу начинает испаряться. Масло должно томиться на медленном огне при температуре не выше ста шестидесяти градусов около трёх часов. Когда вся вода испарится и перестанет идти пена, можно и сиккатив добавлять из расчета тридцать грамм масла. При его введении образуется много пены, поэтому делать это надо максимально медленно и осторожно. Сиккатив, между прочем, это катализатор, ускоряющий высыхание масляной пленки. Простейший делается из негашеной извести и канифоли. Оксид вводится в расплавленную канифоль небольшими порциями при помешивании. В результате реакции у нас получится резинат кальция.
Для пропитки кож, давеча, состав подобрал годный: воск с листьев пальмы, воск пчелиный, парафин, немного скипидара и олеиновой кислоты. Для склеивания приводных ремней сварил клей на основе латекса, олифы, скипидара, столярного клея, гуммиарабика, парафина и воды.
Или вот, замазка для трубок: сто грамм каучука расплавляю с килограммом смолы, прибавляю полтора кило отфильтрованной камеди и пятьсот грамм жирной, очищенной глины. Единственное эту замазку надо наносить в горячем виде. Незаменимая вещь, что ни день то трубка или реторта трескается, а запасов кот наплакал!
***
Процесс, как говорится, пошёл и для наладки реторт и схемы паровой дистилляции эфирных и не только, масел я потратил всего два часа. Тем более по такой простой схеме, я уже отгонял масло. Перегонка знакома мне не понаслышке, я и для себя делал и прирабатывал, продавая масла на сторону.
Многие из них могут быть получены лишь перегонкой с паром. Дело в том, что в нелетучей форме в растении содержатся вещества, относящиеся к классу лактонов. При распаде этих лактонов в результате гидролиза водяным паром образуется важный класс компонентов эфирных масел — азулены. Они-то и окрашивают эфирные масла в глубокий синий и зеленый цвет и придают им особые физиологически активные свойства. При перегонке с паром удается избежать местных перегревов растительного материала, и отогнать труднолетучие и весьма ценные компоненты эфирного масла. Образующийся пар увлекает с собой летучие компоненты эфирного масла. Пар охлаждают проточной водой, и жидкая смесь воды и эфирного масла расслаивается в приемнике. Устройство приемника зависит от удельного веса масла. Если масло легче воды, оно всплывает вверх, а вода удаляется через боковую трубку. Если масло тяжелее, то оно собирается на дне приемника, а избыток воды сливается через отверстие верхней части. Обе конструкции являются разновидностями так называемой флорентийской склянки. В нашем случае это реторта с двумя отводами и мерная воронка, вставляемая сверху. Схема перегонки немного похожа на бражную — пара реторт, трубка входа внутреннего пара, вход внешнего пара для нагрева воды, выход внешнего пара. Вход и выход трубок охлаждающей воды, патрубок изолированный глиноперлитом, коленный трубчатый конденсатор для охлаждения водно-паровой смеси и реторта для сбора эфирного масла, трубка обратной дистилляционной воды.
Дистилляция происходит от латинского слова distillatio — стекание каплями. Свежее или высушенное растение мы помещаем в почти кипящую воду. Под воздействием высоких температур из него выделяются летучие фракции за счет разрушения оболочек клеток. Эфирные масла в смеси с паром поднимаются по трубке через холодильник, где они вновь конденсируются. Полученная жидкость — смесь эфирного масла и воды, которая легко разделяется на слои. Однако, при всей простоте схемы, для выгонки масла из растений требуется сноровка и индивидуальная настройка, полученная опытным путём. Температура, давление, продолжительность дистилляции — всё должно быть отрегулировано для наилучшего выхода масла.
Реторта с холодильником много места не заняла, и я получал масло в свободное от основных занятий время. Семена сперва измельчал, а после засыпал в кипящую воду. Масла выгонял в свободное время, зачастую совместно с выделением других веществ и за две недели я получил масла: из семян баобаба два литра, из пажитника бутыль, два литра масла семян акации с полного короба бобов. Больше всего — пять литров вышло из семян плодов пальмы дум, они оказались довольно маслянистые.
Самую малость эфирного масла я всё же отогнал. Экстракцией. К сожалению, далеко не все масла можно получить перегонкой с паром. Альтернативой является экстракция летучими органическими растворителями и дальнейшая экстракция этиловым спиртом. Единственный доступный мне растворитель — этиловый эфир уксусной кислоты, он же этил ацетат, получаю его перегонкой смеси этилового спирта и уксусной кислоты с паром. Без катализатора это довольно сложно сделать, но выход есть: проводить процесс с избытком спирта в присутствии тяжёлых смол, оставшихся при перегонке скипидара, в них есть бензол. Растворитель в процессе экстракции ключевой компонент, его чистота, летучесть и нейтральность определяют свойства масла, а от летучести зависит выбор температуры экстракции: чем она выше, тем более «холодными» должны быть условия.
Цветки измельчаю, заливаю растворителем, повторяю процесс до насыщения. Из слитой вытяжки, удаляю растворитель выпаривая и продувая углекислым газом. Однако растворитель экстрагирует из растений не только ароматные масла, но и воски, парафины, камеди и жиры, поэтому первичные продукты экстракции имеют твердую консистенцию и не полностью растворяются в спирте. В итоге я получил Essences concretes — «пахучий воск». Всё кипит и дымит на столе… Растворяю конкрет в спирте, и содержание эфирного масла достигает шестидесяти процентов, всё оставшееся охлаждаю и отфильтровываю, а спиртовой раствор обесцвечиваю и выпариваю. И это ещё не всё, получившийся продукт не является чистым эфирным маслом. Грубо говоря, это раствор эфирного масла в растительном жире. Последний легко извлекается из продукта при помощи скипидара. В среднем килограмм жёлтых цветков акации мы собирали с одного дерева. Выход эфирного масла, конечно, смешной шестнадцать грамм конкрета, из которого всего два грамма масла. Поскольку цветков мы собрали изрядно, то нам хватило на небольшой пузырёк с сильным ароматом, напоминающим запах фиалки с насыщенным бальзамовым тоном, мне хватило. Вдвое меньше масла выделили из колокольчиков красного цвета, никому не известного растения, в изобилии растущего чуть восточней нашей базы. У него запах необычный, как у хороших духов, бергамот с нотками арбуза. Кое-что выделил из дёгтя, образовавшегося при перегонке семян баобаба. Но оно, в итоге вышло самым ходовым, будучи нанесённым на тело, преотлично отпугивало мух и слепней, которые всех уже порядочно достали. Аналогичный эффект оно производило, будучи добавленным в свечу. Берём воск, глицерин и нужное масло, распускаем на валяной бане при постоянном взбивании и у нас готовый крем. Масло с пажитником лучше подходит для смягчения кожи, с вытяжкой алоэ — для заживления потёртостей, с маслом баобаба и жиром страуса — от солнечных ожогов первое дело.
На пробу отлил несколько брусков мыла с эфирными маслами. Так, небольшой кусочек нашего прежнего мира… Цивилизация. Мыло дикарям совершенно не нужно, а вот ароматические свечки, да если их ещё цветными сделать, думаю, найдут своего покупателя. Завтра непременно займусь.
Не занялся! Ярослав Александрович привез полную арбу дурно пахнущей земли. Он где-то, видите ли, углядел выход селитры. Да, понятно, селитра повсеместно встречается в местах, где сконцентрированы всяческие органические отходы — трупы животных, водопои и даже нахоженные тропы. Но сколько там этой селитры? Крохи. В лучшем случае десятые доли процента. Ну да делать нечего, тем более мне Джона прикомандировали в помощники. Он уже неплохо освоился с костылём и лихо управлялся с мехами. Ящики для промывки мне сбили ещё неделю назад, как только зашёл разговор про промывку, кристаллизаторы имеются…
Процесс очистки состоял из нескольких стадий, землю сперва промыли в котле, и продули паром, жидкость отфильтровали и поставили отстаиваться на ночь. После выпаривали, добавив туда слабый раствор гуммиарабика. При постоянном помешивании клей создаёт нерастворимые соединения с гумусообразными веществами и другой органикой, образуя при этом густую пену, которую нужно постоянно снимать. Уже наутро добавили десятипроцентный раствор едкого калия и продули горячим воздухом из мехов и снова отфильтровали. Оставшуюся прозрачную жидкость сливали в небольшой кристаллизатор — плоский ящик с покатым, оребрённым дном. Во время кристаллизации жидкость размешивалась, чтобы получить по возможности мелкие кристаллы — селитряную муку. Кристаллы сгребали к одной стороне ящика и давали стечь маточному раствору. Дальнейшая операция заключалась в промывке селитряной муки, которую для этого помещали в продолговатые деревянные ящики с двойным дном. Промывали сперва насыщенным раствором чистой селитры, а затем водой. В общей сложности двадцать промывок, из которых половина раствором селитры и знаете сколько селитры вышло за трое суток? Не поверите! С тонны земли едва сто грамм набралось. Курам на смех!
С получением селитры мы сразу приступили к очистке меди. Ярослав Александрович раскалил большой тигель, к днищу которого шла труба продувки. Сперва начали продувку, а после он вылил туда расплавленную под слоем древесного угля в другом тигле медь. Продували минут двадцать. После он несколько раз окунал очищенную сырую ветку в расплав, проводя дразнение меди. Довольно старый метод избавления от шлаков. На это время продувку прекратили и, закончив дразнение, добавили немного селитры — один процент от веса меди. Селитра непосредственно реагирует с примесями расплава и очищает медь от свинца и висмута переводя их в шлак. После интенсивного перемешивания мы возобновили продувку, чтобы ускорить процесс окисления. Он, как всегда, остался недовольным, а мне, кажется, неплохо вышло. Медь как ей и положено приобрела тёмно-красный, чуть блеклый цвет.
Изготовление приводных ремней
Иван Сергеевич
Мало мне забот, так ещё и ремнями нагрузили. Имел глупость написать, что есть опыт в выделывании приводных ремней и создании для них особых клеев. Теперь все ремни на мне. Десятки метров! Сперва особым образом подготовить кожи, обычный дубильный раствор не подойдёт. Высушить, пропитать особым раствором, после тщательно отмерить и вырезать гребёнкой стыки и сами ремни. Поверхность ремней пришлось скоблить особым ножом, чтобы сделать место соединения шероховатым. Ремни равномерно покрыть клеем и подвергнуть сильному давлению между нагретыми вальцами, проложить между обмазанными поверхностями тонкий кусочек ткани и оставить под прессом схватываться. Надо заметить, что кожаные ремни не идут ни в какое сравнение с верёвками. Они обладают высокой нагрузочной способностью и долговечностью, допускают работу со скоростями до пятидесяти метров в секунду и хорошо работают в условиях переменных и ударных нагрузок, а что особо важно для нас, ввиду своей гибкости они могут работать на шкивах малых диаметров и ребордами, в передачах переключаемых отводками, в перекрёстных. Склейку ремней производят по косому срезу на длине, равной их двух-кратной толщине, а многослойных ремней по ступенчатой поверхности с числом ступеней не меньше трёх. Кожа буйвола оказалась толстой и весьма прочной, так что большую часть ремней я склеивал. Некоторые ремни, особенно где предполагалась большая нагрузка мне пришлось сшивать внахлестку. Для сшивки использовал сыромятную кожу, точнее её узенькие полоски — сшивки. Однако при сшивке ремня место соединения неизбежно получается толстым и жестким, что приводит к сильным ударам ремня по шкиву и толчкам при работе. Для высоких оборотов такой непригоден. Для самых широких ремней, предназначенных для ветряного привода, я использовал склеенную вдвое кожу, соединённую ступенями и для пущей прочности, мы соединили скрепками из медной проволоки, так как железа у нас совсем не оставалась, а медь после очистки стала весьма пластичной.
Стекло простое, цветное, жидкое и смальты.
Ярослав
Процесс плавки стекла мне хорошо знаком. Раболтал с ним в кружке юного химика. На дче в поледнее время увлекся люмпворком и фьюзингом. От изготовления эмалированной керамики стекло мало чем отличается, те же печи, те же температурные режимы и графики. Справлюсь. Прочту лекцию Ивану Сергеевичу и заодно у себя в голове обновлю что помню.
- Стекло один из древнейших материалов, известных человеку, после камня и дерева.
- А как же керамика.
- Подозреваю стекло было получено раньше. Уже в древнем Египте умели изготавливать стеклянные стаканчики. Однако температура была недостаточной и полностью стекло расплавить не получались. Мастера не выдували стекло, а выдавливали его в форму. Древнеегипетское стекло было вязкое и низкого качества с множеством дефектов.
= Давайте ближе к делу.
- Хорошо. Получить стекло на первый взгляд, несложно. В основе всего два составляющих - песок и сода. Первое стекло у нас как вы помните получалось низкого качества — темное, мутное, с нитями разных плотностей, с пузырьками и частичками, упавшими в расплав.
- Да уж, неоптическое.
- Вот-вот. Как компонент шихты прозрачных глазури и пироскопов оно годилось, а как чистое стекло уже нет.
- Так в чём же проблема.
- Песок. Его желательно использовать стекольный, то есть белый без примесей и мелкий. Такой у нас образовался лишь после промывок каолина. Мне пришлось его очищать в несколько этапов - прокаливал, пропускал через винтовой сепаратор, очищал с помощью флотации ну и вы сами промывали его раствором едкого натра.
Мы будем варить два вида стекла: Натриево-кальциевое стекло,оно же «Содовое стекло» или «крон» можно с лёгкостью плавить, оно мягкое и потому легко поддаётся обработке, а кроме того, чистое и светлое и калиево-кальциевое стекло, оно же «Поташное стекло». В отличие от натриевого, более тугоплавкое, твёрдое и не такое пластичное и способное к формовке, но обладает сильным блеском. Оттого что раньше его получали непосредственно из золы, в которой много железа, стекло было зеленоватого цвета, и в XVI веке для его обесцвечивания начали применять перекись марганца. А так как именно лес давал сырьё для изготовления этого стекла, его ещё называли ещё лесным стеклом. Состав стекла – поташа или соды одна часть, извести одна часть и шесть частей песка. Известь будем использоватьмелко размолотую и очищенную, а в шихту добавлять обесцвечиватель убирающий зелёную окраску - натриевую селитру.
С древних времен стёкла окрашивали, добавляя в расплав соединения металлов, чаще всего оксиды. У нас их не так много для голубого оксид меди, окись хрома и железа окрасит стекло в травянисто-зелёный, трёх окись в тёмно-красный. Розовую окраску стеклу мы придадим введя всего 0,01% металлического золота, а для получения золотого рубина его потребуется в раза больше.
- При необходимости я могу получить больше оксидов, это не так сложно.
- Время, время дорогой Иван Сергеевич. Оксиды тоже нужно чистить.
- Да что вы мне как студенты тыкает, а то я не знаю.
- На температуру плавления стекла влияет его химический состав.
- Это очевидно, но что именно.
- Понижениювязкости и температуры плавления способствует оксид натрия вводимый в состав стекла с содой, сульфатом натрия или содово-поташной смесью и оксид калия вводимый с поташом, содово-поташной смесью, и полевым шпатом и стекольный бой. Его вводят до тридцати процентов.
- Значит первое стекло что ушло в брак ещё сослужит нам службу.
- Конечно. Именно на это я и рассчитывал. С первого раза сварить хорошее стекло это из области фантастики.
- Физика процесса нехитрая и похожа на выдержку эмали. Шихту необходимо нагреть примерно до тысячи пятисот градусов и выдержать несколько часов дождавшись образования однородной стекломассы.
- Почему так долго.
- В процессе плавки изменяется её физическое состояние - испаряется влага; гидраты, соли, перекиси разлагаются и теряют летучие; сульфат натрия и песокподвергаются полиморфным превращениям. Бета-кварц при 575 превращается в альфа, тот при 870 в тридиминт. При 1470 градусов уже образуется критабаллит. Каждая из вновь образующихся кристаллических модификаций имеет больший удельный объем, чем предыдущая и тем самым они вызывают растрескивание зерен песка.
- Весьмазанимательно, прошу вас продолжайте.
- При дальнейшем нагревании компоненты шихты вступают в химическое взаимодействие. По мере того, как шихта нагревается, расплавляются легкоплавкие соли шихты и еще более легкоплавкие эвтектики. Реакции протекают уже между твердыми веществами и жидким расплавом со значительно большей скоростью.
- Силикатообразование начинается с момента загрузки шихты в печь и заканчивается при 800-900 градусах. При этом шихта превращается в спекшуюся массу, называемую фриттой. Когда температура повышается до 1200 и фритта превращается в стекломассу и она становится более прозрачной, аоставшиеся частицы шихтырасплавляются и растворяются в вязком расплаве.
- Однакоэто далеко не всё. Стекломасса еще неоднородна и представляет собой смесь расплавов различного состава, причем вся она насыщена газовоздушными включениями различной величины. Третий этап — осветление или дегазация проходит в температурном диапазоне от 1200 до 1500 градусов. В стекломассе исчезают не растворившиеся в ней газовоздушные включения, она становится прозрачнее и более однородной, происходит как бы выравнивание расплава по составу и свойствам и она становиться жидкой.
- Это финальная стадия.
- Нет использовать её сразу нельзя. Требуется охладить градусов на 200-300.
- И тогда масса станет вязкой и годной для формовки изделий.
- Так точно. Хитростей там полно. К примеру повышение температуры всего на 100–150 градусов ускоряет силикатообразование в два раза. Скорость возрастает с увеличением реакционной удельной поверхностикомпонентов шихты, тоесть с возрастанием степени их измельчения. С увеличением удельной поверхности компонентов в пять раз, скорость реакций удваивается.
- Так как реакции в шихте резко ускоряются с момента появления расплава, то очень важно, чтобы последний образовался при возможно более низкой температуре. вводят ускорители варки в виде хлоратов или фторидов.
- Вода также ускоряет варку. Введенная в шихту, она растворяет щелочные материалы, и, распределяясь вокруг зерен песка, обволакивает его плёнкой щелочного раствора. При высыхании влаги каждое зерно оказывается покрытым тончайшей пленкой щелочей, что увеличивает реакционную поверхность.
Как только силикатообразование закончилось и спек расплавился, в образовавшемся расплаве остаются зерна кварца, не вошедшего в химические реакции.
- Примерно четверть пескане связывается всиликаты. Растворение кварцав силикатном расплавеи взаимное растворение силикатов друг в друге и есть стеклообразование которое протекает в восемь раз медленнее, чем первый этап. Зёрна кварца медленно растворяются в вязком расплаве силикатов, так как вблизи их поверхности образуется пленка расплава, насыщенного кремнекислотой. В этой пленке песок уже не растворяется. Расплав приникает в плёнку путём диффузии от зерна в глубину.
- Скорость стеклообразования, как и всякая скорость растворения, зависит от свойств зерен кварца, расплава силикатов, а также от температуры, давления и скорости обмена растворителя вокруг песка.
- А есть ли способ подсчитать эту скорость.
- Да. Она изменяется обратно пропорционально радиусу зерен, возведенному в степень в зависимости от размера зёрен.. Угловатые острые зерна растворяются быстрее округлых. При повышении температуры на каждые десять градусов скорость стеклообразования увеличивается на пять процентов. Стеклообразование так же ускоряется при перемешивании расплава, так как при этом с поверхности кварцевых зерен удаляется насыщенная кремнеземом пленка и растворение усиливается.
- Ага я то гадал зачем при варке оптического стекла его перемешивают. Простите что прервал.
- Скорость растворения кварцевых зерен зависит, наконец, и от химического характера расплава. Она особенно увеличивается при высоком содержаниив стекломассе щелочныхокислов и сульфата натрия. Когда на поверхности стекла в печи имеются щелока, то шихта как бы тает в них. Поэтому, когда в составе шихты нет сульфата на поверхности стекломассы могут образоваться рыхлые белые «хлопья» – скопления не проварившихся зерен кварца, частично превратившихся в кристобалит. Она же кремнеземная пена, или «хальмоз», портящий стекло. Трудность варки из сульфатной шихты и состоит в том, чтобы суметь избежать и хальмоза.
- Даже небольшие добавки к шихте химически активных веществ, не меняя состава стекла могут значительно изменить ход процессов стеклообразования, осветления и гомогенизации стекла за счёт воздействия на поверхностное натяжение, вязкость и теплопрозрачность стекломассы. Аналогичное воздействие оказывает добавление стеклобоя. Количество и размер зерен стекольного боя, добавляемого к шихте, влияет на время варки. Лучшие результаты по времени провара дает применение более крупных зерен в пределах 2–20 мм.
- И что же это за ускорители.
- Фториды, борный ангидрид, окислы марганца и мышьяка, соли аммония и др.
- Думаю мы можем кое что получить из вашего списка.
- Не сомневаюсь. Но мы потихоньку подобрались к следующему этапу – избавлению стекломассы от видимых газовых включений, оставшихся в ней после окончания провара шихты или возникших дополнительно, или осветлению стекла.
- Шихта обычных стекол содержит в среднем около 18 процентов газов в химически связанном виде. На сто килограмм кг шихты это составляетпри обычной температуреэжто где-то от четырёх до пяти кубометров, тоесть пятьдесят объемов от объема самой шихты.
- Прилично.
- В процессе разложения шихты и реакций силикатообразования эти газы в удаляются в атмосферу. Однако некоторая их часть остается в стекломассе в виде пузырьков. Это происходит вследствие того, что химические реакции протекают не только на поверхности шихты, где образуется пленка стекла, но и массе под ней. Выделяющиеся газы «прорываются» через расплавленное стекло, вспенивая его. Реакции протекают и на границе между зернами песка и другими компонентами шихты.
- Пограничный расплав имеет небольшую вязкость и образующиеся в нем пузырьки быстро растут и выделяются. По мере растворения зерен песка этотрасплав становится, однако,более вязким и пузырькималых размеров, неуспев выделиться, скапливаютсяи налипают на проваривающиеся песчинки.
- Скорость роста или растворения пузырьков зависит от скорости диффузии газов встекломассе, что, содной стороны, связанос величиной коэффициента диффузии отдельных газов, а с другой – с вязкостью стекломассы. Пузырьки быстрее растут при высокой температуре и малой вязкости, тем более, что при повышении температуры уменьшается растворимость газов в расплавах большинства стекол, а также усиливаются химические реакции, сопровождающиеся выделением газов.
- Довольно сложно для понимания. Но какова скорость растворения пузырьков.
- С понижением температуры она сперва увеличивается, а после падает, так как растворимость газов увеличивается с понижением температуры, но скорость диффузии понижается. Процесс зависит от правильного температурного режима.
- В период провара шихты и в начальный период осветления должна поддерживаться возможно более высокая температура с тем, чтобы при варке выделилось как можно больше газов и понизилась степень пересыщения газами расплава и тем самым уменьшилась вязкость. В таких условиях пузырьки легко образуются и уходят из стекломассы. Однако в конце осветления, когда в расплаве остаются пузырьки размеров, близких к критическим, температуру массу следует понизить для того, чтобы они растворились.
- Поскольку поверхностное натяжение стекломассы оказывает большое влияние на осветление, то для ускорения осветления в состав шихты и вводят вещества, понижающие поверхностное натяжение стекломассы. Как правило сульфаты, оксиды мышьяка и сурьмы.
- Выходит что скорость осветления стекломассы связана со скоростью процесса стеклообразования.
- Угу. Вот сморите. Я показал ему образец.
- Видите множество мелких пузырей или мошки. При интенсивном растворении кварцевых зерен расплав быстро насыщается оксидом кремния, его вязкость возрастает что и затрудняет выделение из стекломассы эих пузырей.
- Отчего же это произошло.
- Неоднородные по размеру зёрна и пыль. Она растворяются быстрее зерен основной величины, что уже в самом начале стеклообразования, увеличивает вязкость расплава.
- Ишь сколько хитростей.
- Для осветления целесообразно вводить в состав шихты осветлители, то есть вещества, способствующие осветлению. Они разлагаются при высоких температурах и выделяют в стекломассу крупные пузыри газов.
- Каких газов.
- Да любых лишь бы не углекислота пересыщающая стекломассу. Дело в том, что углекислота стремясь выровнять свое давление внутри стекломассы, переходит в эти пузырьки. Они делаются крупнее, быстро поднимаются к поверхности и лопаются. В свою очередь газы, выделяемые при разложении осветлителей, переходят в мелкие пузырьки углекислоты, укрупняютих и помогаютим подняться к поверхности стекломассы. Лучшие осветлители - нитраты, сульфаты и оксиды мышьяка и церия выделяющие кислород.
- Голову сломаешь с вами.
- Это точно.
- Хочу особо отметить роль пузырей получениякачественной стекломассы. Чтобы сделать расплав максимально однородным нам нужно гомогенизировать его. Если шихта перемешана недостаточно, то «клеточки» в стекломассе имеют более крупные размеры и разнородный химический состав. Растягиваясь при перемещении и выработке стекломассы, они образуют грубые «волокна» инородного стекла, называемые «свилями». Даже в нормальном расплаве мельчайшие микроячейки превращаются в разнородные «нити», которые являются источниками ряда пороков и вызывают повышенную хрупкость стекла, так как на их границах возникают натяжения. .
- Основным средством гомогенизации и являются газовые пузыри. Поднимаясь, они растягивают пограничные пленкиячеек в тончайшие нити с сильно развитой удельной поверхностью и таким образом облегчают взаимную диффузию стекломассы соседних клеточек.
- Залог газообразования тщательное перемешивание материалов шихтыи использование по как можно мелких и однородных по величине зерна материалов.
- Именно поэтому вы измельчаете готовую шихту в шаровой мельнице.
- Да. Желательно слегка увлажнять шихту, тогда плавни равномерно распределяются вокруг зерен тугоплавких компонентов, и исключается расслоение материалов шихты. Но мы отвлеклись. Собственно сейчас мы подходим к последней стадии – студке стекла.
- Важно чтобы на этой стадии варки не возникало нарушения равновесия газов,установившегося после осветления для чего нужно следить чтобы температураво время студкинепрерывно понижалась, а характер и давление газовой среды не изменялись. Температура стекломассы снижается на 300–400 градусов и только тогда масса готова для формования. Ещё раз – непрерывное медленное снижение температуры главное условия качества продукции. Нарушение может вызвать сдвиг равновесия газов и образование вторичной мошки.
- Вязкость стекла можно регулировать введением окиси кальция и других оксидов. При низких температурах она увеличивает вязкость стекла, а при высоких температурах уменьшает.
- На скорость охлаждения оказывает влияние масса стекла и величина его поверхности. При равной величине поверхности изделия с меньшей массой охлаждаются быстрее. Что касается цветных стёкол то воздействие окрашивающих окислов на скорость твердения обусловлено тем, что они уменьшают теплопрозрачность стекломассы. Наиболее низкой теплоемкостью обладают системы с высоким содержанием тяжелых элементов типа бария или свинца, например, тяжелые флинты и тяжелые кроны. Бариевые и свинцовыестекла остывают медленнее,чем стекла с более высокой теплоемкостью, и хорошо подходят для выработки изделий сложной формы способом прессования.
– Пожалуй на сегодня хватит. Завтра изучим расчёт постоянных в уравнении температурной зависимости вязкости Фулчера – Таммана диаграммы CaO—Аl2O3—SiO2.
***
Возникли небольшие проблемы. Думаю что максимум что я могу получить с горячим дутьём - 1200 градусов, а значит чтобы расплавить стекло мне придётся добавить больше поташ который плавится при 897 градусах, сульфата натрия и известняка который разлагается при 915 градусах, а также мне придется провести максимально возможно измельчение компонентов шихты что также несколько снизит температуру плавления стекла. очень важначистота шихты и качество тиглей.
Первые образцы изготовил из шамота. Измельчил, добавил до сорока процентов каолина и обжёг в печи на максимальной температуре. Шамот для варки стекла не самый походящий и тигель из него считай одноразовый. Для стойкости его покрывают платиной. Без этого плавки две три выдержит, если не треснет. А если и треснет, у меня ещё два запасных есть. Несколько циклов думаю продержится.
Фиксация формы стеклянного изделия осуществляется при помощи быстрого охлаждения. Важным этапом является отжиг. Стекло нельзя просто так поставить остывать — оно станет закаленным и поэтому очень хрупким, с внутренними напряжениями — и будет разлетаться в пыль от малейшего удара. Охлаждают стекло несколько часов и понемножку. Большие стекла месяцами, а чтобы это не вышло слишком быстро его ещё приходится его подогревать.
***
Смальты
Отличие смальт от цветного стекла в том что после смешивания всех нужных и помещения их в печь в ней несколько дней поддерживается необходимая температура. Такой метод позволяет получить красивый материал с очень интересными свойствами.
Компоненты шихты - стекло, бура, селитра, поташ. Соли, ацетаты и оксиды для нужного цвета. Эх ещё бы криолит..
Главный компонент смальт конечно глушитель. Мы как в античности применяем костяную муку, но лучше бы найти плавиковый шпат.
В процессе глушения в стеклянной массе появляется бесчисленное множество мельчайших кристалликовглушителя размером меньшеодного микрометра. В одномкубическом миллиметре ихбывает до несколькихсотен тысяч. Их показатель преломления отличается отпоказателя преломления окружающегостекла и падающие на смальту лучи света отклоняются от своего прямолинейного направления и стекло перестает быть прозрачным.
Стекло измельчаю в шаровой мельнице до порошкообразного состояния, смешиваю с бурой и селитрой. Полученную смесь сплавляю в тигле в интервале температур 900-1300 градусов после расплав отливаю керамические формы, не допуская образования пузырьков. Квадратики, кружки отжигаем, а после шлифуем.
Единственное, немного заморочился с золотой смальтой. Процесс её изготовления заключается в следующем: методом выдувания получаем листы стекла толщиной не более миллиметра, после разрезаем па небольшие квадратные пластинки. На каждую пластинку смальты накладываем листок золотой фольги, и в таком виде укладываем в разогретую печь. Делал в суматохе и на мой взгляд вышли дерьмо полное, но нашим друзьям из джунглей и это будет откровением.
После, поверх фольги наливаем небольшое количество расплавленного стекла, чтобы его хватило на образование слоя около сантиметра толщиной. Готовую пластину прессуем и отжигаем. Условия просты стекло используем содовое чтобы золото не «горело» и слои стекла должны быть из одной плавки, в противном случае плитку разорвет на куски.
***
Жидкое Стекло.
Что из себя представляет жидкое стекло - водный щелочной раствор силикатов натрия калия и получить мы его можем несколькими способами. То есть для варки стекла нам нужен песок или стеклобой, поташ или сода – все компоненты в наличии.
Стандартный промышленный способ не очень нам подходит. Для этого придётся провести помол кварцевого песка в соро пять процентом водном растворе щелочи. Суспензию пропустить через мелкой сито и варит сей продукт в автоклаве при двухста градусах и избыточном давлении десять атмосфер с последующей сушкой при трёхстах градусах.
Второй вариант не лучше – придётся спекать песок или стеклобой с содой при температуре в полторы тысячи градусов в течение восьми часов. В итоге получиться силикат глыба - твердый стеклообразный продукт который после спекания охлаждается и кристаллизуются в виде однородных прозрачных кусков, голубовато-коричневого или слабо-зеленого оттенка. Плюс- долгое хранение, а минус чтобы из силикат глыбы получить жидкое стекло нужен автоклав.
И наконец третий вариант - прямое растворение кремнезёма в щелочи при небольшой температуры и малом давлении, а некоторых случаях и вовсе без него. Как и при получении обычного стекла здесь рулят те же правила.
Качественные чистые компоненты, тщательное измельчение и точное соблюдение тех. процесса. В нашем случае определяющим является качество кремнезёма. Из песка по такой технологии жидкое стекло не получишь, а вот из диатомита запросто. Последний я нашел в одном слоёв карьера в мой последний поход.
В зависимости от типа щёлочи жидкие стёкла могут быть калиевые, натриевые, литиевые и имеют три основные формы состояния: силикатная глыба, жидкий раствор стекла и растворимый порошок.
Их химическая характеристика зависит от содержание основных оксидов и их мольного соотношения или модуля, примесных оксидов и плотности раствора. Силикатный модуль жидкого стекла определяется отношением молекулярной массы щелочного оксида к молекулярной массе оксида кремния. Мы можем его выяснить методом титрования пробы жидкого стекла соляной кислотой в присутствии индикатора метилового оранжевого. Естественно как только эти компоненты у нас будут, а пока увы и ах всё на глазок.
Будем варить. Для интенсификации процесса придётся использовать химическую активацию шихты, а значит шихту ожидает многочасовой помол. Активное силикатообразование происходит там лишь в местах контакта зерен соды и кремнезёма. Снижение размера зерен приводит к увеличению площади контакта фаз и способствует уменьшению слоя продуктов реакции. Помол также сокращает время растворения и создает условия для увеличения его химической активности. В переводе на русский всё тоже нужно как можно тщательный измельчать шихту.
Щёлочно-кремнеземистую шихту насыпаю в котел с мешалкой, добавляю воду. Рабочая температура 215-225 градусов. На первой стадии получаею раствор силиката натрия. Интенсивно перемешивая добавляю гашеную известь. Осадок силиката отфильтровываю.
Беру пробу. Силикатный модуль маловат и я решаю повысить его в процессе карбонизации. Продувая силикатный раствор углекислым газом. После мы охлаждаем раствор и карбонат натрия выпадает в осадок. Не все так просто и годный состав ЖС вышел лишь через неделю, я полностью отказался от перлита и использовал лишь поташ и диатомит. Жаль полученное таким образом жидкое стекло начинает расслаивается часов через шесть, то есть его надо готовить и сразу использовать.
Есть и плюс, в дальнейшем я улучшил глубину измельчения компонентов и сократил процесс варки с двух часов до сорока минут, что сняло много проблем…
Великая Хартия Вольностей и другие документы
Уложение Африканской Торговой Республики
( сокращенный, африканский, вариант составлен в двух экземплярах на латыни и суржике ( буквы латинского алфавита) банту)
1. Верховные Боги Руханга, Чиута, Мламбе, Бумба, Мулунгу и Ньянкупонг, духи неба, леса, великого озера и подземного мира Кьяли, Льяно, Урунгу, Нгояма, Зимви, Ириму….. отдают колдуну Ярунгу земли северней реки Галаны и все побережье великого озера от городка Мале до реки Тана. 2. Колдун Ярунг отныне является Верховным колдуном данных земель и при необходимости, по согласованию с духами лесов имеет право забирать прилегающие земли по мере необходимости. 3. Земли под покровительством верховного колдуна Ярунга отныне будут называться Африканской Торговой Республикой. 4. Верховный колдун Ярунг отныне назначает вождей и шаманов на своих землях. 5. Верховный колдун Ярунг учреждает Африканскую Торговую Компанию которая должна регулировать вопросы торговли с другими землями, а также разрешать или запрещать открытие рынков на землях республики. 6. Единственным законным средством расчета в республике признаются чатлы. Соль и деньги выпускаемыми другими колдунами более не имеют магической силы. Курсы обмена и внутренней торговли определяются в приложении номер 2. 7. Верховный колдун Ярунг дарит всем людям республики Великую хартию вольностей. 8. Верховный колдун Ярунг имеет право призвать любого человека и гражданина республики на войну или обязательные работы со справедливой оплатой его труда. 9. Верховный колдун Ярунг вводит правила работа цехов и артелей на территории республики. 10. Верховный колдун Ярунг запрещает рабство на территории республики в любых формах. 11. Верховный колдун Ярунг может созывать советы вождей и колдунов для решения вопросов войны и мира и обустройства республики. 12. Верховынй колдун Ярунг вводит единые законы по всей территории республики. 12.1 Уголовное уложение определяет порядок наказаний за преступления – штраф, обязательные работы, обязательные работы в кандалах, содержание в клетках с едой, содержание в клетках без еды, наказание молниями, смерть через повешение. 12.2 Все наказанные люди в племенах и родах ………. более не должны убиваться, а приводиться в лагерь к Ярунгу на работы. 12.3 Гражданское уложение определяет правила торговли, заключения сделок купли продажи и наследования и владения собственностью на территории республики. 12.4 Административное уложение определяет порядок сбора совета вождей, назначения баронов, колдунов и вождей, а также общественных контролеров по гражданским и уголовным делам. 13. Право религий и колдунов вести обряды и богослужения на территории республики утверждается только верховным колдуном Ярунгом. 14. Великий колдун Ярунг утверждает Герб и флаг АТР…..
Великая Хартия вольностей жителей и граждан Африканской Торговой Республики
1 .Верховный колдун Ярунг дарит на вечные времена всем людям республики и их наследникам великие вольности. 2.Великие вольности распространяются только на людей поклявшимся духами предков в верности Ярунгу, выучившим пи сьменный язык, счет и главные законы республики. 3. Порядок и место испытания на получения гражданства определяет верховный колдун Ярунг, он же вручает знак гражданина республики и вносит имя человека в реестр. 4. Верховный колдун Ярунг вводит три ранга гражданства, на каждый из которых гражданин обязан сдать квалификационный экзамен. 5. Жители не сдавшие экзамен на гражданство пользуются ограниченными правами, но каждый из них имеет право на жизнь, свободу и личную неприкосновенность. 6. Никто из жителей или граждан не может содержаться в рабстве или в подневольном состоянии. Рабство и работорговля запрещаются на всей территории республики. 7.Каждый житель на территории республики может получить жилье, еду, работу и выплату его долгов перед третьими лицами в случае получения гражданства. 8. Ранги гражданства, знаки отличия, расширенные права и обязанности граждан разных категорий оговариваются в приложении номер 1 к хартии. 9. Суд и решения по уголовным, гражданским и административным вопросам принимают контролеры общественного порядка, руководствуясь уложения республики. 10. Котроллерами общественного порядка могут стать граждане 2 категории и выше после прохождения экзамена на знание закона.. 11. Каждый гражданин может оспорить несправедливое решение контролёра по любому делу. Сроки давности отсутствуют. 12. Для отмены старого и рассмотрения нового решения собирается смешанный совет из любых граждан 3 и 4 категории и трех контролеров Порядок обжалования определяется отдельным документом. 13. Республика гарантирует оплату времени граждан при рассмотрении дела. 14. Женщины получают гражданство в случае удачной сдачи экзаменов наравне с мужчинами. 15. Человек или гражданин в случае грубого неоднократного нарушения законов, шпионажа может быть казнен, или изгнан из республики навсегда Верховным колдуном Ярунгом либо советом граждан. 16. Каждый человек и гражданин имеет право на защиту жизни и личного имущества. 17. Гражданин 2 ранга и выше имеет право на страхование жизни и имущества. 18. Гражданин 2 ранга и выше имеет право на долю собственности в цехах и артелях в случае работы в них более двух лет и при условии оговоренных выплат стоимости цеха республике. 19. Житель республики имеет право стать мастером, контролером, координатором лишь после сдачи экзамена на гражданство. 20. Гражданин и житель имеют право на бесплатное лечение и обучение только в случае работы на республику сейчас, или в будущем. 21. Тип образования и дальнейшее место работы гражданин определяет республика. 22. Каждый гражданин может внести свои предложения по улучшению устройства республики и производственных процессов. В случае некомпетентных предложений он обязан оплатить работу граждан и контролеров проверяющих его идеи, а в случае одобрения его идей гражданину выплачивается премия в зависимости от степени полезности. 23. Гражданин и житель не может торговать личными вещами купленными по внутренним ценам с иноземными купцами. 24. Гражданин не может работать больше 10 часов в день. 25. Гражданин имеет право на один выходной. 26. К гражданину 2 категории и выше запрещено применение мер физического воздействия для улучшения производительности труда. 27. Гражданин подлежит призыву в случае объявления войны. В случае смерти или увечий полученных на войне республика выплачивает ему или его родственникам от 1000 до 5000 чатлов. 28. Республика компенсирует 50 процентов стоимости лука, арбалета, иного оружия и средств защиты процентов при условии если гражданин усиленно занимается боевой подготовкой в свободное от работы время.
Устав Африканской торговой компании
1. Африканская торговая компания учреждена князем Кузнецовым Ярославом Александровичем, баронами Арбузовым…… в целях решения неотложных задач и способствованию процветанию АТР. 2. Настоящий Устав определяет порядок организации и деятельности компании. 3. Местом учреждения компании является производственный городок «Ильменит» он же база номер 3. 4. Компания является непубличной коммерческой корпоративной организацией. 5. Компания создана без ограничения срока её деятельности. 6. Учредители компании Кузнецов …. владеют долями в равных пропорциях 7. Вопросы расширения участников компании и перераспределения долей решаются на общем собрании 8. Компания обеспечивает ведение реестра учредителей с указанием сведений о каждом, размере его доли в уставном капитале компании и ее оплате. 9. Целью деятельности Компании является скорейшее выполнение условий для активации Ключа и способствование экономическому процветанию АТР. 10. Компания занимается вопросами международной и внутренней торговли, регулированием цен на основные виды товара и сырья производимые в АТР, развитием торгового флота, эмиссией чатлов. 11. Компания имеет в собственности имущество, может от своего имени приобретать и осуществлять имущественные и личные неимущественные права, нести обязанности, быть истцом и ответчиком в судах других государств. 12. Компания несет ответственность по своим обязательствам принадлежащим ей имуществом. 13. Компания может создавать самостоятельно или участвовать в учреждении других компаний с участием иностранных правителей и купцов и создавать там свои филиалы и представительства. 14. Внутренним языком компании является русский. Рабочий язык - латынь. Все документы, связанные с текущей деятельностью компании, составляются на рабочем языке. 15. Компания имеет круглую гербовую печать, флаг, вымпелы штампы и бланки со своим наименованием. Компания имеет товарный знак и знак качества производимых товаров. 16.Компания учреждает фонд для страхования грузов, банк и единую систему коммуникаций при первой технической возможности. 17. Представительства компании действуют от ее имени и наделяются имуществом за её счет. 18. Компания вправе выписывать доверенности на создание филиалов и право торговли ее товарами в определённых регионах планеты. 19. Компания вправе определять места и правила торговли на территории АТР 20. Компания несет ответственность по обязательствам, связанным с деятельностью ее представительств. 21. Руководитель представительства действует на основании выданной компанией доверенности. 22. Уставный капитал компании формируется из товаров на складах, кораблей, недвижимости, металлов, чатлов и на текущий момент составляет 140.000.000. 23. Учредители компании имеют право: участвовать в управлении делами компании, вносить предложения о дополнении устава, принимать участие в обсуждении вопросов повестки дня и голосовать при принятии решений, избирать председателя компании, получать информацию о деятельности компании и знакомиться с её бухгалтерскими книгами и иной документацией, а также определять стратегию развития компании. 24. Учредителям компании нельзя требовать проведения аудита, продавать , передавать в залог или отчуждать иным образом своих долей в пользу третьих лиц, требовать выплаты дивидендов до выполнения главной задачи. 25. Исполнительным органом является председатель компании…………
Устав цеха.
1. Каждый рабочий цеха обязан пройти обучение и сдать экзамен по наглядным плакатам. 2. За период обучения плата не выплачивается , однако предоставляется бесплатное питание и жилье. 3.Базовая заработная плата за 10 часов работы 1 чатл. 4. На обеденный перерыв выделяется 1 час 5. На физкультурные паузы суммарно выделяется 1 час 6. Переработка допускается в исключительных случаях и оплачивается по двойному тарифу 7. Работа ночью оплачивается по двойному тарифу. 8. В случае производственной травмы не по его вине, рабочему выплачивается от ста до тысячи чатлов и обеспечивается бесплатное лечение. 9. В случае смерти на производстве родственникам погибшего выплачивается 3000 чатлов. 10 .Рабочий обязан тратить не меньше 20 часов в неделю на обучение, посещать занятия по графику и заниматься самообразованием. 11. За умение хорошо стрелять из лука знание цифр, букв и иных знаний рабочий получает знаки отличия каждый из которых дает полуторную надбавку к базовой оплате. 12. Квалификационный разряд – показатель уровня умений работника который отражает сложность труда, уровень умений и влияет на уровень оплаты. 1. Базовый, или первый разряд – типовой уровень знаний и умений получаемы после общего обучения. Знаки отличия не предусмотрены. 2. Порядок присвоения 2-3-4 разрядов и звания мастера регулируется соответствующими внутрицеховыми инструкциями. 3. Разряды работников и звание мастера подтверждаются экзаменами и бесплатной квалификационной работой. 4. После получения соответствующего разряда или звания мастера рабочим выдается знак отличия с эмблемой цеха. 5. Оплата за разряды увеличивается кратно номеру разряда, а мастеру в 5 раз. 6. Каждый рабочий обязан носить жетон с цифровым кодом, должностью, именем на латыни и названием цеха и знаки отличия с символами подтверждения уровня знаний.
Наказания
13.Опоздание на работу не более часа – полдня без оплаты 14. Опоздание боле часа – день работы без оплаты 15.Лень на работе, прогул – три дня работ с обязательной нормой выработки на валке леса и доставке песка. 16. Споры, драки и иные конфликты с координаторами и контролерами , в зависимости от тяжести проступка – наказание духами болота, три дня в клетке, изгнание из лагеря, перевод на работы с обязательной нормой выработки, три дня три дня работ с обязательной нормой выработки на валке леса и доставке песка, день работы без оплаты после наказаний обязательный экзамен по пересдаче правил поведения в цеху.
17 .Поощрения за хорошую работу и успехи в учебе.
1 .Премии от 10 до 100 чатлов 2. Магические амулеты, именные. 3. Именное, зачарованное, оружие. 4. Право на устройство родственников в лагерь, обучение детей. Страхование денежных средств и купленных вещей при возвращении домой. 5. Право на гражданство 2 категории и выше 6. Право на часть прибыли от реализации продукции цеха.
Приложение N 2….Уголовное уложение….Гражданское уложение….. Административное уложение … Приложение N 1 о рангах гражданства… раздел 6 - о знаках отличия и медалях. 6.0 Знаки отличия, символы и медали в порядке возрастания изготавливаются из меди, белой бронзы и золота, номеруется и носятся с правой стороны. 6.1 Символы подтверждения уровня знаний и физического развития носятся рядом со знаками отличия. Символы 1 уровная являются обязательным условием получения гражданства и остальных знаков отличия. 6.1.1 Символ умеет писать - 3 уровня. Эмблема и символ изготовлены в виде перекрещенного свитка пергамента и пера. 1 ранг умеет читать. 2 ранг умеет бегло читать и писать 3. ранг знает латынь и банту и умеет на них писать и читать. 6.1.2 Символ умеет считать - 3 уровня. Эмблема - знаки сложения, вычитания, деления и умножения выбитые на спирали. 1 ранг умеет складывать и вычитать, умножать и делить, знает таблицу умножения. 2 ранг знает дроби и проценты. 3 ранг умеет составлять сложные графики и диаграммы для системы учета и умеет работать с системой учета производства . 6.1.3 Символ физической подготовки - 3 ступени. Эмблема пятиугольник с бегущим профилем мужчины вписанным в шестеренку. 6.1.3.1 Перечень испытаний для 1 ступени: Бег на 30, 60, 100 метров Бег на 1000; 1500; 2000 метров Бег по полосе с препятствиями Прыжок в длину с места толчком двумя ногами Прыжок в длину с разбега Подтягивание из виса лежа на перекладине Отжимания Рывок гири 16 килограммов Тяга, Приседания и Жим от груди штанги Поднимание туловища из положения лежа на спине Наклон вперед на гимнастической скамье Поднимание туловища из положения виса ногами вниз Отжимания на брусьях Метание ядра и молота на дальность Плавание на 25, 50 метров Задержка дыхания под водой Кросс по пересечённой местности на 1 и 5 км. Стрельба из лука на меткость и дальность Борьба на время= ( продержаться) Подъем по шведской стенке Передвижение вися на руках, по горизонтальной лестнице Подъем по искусственному скалодрому высотой 5 метров Подъем на канат 6.1.3.2 Перечень испытаний для 2 и 3 ступени, таблицы нормативов по возрастным группам прописаны в инструкции N 28 для контролеров-«аниматоров» занимающихся физической подготовкой и играми.
6.2 Знак гражданина. 3 ранга. Эмблема - герб АТР, форма значка Щитовидная, номер выбит над гербом. 6.3 Профессиональные знаки отличия 1-2-3 разряда – форма ромбовидная, номер выбит сверху эмблемы, действителен только при наличии знака гражданина.
6.3.1 Лучник - эмблема воин натягивающий лук со стрелой. 6.3.2 Алебардист - эмблема воин с алебардой. 6.3.3 Мечник - эмблема скрещенные мечи. 6.3.4 Арбалетчик - эмблема арбалет. 6.3.5 Пушкарь = эмблема скрещенные пушки. 6.3.6 Моряк – эмблема якорь с канатом. 6.3.7 Охотник – эмблема гепард пронзенный стрелой. 6.3.8 Рыбак – эмблема рыба-меч на крючке. 6.3.9 Торговец – эмблема рычажные весы. 6.3.10 Навигатор– эмблема, компас. 6.3.11 Геолог– эмблема скрещенные геологические молотки. 6.3.12 Аниматор – эмблема футбольный мяч. 6.3.13 Колдун эмблема - "маска Ярунга" , обязательное дополнение радужный камень души. 6.3.14 Санитарный контролер– эмблема красный крест. 6.3.15 Контролёр охраны порядка - эмблема кадуцей перекрещенный с ликторским пучком*. 6.3.16 Контролёр гражданских дел и торговли - эмблема весы, под ними кадуцей перекрещенный с ликторским пучком. 6.3.17 Контролёр уголовных дел - эмблема кадуцей* перекрещенный с мечом. 6.3.18 Знаки отличия цеховых рабочих 2-3-4 разрядов и мастеров прописываются во внутрицеховых инструкциях N 1 - 24. 6.3.19 Знаки отличия мастеров, координаторов, контролёров - увеличенного размера, изготавливаются из синего золота.
6.4 Медали.
Медали носятся с левой стороны, форма круглая. 6.4.1 «Интеллектуальные» 3 ранга. Награждают за победы в развивающих и обучающих играх – шахматы, головоломки, шашки лабиринты и другие. 3Аверс сова в очках , в обрамлении дубовых ветвей с цифрами. Реверс герб АТР. 6.4.2. «Спортивные» 3 ранга. Награждают за победу на спортивных и военных соревнованиях. Аверс - кубок с цифрами в обрамлении дубовых ветвей. Реверс герб АТР, внизу вместо пера и свитка, перекрещенные факела. Для групповых видов спорта – водное поло, футбол, перетягивание каната и других возможно изготовление аверса с иконкой данного вида спорта. 6.4.3 .«Военные» - 3 ранга. Награждают за храбрость в бою. Аверс – голова рыцаря в шлеме жабья голова, руки на перекрестье меча. Подразумевается, что рыцарь стоит на колене. Справа от шлема на плоском фоне «Монахар» на волнах, слева маяк. Реверс - герб АТР, но внизу вместо пера и свитка, перекрещенные мечи. 6.4.4. Награда за сражения на море. 3 ранга. форма кольцевая - высокий нос дракара с головой змея плавно переходит в кольцо образуя корпус корабля. Военные медали могут прикручиваться на доспех
Костровая сфера
Костровая сфера в некотором роде, уникальная психоэмоциональная конструкция которую изобрели только в начале 21 века. Огненные сферы куются из металла – это не только прекрасное украшение лагеря но и положительные эмоции, естественный ночной проектор! На дикарей, да и на гостей они производят неизгладимое впечатление. Вечерами все собираются вокруг огненных шаров и подолгу смотрят на причудливые тени отбрасываемые контурами сферы.
За восемь месяцев мы наработали большую библиотеку рисунков, орнаментов и шаблонов - отличное подспорье для обучающих плакатов и раскрасок. На их основе была разработан тесты для выявления художественной предрасположенности - копирование от руки цветного рисунка, сложные линии орнаментом и фракталов, обьемные композиции, бумажные и гипсовые ( фигуры) для раскраски, лепка . Среди двух тысяч человек обязательно должны найтись таланты, и они нашлись пополнив ряды рабочих цехов моделирования и черчения.
При этих цехах был образован кружок рисования через который пропускали всех без исключения постоянных работников базы. Любой охотник, ремесленник у туземцев имел творческую жилку и с удовольствием украшал своё оружие или инструмент. Чтобы найти среди них потенциальных художников-оформителей я не жалел материалов: выделял нормальную бумагу, краски, цветные восковые и угольные карандаши, акварель и сухую пастель. Для резьбы по мыльному камню и воску был доступен широчайший выбор резцов. Дерево на любой вкус: мягкий абаш и молочай, твердые - ироко, его ещё называют африканским африканским тиком, макоре оно же африканская черешня и знакомые зебрано, венге, бубинго...
Просматривая работы я видел что у одних лучше получаются рисунки в африканском стиле, у других маски и орнаменты, третьи же являлись потенциальными скульпторами. Среди неграмотных рабочих встречались и настоящие таланты. Такие через пару недель практики один в один копировали самые сложные рисунки. Отобрал два звена и проводил уроки по темам - натюрморты, портреты, животные и перспектива в рисунке. Звено «художников» и «скульпторов» работая с орнаментами и рисунками из библиотеки адаптировали и масштабировали их для игр и учебных пособий, готовили шаблоны для раскраски и укладки мозаики, вырезали скульптуры для литьевых форм.
Изготовление костровой сферы стало для кузнецов и художников настоящим вызовом. Наброски увеличивали с помощью масштабной линейки и чертили контршаблоны орнамента и фигур, затем их вырезали и клеили на деревянный шар. Вечерами я заходил посмотреть на результат работ, порой делал замечания, вносил свои предложения. Корректировал, так сказать, полет творческой мысли опуская на землю воздушные конструкции, а некоторых случаях заставлял клеить сферу из картона чтобы увидеть как будет играть свет.
После утверждения проекта, пронумерованные бумажные контршаблоны отправляли в слесарный цех где по ним, из стального листа, пневмо-болгарской или лобзиковым станком выпиливали элементы сферы. Крупные сегменты и фигуры сразу осаждали на полусфере придавая им соответствующую форму и подгоняли, притирали друг к другу словно пазлы. На третьем этапе их передавали мастерам в кузнечный цех, где сваркой их соединяли в сферу.
Изготовление сферы были экзаменом для получения значка мастера, поэтому зачастую на элементе сферы чеканили рельефный рисунок.Я лично подобную сферу ковал и знаю насколько сложна такая работа. Сферы - вершина мастерства кузнеца. На старой Земле сложные фигуры для сферы сперва вырезают на лазерном раскройном комплексе, затем сгибают на отправке и сваривают электросваркой зачищая сварные швы. И это простые сферы, а есть эксклюзивные, кованые вручную. Цена таких начинается от полумиллиона. В них каждый элемент, каждый листик авторская, уникальная работа!
Сферы большие, диаметром один метр и весом за сотню килограмм. С таким размерами сложно работать, и я как мог, облегчил персам задачу заказав отливку сложной отправки для работы со сферой.
Она представляла из себя чугунный шар составленный из шестнадцати полых шаровых сегментов и крабы для их крепления. Через краб устанавливали оси для вращения сферы, так что её можно было вращаться как вдоль, так и поперёк . Установив шар в нужном положении на него укладывали стальные шаблоны, разогревали их метановой горелкой, сыпали флюс и соединяли сваркой. В первые месяцы обычной, а после электро. В конце работ, шаровые секторы раскручивались и извлекались через пустоты готовой сферы.
Над проектом сфер и полусфер работало до пяти звеньев одновременно, так что процесс был поставлен на поток. Эскиз, подготовка шаблонов, поковка шара захватывающий, творческий процесс который отлично мотивировал улучшение профессиональных умений. Радовало, что квалификационные работы только в в нерабочее нерабочее ! Все же я хитрец, вовремя тему с квалификационными разрядами запустил.
Сферы использовались для магических обрядов, шли на украшение для лагеря и гостевого двора. Тридцать две штуки уже собрали. Композиции индивидуальные: Эльфийский лес, Саванна с баобабами и жирафами, Жар птица, Бабочки, Языки пламени, Небесная сфера со знаками зодиака, Аквариум , Волки и олени в хвойном лесу, Кузня Душ из игры World of Warcraft, битва за Винтерфилл с королём Ночи - сюжет из сериала Игра Престолов, Лики духов туземцев, Парящие листья, Вздыбленные кони, Ад с котлами и чертями с трезубцами, Глобус - старая карта странствий, Фантастические фракталы, спирали и орнаменты, Композиции в стиле стим-панк с шестернями, иллюминаторами и гофрированными трубками, Ветряные мельницы и спирали звёзд образованные мелкими отверстиями - по мотивам картины Ван Гога звёздная ночь, Математические формулы и геометрические фигуры, Морская мина, Ежик в тумане, Сказочный замок и домик. Большая часть мои задумки, что то придумал сам, что вспомнил из дизайнерских журналов и сети. Я не чужд творчеству и не прочь придумать что ну будь эдакое. Благо возможностей для реализации сейчас у меня куда больше, так почему бы не совместить приятное с полезным. Ученики изготавливали более простые костровые чаши и бокалы.
Прогресс со сфера и провел к тому, что кузнецы-персы с наконец то начали осваивать художественную ковку элементов мебели и ворот. Помимо использования специфичного кузнечного инструмента они стали активно использовать ручные станки: Улитка служила для создания спиральных элементов, гнутик – для придания элементу необходимого угла сгиба. Делают на нем уголки, зигзаги, дуги, кольца, квадраты, волны и греческие орнаменты (меандры) Объемник использовали при создании объемных узоров на металлическом изделии, а на твистере закручивают элементы продольной формы вокруг своей оси. Фонарик – инструмент, название которого говорит само за себя, с его помощью делают причудливые и красивые фонари.
Фотографии костровых сфер:
Эльфийский лес https://s3.amazonaws.com/images.ecwid.com/images/11409359/1070690574.jpg
Корабли http://gorynich.ru/wp-content/uploads/2017/06/ochag-koster.jpg
Кони ( кованные сферы ) http://gorynich.ru/wp-content/uploads/2020/04/ulichnyj_ochag_dlya_kostra_koni.jpg
Жар птица http://gorynichshop.ru/image/cache/catalog/zhar_ptica/ulichnyj_ochag_dlya_kostra_zhar_ptica-320x320.jpg
Маленький принц https://static-eu.insales.ru/images/products/1/7202/129539106/09.jpg
https://www.mangalkazan.ru/products_pictures/sfera-ochag-le-petit-prince-5-L.jpg
https://homemania.ru/media/photos/2018/04/29/cached/082524252bcc_1200_1200.jpg
Хэллоин http://gorynichshop.ru/image/cache/catalog/%D0%BC%D0%BE%D1%80%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5%20%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B1%D0%BE%D0%B9%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8/Ulichnyj_ochag_dlya_kostra_sfera-320x320.jpg
Бабочки https://noomix.ru/foto/47/78147s.jpg
https://i.pinimg.com/originals/e5/a3/bd/e5a3bdae581618c1950e78e8985eee00.jpg
Цветки http://www.barbecue.ru/images/SHAR_056_LARGE.jpg
Древняя карта http://gorynich.ru/wp-content/uploads/2020/04/ochag-drevnyaya-karta-moreplavotelya-6.jpg
http://gorynich.ru/wp-content/uploads/2020/04/ochag-drevnyaya-karta-moreplavotelya-1.jpg
http://gorynich.ru/wp-content/uploads/2020/04/ochag-drevnyaya-karta-moreplavotelya-5.jpg
Бабочки http://gorynich.ru/wp-content/uploads/2020/04/sfera-polet-babochek-1-1.jpg
https://gorynich.ru/wp-content/uploads/2016/08/kostrovay-chasha-1.jpg
Спираль Эшта http://gorynich.ru/onennaya-sfera-ochag2/ochag-spiral-ehshera/
Небо в огне http://gorynich.ru/onennaya-sfera-ochag2/ochag-nebo-v-ogne/
Избушка в лесу https://images.ru.prom.st/193045615_w640_h640_sfera-dlya-kostra.jpg
http://www.barbecue.ru/images/kostovaya_chasha_SKAZOCHNY_LES_MEDIUM_B.jpg
Ежик в тумане https://static-eu.insales.ru/images/products/1/1312/81192224/yezhik_v_tumane.jpg
Сельская жизнь https://emt-express.com/wp-content/uploads/2019/05/%D0%A7%D0%B0%D1%88%D0%B0-%D0%B4%D0%BB%D1%8F-%D0%BA%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0-4-min.jpg
Волки https://prescona.ua/wp-content/uploads/2018/01/%D0%98%D0%B3%D1%80%D0%B0-%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B2-8.jpg
https://i.pinimg.com/736x/cf/6b/03/cf6b03bc56a46984603ed002e8525d0f--north-design-outdoor-fireplaces.jpg
Игра престолов http://prescona.ua/wp-content/uploads/2018/01/%D0%98%D0%B3%D1%80%D0%B0-%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B2-7.jpg
https://sredstvo-ot-komarov.ru/image/data/Firecup/GOT/img_1471.jpg
Подводный мир https://fingarden.ru/upload/iblock/bb8/bb868fc97c6f00a982e30f4276e746e0.jpg
Чаши костровые
https://1asku.ru/files/images/mangal/ochag_kostrovishhe2.jpg
https://cdn1.ntv.com.tr/gorsel/K4CI6K9GY0Ch8k5tFacCbA.jpg?width=1000&mode=both&scale=both&v=1413368741000
https://avatars.mds.yandex.net/get-pdb/1937967/958f7950-72ee-443f-ad4d-c1f504125db5/s1200?webp=false
https://kemerovo.vash-samogon.ru/assets/images/products/1650/uzor.jpg
https://avatars.mds.yandex.net/get-pdb/27625/4b3031d5-096e-4897-afd3-7c85b451c188/s1200?webp=false
https://assets.thefurnish.ru/system/uploads/product_image/image/88420/d1d56a9672ee2a882e464748ea7ef70e.jpeg
Чаша волна http://shater24.ru/image/catalog/data/grilek/kostrovaya_chasha_volna_889.jpg
https://www.homesquare.pl/files/uploads/2018/10/Palenisko-ogrodowe-misa-Forest-THE-FIRE-PIT-GALLERY.jpg
https://149359669.v2.pressablecdn.com/wp-content/uploads/2019/06/Nest-iron-fire-pit-bowl.jpg
Баобабы https://sc02.alicdn.com/kf/HTB1sqjdXxiH3KVjSZPfq6xBiVXa5/224689671/HTB1sqjdXxiH3KVjSZPfq6xBiVXa5.jpg
Листья https://kamin72.com/upload/iblock/089/08911253cece826de7bac44db726717a.jpg
Звезды http://gorynich.ru/wp-content/uploads/2018/03/ochag_dlya_kostra_sfera.jpg
Птицы https://supermangal.ru/3630-large_default/sfera-dlya-ognya-zvezdy.jpg
Жар птица https://fis.ru/popup_imgs/50182048.jpg
Жирафы https://sc02.alicdn.com/kf/HTB1oxDziOMnBKNjSZFoq6zOSFXal/2018-amazon-hot-sale-plasma-cnc-cutting.jpg
Аквариум https://i.pinimg.com/originals/95/a1/6d/95a16df3b64a7e6bfe2764a01aa9854e.jpg
Лес https://i.pinimg.com/originals/ec/44/a0/ec44a0ec93104f484e576f61773f037b.jpg
https://avatars.mds.yandex.net/get-pdb/27625/3f5049b8-74e9-4917-81c3-a68cd63ed6de/s1200?webp=false
https://sc02.alicdn.com/kf/HTB1T.n6zVGWBuNjy0Fbq6z4sXXaT/227652262/HTB1T.n6zVGWBuNjy0Fbq6z4sXXaT.jpg
http://srcyrl.marinesteels.com/Content/upload/2019249105/201909020927313606650.jpg
https://avatars.mds.yandex.net/get-pdb/2822700/eda8badc-4189-4c7f-8b06-d332d68ec9fd/s1200?webp=false
Полусфера замок https://nedvio.com/wp-content/uploads/2019/08/main-8.jpg
http://gorynich.ru/wp-content/uploads/2020/02/ylichniy-ochag.jpg
Пальмы https://nabaze.com/93026-tm_thickbox_default/ochag-shar-pelikany-pod-palmami-900.jpg
Алиса в стране чудес https://w191227-2860-h2-926085.c.cdn77.org/wa-data/public/shop/products/41/42/54241/images/47142/47142.0x460.jpg
Орнамент https://yandex.ru/images/search?pos=183&from=tabbar&p=4&img_url=https%3A%2F%2Fi.pinimg.com%2Foriginals%2Ff3%2F19%2Fec%2Ff319ec258fa2d6582331c7109e034c0b.jpg&text=%D0%BA%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5%20%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D1%8B%20%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%B5%D1%80%20%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D0%B9&rpt=simage
Саванна https://images.ru.prom.st/522280886_w640_h640_ulichnyj-ochag-dlya.jpg
Пастораль https://w191227-2860.webasyst.cloud/wa-data/public/site/categorii/9e338c37-46d9-4dd8-b485-48d5baceb1a3.jpg
Цветы ( кованные ) http://gorynichshop.ru/image/cache/catalog/%D1%86%D0%B2%D0%B5%D1%82%D1%8B/sfera_dlya_kostra_ulichnyj_ochag-320x320.jpg
Гнутик https://m.youtube.com/watch?feature=emb_title&v=83FHEKj_eYY
Станки холодной ковки https://tutsvarka.ru/kovka/holodnaya-kovka
Фонарик https://m.youtube.com/watch?v=XoEkz_mRHjA
Литейный цех
Литье основной технологический способ обработки металлов, именно поэтому я уделал этому цеху много внимания, особенно в первые месяцы.
Всем известно что в чистом виде медь мягкая и не подходит для деталей и механизмов. С оловянно-фосфористыми бронзами в какой то мере нам повезло. С первых месяцев завёл полезную привычку писать в справочник всечто может пригодиться. Что-то вспомнил и пишу немедленно. Сейчас не так, тренирую быструю и логически связную речь на латыни. Рядом со мной пару писцов что непрерывно пишут , пишут. Впрочем использования блокнота это на заменяет. Персам химические формулы и специфичные термины не разъяснишь.
Писал в тетрадку всё подряд = химические реакции, формулы, катализаторы, уравнения, исторические даты, теоремы, правила математики … Пролистывая старые записи нашел записи - БрОФ4-0,25, БрОФ7-0,2, БрОФ10-1…. Бесценная информация. Марки бронзовых сплавов. Расшифровывается - бронза оловянная фосфористая. Первая буква название металла, цифра за ней процентное содержание в сплав. БрОФ4-0,25 означает что олова в сплаве четыре процента, а фосфора 0,25. Сплав исключительно твёрдый, не хуже стали. Использую его для литья помольных шаров. БрОФ7-0,2 — отличные показатели прочности. Из такой льём прутки, шестерни, втулки, зубчатые колеса. БрОФ10-1 втулки подшипников, винтовые гайки, прочная лента. БрОФ6,5-0,4 идёт на пружины. БрОФ6,5-0,4 подается холодному прокату под давлением,идет на изготовление очень тонкой проволоки толщиной от 0,07 мм и до 0,3 мм. Когда и где записал, хоть убей не помню. Боюсь ничего из памяти из сплавов уже не выловить. Не страшно, базовые соотношения и свойства металлов я помню. Фосфористые бронзы на девяносто пять процентов закрывают наши потребности. Составляем марочник бронз и латуней. Эксперименты идут в четко очерченном диапазоне. Для каждой плавки лаборант из ЦИК заводит карточку где кодирует соотношение базовых компонентов , отдельная графа легирующие добавки, режимы отжига, флюс. Из корольков катают узкие полоски чтобы тестировать сплав на механическую прочность. . Составляем графики плотности, твердости, пластичности, тепло и электропроводности, жаропрочности, усадка сплава. Также в лупу смотрим за размером зерна после отжига и по результатам в мозговом центре составляют диаграммы состояний сплавов Al-Cu – альфа, бета и гамма фазы. Впрочем, не для всей сталей и бронз, только для тех что посчитаю нужным. Основной упор на дешевые фосфор, кремний и железо.
Нехитрые манипуляции замеры я преподношу в привычной форме наглядных плакатов. Плавки идут днём и ночью. Ну а что такого. Дежурной смене не трудно за тиглями приглядеть. Смешать, расплавить, перемешать. Интересно, очень интересно, для некоторых. Их перевожу в умники. Небольшие - 100 и 50 граммовые номерованные тигли устанавливаются на подставки. В ходе цикла отработать до став типов смесей, за сутки не меньше 2000 составов. Тупой перебор в лоб. З таким штатом ЦИК и не такое могу позволить. В отличи от цеха химии я наладил целенаправленный подбор сплавов менье чем за неделю. В литейном цехе сто двадцать человек. В лаборатории сплавов цветных металлов сорока два, двадцать работают по стали и чугуну.
Базовые составляющих бронз - цинк, железо, алюминий, бериллий. Легируем железом, кремнием, цинком, сурьмой, свинцом, марганцем, алюминием, никелем, кобальтом, вольфрамом, хромом. Железо повышает прочностные свойства алюминиевых бронз при комнатной и повышенных температурах. Вводится главным образом для измельчения зерна. В сплавах его не более 3-4 процентов. Марганец повышает механические и коррозионные свойства и улучшает технологические характеристики бронз, аналогично его не более четырёх процентов. Никель улучшает механические свойства, повышает температуру рекристаллизации бронз и жаропрочность. Чемпион с- плав сверх высокой прочности БрАЖН10-4-4. Его особенность в способности к упрочнению при термической обработке. Впрочем это баловство, никель у нас на вес золота.
Оловянно цинковые бронзы отдельный класс. В литейных олова 8-10 процентов, в деформируемых, дляпрессовки и механической обработкитри-четыре. Алюминиевая бронза ,химически стойкая. Применяется для химических реакторов и деталей судов десятилетиями работающие в морской воде. Самого алюминия в сплаве не более десяти процентов, жаропрочная. Знаю что для качественного сплава из неё, бронзу приходится многократно переплавлять. Сплав нужно отливать с головой — у него очень большая усадка. Зато можно закаливать сразу после отливки.
Уникальная берилловая бронза, эту помнил БрБ2, значит чтобериллия в сплавах от одного до трех процентов. Легирование кобальтом и никелем. Исключительная электро и теплопроводность сопоставимая чистой медью,уникальная износостойкостью, способности противостояния ползучести и усталости, высокий пределом упругости, отсутствием искрений во время удара. Бериллия мало,используем исключительно для контактной группы и в пружинах. Работаем с режимом отжига, кстати отжиг засада для многих марок бронз. Вот уже чего не знаю того не знаю. Значительная часть образцов идёт уход в брак как раз из-за неправильного режима отжига. Применяем регулируемые газовые горелки, термометры и песочные часы. Справляемся, но не так быстро как хотелось. Тут я нашим «умникам» помочь не могу . В основном имел дело с художественными бронзами, никак не с технологическими. При пластическом деформировании деталей из бериллиевой бронзы прочность на разрыв улучшается на пятьдесят процентов. Слышал что можно улучшить в разы, если после закалки подвергнуть бериллиевую бронзу старению. Но до этого пока дело не дошло.
Кремнистые бронзы отличаются высокими механическими, упругими и антифрикционными свойствами. Не теряют пластичности при низких температурах. Кремния в сплаве не более трёх процентов. Легируем марганцем и цинком, никелем можно, но слишком жирно. Такая бронза используется для стенок и элементов наших химических реакторов. Подобрали удачную марку обладающую стойкостью кбольшинству кислот и щелочей. Она же идёт на посуду и консервы.
Бокситы, а также минералы бериллия цинка везли с базы, остальное получал многостадийной обработкой шлаков, оставшихся после рафинирования меди. Шлаков у нас не менее двадцати тонн, а это десятки килограмм ценных металлов – надо извлекать их все. Третий источник зола уноса от плавильных печей. Электрофильтры и скрубберы Вентури давали до трети ценных добавок. В меньшей степени вели работу по латуням, стали и чугунам. Принципы одинаковы и работа с ними шла эффективней. Естественно, сплавами меди дело не ограничивалось НИОКР шёл по стали, сплавм магния и алюминия, титану.
Кокили - наша палочка выручалочка. Проектирование его составных частей - половин, нижних и верхних плит, вставок, стержней , замков, центрирующих штырей и втулок задача не из лёгких. Такой работой занимался цех черчения и моделирования. Чтобы экономить металл стенки кокиля о проектировали коробчатыми, с ребрами жёсткости.
Отдельное направление литниковые системы. Показывал мастерам как обеспечить плавное, спокойное поступление металла в полость литейной формы. Рассказывал почему важно отделение шлака и оксидных пленок образовавшихся в металле в процессе плавки и движения по литниковым каналам. Чтобы предотвратить образования шлака в литейной форме пришлось проектировать расширяющиеся литниковые системы с нижним, щелевым и многоярусным подводом металла. Показывал и типовыеформы литников - верхние, нижние, боковые, смещённые, веерные, дисковые. Проводил мастер классы по кантовке кокиля, наклонял его литниковой воронкой вниз под углом 40-50 градусов по мере заполнения его расплавом и постепенный возврат в горизонтальное положение. Параллельно отливали обычным метод и сравнивали. Когда наглядно показываешь лучшедоходит. Про антипригарные покрытия персы конечно знали, а вот про теплоизоляционные слышали в первый раз.
По литниковым системам разработали отдельный курс с пособиями.. Верхние системы используются только для малых отливок. Вертикально- щелевые, сифонные, ярусные для больших... Для литья бронз и латуней требуетсязамедленная скорость подвода расплава поэтому следует применятьфильтры из кварца и наклонные, а в некоторых случаях зигзагообразные стояки замедляющие скорость. Следующее занятие - регулирование интенсивности теплоотвода. Направленная кристаллизация с целью создания направленного затвердевания осуществляют охлаждением или разогревом горелкой различных участков литейной формы. Рассказываю зачем нужны вставки из теплопроводной меди и оребрение, как правильно охлаждать кокиль сжатым воздухом или водой.
Обучение, естественно шло с практическими работами и НИОКР. Нужно определить сечение каналов литниковой системы, их форму и расположение, размеры и формы литников. Литниковая система ведь служит не только транспортировки расплава. Она равномерно заполняет пустоты и гарантирует кристаллизацию металла без образования напряжений. Контролирует скорость расплава предотвращая тем самым образование усадочных раковин. Спроектировать сложную конструкцию каналов, регулирующих скорость движения и давление расплава не простая задача. Показал прямые, разводящие канал с неотделяющимся литником, разводящие каналы с самоотделяющимися туннельными литниками, питатели, коллекторы, шлакоуловители, литниковые воронки. Отрабатывали поведение расплава на гипсовых формах подобрав густой, тягучий состав из камеди.
Очередное занятие - система вентиляции. Она обеспечивает вытеснение воздуха из кокиля расплавом. Форма у нас не песчаная, куда воздух и выделяемые газы пойдут? Нужно закладывать в схемукокиля открытые выпоры, прибыли, зазоры для выпуска и сбора газов вентиляционные каналы. В глубоких полостях, куда не подведешь каналы обязательно будут образовывается воздушные мешки. Для отвода воздуха потребуются упорные и сквозные и вентиляционные пробки. От стенок кокиля до пробокоставляем каналы. Пока там закручены пробки, но позже когда будем внедрять вакуумную откачку газов будем туда вкручивать штуцер.
Пятое занятие - водяное охлаждение. Медь не сталь – сгорит. Вот как, к примеру, обеспечить управляемую кристаллизацию приотливке ствола пушки, а. Разбрызгиванием или охлаждением воздухом тут не обойтись. Тем более толщина стенок у кокиля в разных местах заметно отличается. Для охлаждения требуются внешние бронзовые трубки, или встроенные в кокиль трубчатые змеевики и кольцевые секторы. У-хх. Отработать скорость циркуляции, подобрать ручные насосы и диаметр трубок… Группа лаборантов из ЦИК занимающихся доведение до ума кокиля - восемнадцать человек. Каждому звену ставил конкретные задачи – масштабировать форму литников, оптимизировать схему каналов, нарабатывать массив данных – скорость литья, скорость охлаждения и так далее.
Их коллеги не менее плотно работа и с песочными и стержневыми смесями. Моя фирма занималась поставкой керамического смесей для них, пришлось вникать в тонкости процесса. Так что тут мне много проще. Для конкретного сплава подбирали определённый тип смеси использовали соответственно обычный или огнеупорный, как правило циркониевыйили кварцевый песок . Наполнители - каолин, тальк, полевой шпат, стеклянная фритта, оксиды бария и сода. Формовочных смесей три вида. Единая предназначается для наполнения всего объема литейной формы. Облицовочная используется для получения слоя контактирующего непосредственно с расплавом, смесь обычно одноразовая. За ней идет газопроницаемый слой – наполнительная смесь. Стержневые смеси должны иметь более высокие свойства, чем формовочные, так как они работают окружённые со всех сторон расплавленным металлом.
НИОКР на порядок проще, но параметров приходится учитывать много- способность смеси обеспечивать сохранность формы без разрушения при изготовлении и эксплуатации, сопротивление истирающему действию струи металла при заливке, способность воспринимать очертание модели и сохранять форму, способность смеси сокращаться в объеме под действием усадки сплава и обтекать модели при формовке, заполнять полость стержневого ящика, непригодность, способность после сушки не поглощать влагу из воздуха и наконец долговечность – способность сохранять свои свойства при многократном использовании. Идет работа по подбору формовочных смесейпод бронзы, латуни и черные металлы.
Толщина смеси во многом зависит от её типа и тяжести отливки. Для улучшения газопроницаемости в состав песчано-глинистых смесей вводим сгорающие наполнители –древесные опилки и камедь.В качестве пластификаторов применяем трепел, очищенный каолин, соли нитрилометиленфосфоновой кислоты, буру, омыленные натриевые соли. На текущий момент, мы с Иваном Сергеевичем, в общей сложности получили больше тысячи химический соединений. Есть из чего выбирать, а химию наполнителей я знаю великолепно.
Для быстро-отверждаемых смесей применяем жидкое стекло. Единственное, такую есчаную смесь после формирования приходиться сушить углекислым газом. В процессе сушки образуется кремниевая кислота и углекислый натрий, смесь отвердевает. Для форм и стержней стальных отливок – огнеупорная смесь на основе оксида циркония и кварца, связующее жидкое стекло.
Температура плавления меди и бронзы ниже, чем у сталей и чугунов. Для формы лучше использовать гипс. Для литья алюминия или некоторых бронз требуются дополнительные наполнители борная кислота, фториды или сульфиды препятствующие активному окислению расплава. Для получения качественной отливки формовочная смесь должна иметь нужную влажность, иначе может осыпаться. Плохая газовая проницаемость смеси способствует образованию газовых пор и раковин. Поэтому для крупных отливок мы используем привозной песок крупной фракции. Для мелких служат смеси из разных фракций песков получаемых на микро-циклонах и воздушных классификаторах. Твёрдость формовочных смесей измеряем по методу Бриннеля, путем вдавливания шарика в образец с нарастающей нагрузкой. Твёрдость определяется как отношение приложенной нагрузки к площади внедрённой в материал шарика.
Подготовка формовочной смеси не составляет труда - сушка, дробление, классификация и просеивание. Часть формовочного песка измельчаем в струйных и шаровых мельницах . Противопригарные покрытия - графит, бура и тальк либо их комбинации, для стали шамот и магнезит. Единственное, есть проблемы с уплотнением. Набивка песка -особое искусство. Слишком сильно набил вот тебе пригар, иногда распор. Слабо - раковины и вскип – полный набор литейных дефектов. Лечу буратинизм внедрением прессов с ограничителями движения штока.
Литейные ящики, стержневые ящики и модельные плиты испытывают сильное давление при набивке литейной смесью. Мы изготавливаем их из дерева бубинго, усиленного бронзовыми пластинами и уголком. Конструкция не простая, такой ящик должен обеспечивать равномерное уплотнение смеси и быстрое, без разрушения, удаление детали из формы. Следует закладывать величину усадки металла и придавать стенкам небольшой наклон. Для ходовых сплавляв лаборанты сами изготовили несколько видов усадочных метров. У такого метра делениебольше нормального на величину усадки металла, например, к примеру для сплава с усадкой два процента длина метровой линейки составит 1020 мм. Изготавливали сушильные плиты для стержней и приспособления для контроля стержней, форм. Для тяжелых изделий деревянные ящики не годятся, слишком слабые. Отливали, иногда сбивали из проката на заклёпкахрамки из серого чугуна и бронзы - опоки. В их боковых стенках предусмотрены приливы с отверстиями для центрирования и скрепления рамок центровочными штырями.
Потихоньку, в цехе накапливался формовочный инструмент – прессы, лопатки, сита, ручные и пневматические трамбовки, кисти, помазки, пылесос, пульверизатор, прямые и изогнутые проволочные иглы разных диаметров диаметром для накалывания вентиляционных каналов, гладилки плоские и угловые, ланцеты для подрезания земли и формирования фигурных вентиляционные и литьевых каналов, крючки и ложки для удаления из формы песка. Пополняли универсальные наборы шаблонов для литников,
Конечно, это далеко не вся работа. Ещё отрабатывали состав формовочного гипса для высокоточного литья, поднимали его механическую прочность, жидкотекучесть и огнеупорность. Основа – очищенный, aльфа, или прочный фосфогипс. Наполнители - метакаолин, цемент, кварцевый песок, трепел, циркониевая керамика, шамот, сода, различные оксиды. Замедлитель твердения – лимонная кислота или бура. В лаборатории химии звено лаборантов работало с модификаторами и пластификаторами. Первые эксперименты вели с простыми соединениями – карбонат и дигидрофосфат натрия, фосфонат и карбоната калия. С получением метакриловой кислоты к составам добавился супер пластификатор на основе полиметилсиликоната кальция. Через пару месяцев задействовав всю мощь ТРИЗ мы изготовили сверхпрочный огнеупорный, модельный гипс типа Г-25. Он устойчив к появлению сколов, добавками можно контролировать коэффициент температурного расширения. Гипс великолепно повторяет модель, полируются, шлифуются и распиливается.В формы из такого гипса отливали высокоточные модели не только и бронзы, но и из стали. Более того после получения акрила гипс начади использовать для отливок прочных цветных амулетов, масок и статуэток.
Отдельный урок - дефектоскопия и виды литейных дефектов. Составлен подробные каталог дефектов и способы их исправления. Постоянно пополняем репозитарий «косяков» Проверкой отливок занимались котроллеры дефектоскописты с проверочными таблицами. Каждому дефекту был присвоен код в баллах, в зависимости от размеров дефектов и их количества изделия либо шло в брак, либо принималось. Ну и оплата труда зависела напрямую. Далеко не все отливки выходили идеально. К лаборатори и был приписан микроскоп, имелись лупы с двадцати-картным увеличениме и точные весы.
Самый массовый способ применяемый у нас цветная дефектоскопия. Старый и надежный метод обнаружения поверхностных трещин. Готовим раствор из касторового масла и скипидара. Добавляем красные органические красители на основе корня баобаба. Деталь погружаем на полчаса, после промываем водой. Затем пульверизатором или кистью наносим слой меловой краски и быстро сушим высушивают горячим воздухом. После высушивания на белой поверхности в местах, где есть трещины, выступают яркие красные пятна.
В дальнейшем добавилось еще два способа контроля. Небольшие стальные или чугунные отливки намагничивали. После помещали в бак с той же смесю и добаляем окалину. Магнитный порошок равномерно распределяется по поверхности отливки, если на ней нет трещин, или скапливается по границам трещин. Скопление магнитного порошка на трещине происходит за счет искажения магнитных силовых линий в этом месте. Таким способом мы могли обнаружить трещины шириной до 5 мкм. Правда для бронзы способ не годился, немагнитный сплав.
Зато люминесцентная дефектоскопия позволила нам контролировать детали из любых сплавов. Деталь погружают на некоторое время в раствор, состоящий из скипидара и масла к которому добавлен люминофор. Потом её извлекают из раствора, протирают, просушивают, после чего облучают ртутно-кварцевой лампой. Если в детали имеется поверхностная трещина, то капиллярные силы удерживают в ней раствор, который светится голубоватым или зеленоватым цветом.
Что же столько брака по стали то. Рентгеновскую трубку что ли сделать. Не сложней радиолампы. Можно сделать рентгеновскую трубку в домашних условиях из обычной лампы накаливания. Высоковольтная катушка имеется. Нет, не буду. Экран я точную не потяну. Хотя.. Люминофоры у меня уже есть, да и плоские катоды из стекла.. Подумаю.
Приложение….
Выжимка ( с рисунками ) из таблиц дефектов N 11. Повышающий коэффициент К суммируется с баллам оценки дефектов таблицы N 8 в зависите от пропорций и размеров.
01. Спаи – сквозные или чаще поверхностные с закругленными краями щели и углубления в теле отливки, образованные неслившимися частями металла. Дефект возникает при низкой температуре заливки или очень медленном заполнении полости формы металлом. К 0,25.
02. Ужимины – неглубокие узкие канавки или впадины, прикрытые слоем металла, почти совсем отделенным от отливки прослойкой формовочной смеси; слой металла соединен с отливкой только тонким швом. Образуется при недостаточной газопроницаемости формовочной смеси, что приводит к местному вспучиванию поверхностной корочки полости формы. К 0.5
03. Плены и намывы – состоят из окислов металла и формовочной смеси и возникают при механическом повреждении формы струей металла. К 0.1
0.4 Наросты различных размеров и формы, состоящие из металла или из металла с включениями формовочной смеси, образуются при заполнении металлом поврежденной полости формы.
0.5 Пригар – шероховатая поверхность отливки, получающаяся в результате проникновения жидкого металла в стенки формы или в результате сплавления формовочных материалов с металлом и его окислами. Возникает при чрезмерно высокой температуре заливки и недостаточной огнеупорности формовочных и стержневых смесей. К 2
0.6 Окисление и пережог – окисленная поверхность отливки, образовавшаяся в результате нарушения режима термической обработки. К 1
0.7 Раковины усадочные – имеют шероховатую поверхность, иногда окисленную. Усадочные раковины образуются в результате неправильного проектирования литниковой системы, неправильного выбора мест установки прибылей, выпоров и холодильников, а также от слишком высокой температуры заливаемого металла в форму. К 0.5
0.8 Рыхлота или пористость – местное скопление мелких усадочных раковин.
0.9 Раковины газовые – имеют гладкую и чистую поверхность. Их появление связано с заливкой форм газонасыщенным металлом, пониженной газопроницаемостью или повышенной влажностью форм и стержней, с захватом воздуха струей заливаемого металла. Лечение - чистые, сухие шихтовые материалы, проведение плавку под слоем флюса. К 0.5
1.0 Раковины шлаковые – полости в теле отливки, частично или полностью заполненные шлаком. Возникают при неполноценной очистке от шлака заливаемого металла, от неправильной литниковой системы, не обеспечивающей улавливание шлака. К 0.5
1.1 Раковины песчаные – полости в теле отливки, содержащие формовочный материал. Недостаточной прочности формовочной и стержневой смесей, слабая набивки формы небрежная сборка литейного ящика. К 0.7 + 5 ударов палкой.
1.2 Раковины с «корольками» – полости в теле отливки с затвердевшими шариками металла, покрытыми окислами. Прерывается струя металла в начала заливки формы, а также образование всплесков. К 0.2
1.3 Трещины горячие – разрывы или надрывы в теле отливки с окисленными поверхностями.
Причина - резкие переходами в конструкциях кокилей от толстых сечений к тонким, затрудненной усадкой металла, при плотной набивке формы. Высокая прочность стержней, слишком высокой температура сплава. К 0.2
1.4 Трещины холодные – разрывы или надрывы в теле отливки с чистыми поверхностями. Причина- усадка отливки вследствие преждевременной выбивки из формы, а также сильных ударов.
К. 0.5 Два дня исправительных работ.
1.5 Трещины тепловые – разрывы в теле отливки, получающиеся при термической обработке Причина - нарушением режима термической обработки
1.6 Несоответствие размеров и массы – уменьшенные или увеличенные размеры и масса отливки по сравнению с чертежом. Причина - неправильно изготовленные модель и стержневые ящики, либо их износ.
1.7 Коробление – искажение конфигурации и размеров отливки под действием напряжений, вызванных неравномерной усадкой или тепловой обработкой отливки. Причина- неравномерное остывания отдельных частей отливки в форме, а также после выбивки. К 0.5
1.8 Перекос и разностенность – сдвиг одной части отливки относительно другой, а также смещение полостей и отверстий относительно наружного контура отливки, что приводит к разностенности. Причина - неправильная сборка формы. 5 ударов палками
1.9 Недолив – неполностью выполненная конфигурация отливки. Причины - низкая температура заливки, неправильно спроектированная литниковая система, недостаточное количеством металла в ковше, уход металла из формы. К 2.0
2.0 Заливы – различные выступы и приливы на теле отливки, не предусмотренные чертежом, расположенные в местах разъема формы, либо в зазорах между отдельными частями формы. Причина - неплотное прилегания полуформ, чрезмерно большой зазоров у знаков стержней.
2.1 Механические повреждения нарушение отливок при выбивке их форм, удалении литников, прибылей и выпоров, обрубке, очистке, правке. Причина небрежное обращение – щтраф, 5 ударов палок.
2.2 Отбел чугунных отливок – присутствие в различных частях отливки твердых, не поддающихся механической обработке, мест со светлой поверхностью излома. Причина - неправильно химический состава чугуна. Слишком высокая скорость охлаждения отливок.
2.3 ……….
Иллюстрации
Полигональное сито http://metallicheckiy-portal.ru/imgart/st180/st180-0043-1.jpg
Формовочный инструмент https://msd.com.ua/img/310/image118.jpg
https://msd.com.ua/img/310/image114.jpg
https://dic.academic.ru/pictures/bse/gif/0262962827.gif
Литьевые ящики http://pereosnastka.ru/gallery/litejnoe-proizvodstvo/image_32.jpg
Прессовка песка http://metallicheckiy-portal.ru/imgart/st180/st180-0078-1.jpg
Способы крепления http://metallicheckiy-portal.ru/imgart/st180/st180-0111-2.jpg
Формовка https://konspekta.net/allrefs/baza5/44798633802.files/image489.jpg
Стол вытяжной http://metallicheckiy-portal.ru/imgart/st180/st180-0110-1.jpg
Прессовка стержня http://pereosnastka.ru/gallery/kratkij-kurs-tehnologii-metallov/image_99.jpg
http://metallicheckiy-portal.ru/imgart/st180/st180-0120-1.jpg
Стержневой ящик http://www.stroitelstvo-new.ru/drevesina/model/img/107.png
http://metallicheckiy-portal.ru/imgart/st180/st180-0111-1.jpg
Жеребейки для поддерживанияя стержня http://sibtehlit.ru/assets/components/gallery/connector.php?action=web/phpthumb&ctx=web&w=750&h=1000&zc=0&far=&q=90&src=%2Fassets%2Fgallery%2F51%2F461.jpg Типы http://metallicheckiy-portal.ru/imgart/st180/st180-0108-1.jpg
Опоки
https://www.atritor.com/images/foundry/005.jpg
http://www.shtamp-21.ru/img/pages/opoka/1.gif
https://m.studref.com/htm/img/39/6380/96.png
Кокиль http://texlit-samara.ru/assets/main/images/b2.jpg
Кокиль с песочным стержнем и штырями http://stavrol.ru/upload/iblock/009/009aad4918b84e9f06bb5d78377e604e.JPG
Литьё https://promplace.ru/advphotos/ee08228332c51482974bf9a5c350061a.jpg
https://ds05.infourok.ru/uploads/ex/1218/00039487-eb5fa552/img20.jpg
Литниковая система https://present5.com/presentation/3/16063306_131637794.pdf-img/16063306_131637794.pdf-18.jpg
https://stankiexpert.ru/wp-content/uploads/2019/02/litnikovaya-sistema-2.jpg
Кокиль воохлаждаемый со стержнем https://uprz.ru/sites/default/files/styles/800/public/inline/images/kokil2.jpg?itok=GpdMRS-F
Кокиль сложный https://ten24.com.ua/upload/medialibrary/4f5/press_form03.jpg
Кокиль для центробежного литья https://sun9-20.userapi.com/c841039/v841039647/61a33/Eo-Gqg78ptQ.jpg
Ярусные литниковые системы https://extxe.com/wp-content/uploads/2018/11/etazhnye-litnikovye-sistemy-1.png
https://extxe.com/wp-content/uploads/2018/11/yarusnaya-litnikovaya-sistema-1.png
Простые верхние https://extxe.com/wp-content/uploads/2018/11/litnikovye-sistemy-1.png
Сифонная https://extxe.com/wp-content/uploads/2018/11/sifonnaya-litnikovaya-sistema-1.png
Боковая https://extxe.com/wp-content/uploads/2018/11/bokovye-litnikovye-sistemy-1-e1541690615750.png
Литниковые чаши https://extxe.com/wp-content/uploads/2018/11/litnikovye-voronki-i-chashi-1.png
Чаши с пробкой https://extxe.com/wp-content/uploads/2018/11/specialnye-litnikovye-chashi-naroshalki-1.png
Типы стояков https://extxe.com/wp-content/uploads/2018/11/vidy-stoyakov-1.png
Фильтры https://extxe.com/wp-content/uploads/2018/11/keramicheskie-setki-1.png
Подвод канало https://extxe.com/wp-content/uploads/2018/11/word-image-15.png
Литник https://extxe.com/wp-content/uploads/2018/11/shemy-litnikovyh-ustrojstv-dlya-otlivok-na-mednoj-o-12.png
Литниковая система http://plastichelper.ru/images/technology/103.pnghttp://plastichelper.ru/images/technology/104.png
Типы литниковых систем и воронок https://ozlib.com/htm/img/17/20045/87.png
http://pereosnastka.ru/gallery/litejnoe-proizvodstvo/image_63.jpg
https://konspekta.net/lektsiinetimg/baza4/1170150488828.files/image004.jpg
http://ok-t.ru/studopedia/baza9/2040141421749.files/image458.gif
Поведение шлака в воронке http://www.stroitelstvo-new.ru/liteynoe-proizvodstvo/img/1-6.png
Шлакоуловители http://domir.ru/house/images/korshever2/i_184.png
Полости для прибылей http://domir.ru/house/images/korshever2/i_185.png
Пробки ветиляционные https://uprz.ru/sites/default/files/styles/800/public/inline/images/kokil2.jpg?itok=GpdMRS-F
Охлаждение водой http://delta-grup.ru/bibliot/15/5-9.jpg
http://delta-grup.ru/bibliot/15/5-10.jpg
Литейные дефекты https://ometalledo.ru/wp-content/uploads/2020/01/30e37f7a868f95b16e542aa207286ae8.jpg
Цветная дефектоскопия https://alliancelab.ru/wp-content/uploads/2018/09/dye-penetrant-testing-1478385641-2530833.jpeg
https://www.youtube.com/watch?v=hntjx_JDCMY
Люминисцентная дефектоскопия https://ultrafiolet.guru/image/catalog/ultrafioletovye-fonari/professonralnye/dlja-defektoskopii/magnitoporoshkovaja-defektoskopija.jpg
Магнитная дефектоскопия https://cf.ppt-online.org/files/slide/d/dmaqpy2WuA87XbNTiZwoJHrI6xjLF1EY5GSUhB/slide-7.jpg
https://www.youtube.com/watch?v=OYc8W5bvtYg
Монахар детали
Высота мачты от уровня палубы 48 метров, диаметр в нижней части 2, а в верхней 1,2 метра. Длина конического многогранного сегмента, три метра. Используя упрощенную технологию изготовления пустотелых деревянных мачт мы запустили линию сборки в столярном цехе - бруски клеёного бруса «бубнго-венге»фрезеровались под углом 45 градусов, проклеивались и сбивались в коническую оболочку на оправке, после чего стягивались струбцинами и отправлялись в сушильную камеру. Спустя 48 часов деревянный цилиндр снимали с оправки и устанавливали внутри фланцев. Фланцы литые, воротникового типа усиленные гранями, с бортом высотой 25 сантиметров, толщина стенки мачты 15 сантиметров.
Для увеличения жесткости сегмент мачты стягивали болтами через бронзовые кольца, если считать с фланцами - шесть наружных и столько же внутренних, на каждый брус кольца по одному винту, с большим запасом делали. После сборки, сегмент пропитывали олифой и крыли бронзовой краской в два слоя. Полный производственный цикл- неделя.
Собирали мачту как детский конструктор – самый большой, четырёх метровый сегмент целиком уходит в переплетение силовых балок. Второй и последующие устанавливали друг на друга, быстро стягивая торцевые фланцы. Большого диаметр мачта обеспечивал высокую устойчивость к ветрам, а толщина стенок – прочность. Сегменты далеко не воздушные, каждый по полтонны. Для монтажа сегментов изготовили легкую кран балку. Кран опирается на фланцы секторов с помощью стяжных колец, то есть по мере наращивания высоты, монтажники его переустанавливают. Процесс небыстрый хорошее слив день два сектора поставят.
Главный якорь не простой, а с повышенной держащей способностью. Изобрел его в 1946 году русский инженер Матросов. Якорь в честь не и назвали. Я корь входит в грунт по принципу кривошипного механизма: веретено поворачивается относительно боковых приливов так, что при натяжении якоря, цепи выполняет роль шатуна, разворачивая лапы якоря по оси вращения. Вплотную к веретену примыкают широкие лапы, благодаря которым уменьшается момент, вырывающий якорь из грунта. Лапы якоря отливаем в песчаной форме заодно со штоком, смещенный вверх относительно оси вращения. С одной стороны, такой шток не мешает втягиванию якоря в клюз, а с другой предохраняет якорь от опрокидывания при волочении по грунту. К тому, же в мягком грунте, а нас как раз такой, погружаясь вместе с лапами, якорь повышает держащую силу. При малом весе якорь обладает большой держащей силой, равной его двадцатикратной массе! Находка! Якорь втяжной, поэтому отливаем цепь и склёпываем специальные якорные трубы-клюзы.
Старый руль в топку! Да какой руль, одно название. Криво сбитые доски, едва державшиеся на толстом бревне. Тяжёлый, его поворачивали орудуя длинным румпелем целых три моряка, неудобный. Мы сделаем современный апгрейд — полноценный штурвал и эргономичное перо руля из бронзы. Большой диаметр штурвального колеса и червячный привод увеличат прилагаемые усилия, а эргономичное перо при перекладке штурвала, в свою очередь в два раза уменьшит сопротивление встречных потоков воды. Управляемость судна улучшится в разы, овчинка в любом случае стоит выделки. Основа балансирного руля литая бронзовая труба с петлями в верхней части переходящая в баллер. В слесарном цехе к ней крепят горизонтальные перегородки образующие ребра жёсткости. Как только скелет руля будет собран, во избежание попадания морской воды, все пустоты заполнят прессованной древесиной абаша. Сам руль обошьют листами бронзы и тот приобретёт вид обтекаемого щита каплевидного профиля. Возни с рулевой системой предстоит ещё много: установить мощные кронштейны с плоскими, баббитовыми подшипниками и опоры баллера, рассчитать и изготовить рулевой зубатый сектор и червяк привода штурвального колеса нужны для управления рулём.
Плотно работаю с дизайном нашего полубака. Каюты отделываем тиком, эбеном, венге, бубинго, слоновой костью и бронзой. Мягкая мебель и потолки обитые белоснежными шкурами антилоп, ковры из шкур зебр и леопардов. Ни один миллиардер в 21 себе такого не может позволить, а тут это лишь излишки на складах. Всегда хотел иметь яхту за много миллионов бакинских...
В кают копании сплошное остекление, жалюзи. Шесть кают, санузел, столовая. Всюду иллюминаторы зеркала и световые колодцы. Это ещё что, перед походом я сюда ванную перенесу. Из столовой витражные двери выходя на балкон с великолепным видом. С палубы на крышу уходит витая лестница – там будет зона отдыха. Поставим горшки, статуэтки угловой диван и шезлонги. Может захватить из лагеря стеклянный стол, гриль и купели-джакузи с подсветкой и пневмо-массажем. Почему, нет. Надо только придумать чтобы все это великолепие не смыло за борт. Хочу создать особую атмосферу на корабле. Когда производственная сует меня достаю блокнот и делаю наброски мебели и корабельных мелочей – кольца, рынды, подвесные светильники, щеколды, уголки, петли. Даже литые оправки иллюминаторов выдержаны в морском стиле и украшены морскими чудищами.
Интерьер капитанской каюты продуман до мелочей. Его украсит большой стол и бронзовые часы в виде водолазного шлема. По наброскам Павла Петровича в столярке готовят детали для модели оригинальной «Невы». Неплохо, для Колорита, добавить штурвал на стену, глобус, и большую карту Африки. Где бы крюк для клетка с попугаем разместить.
" Самоходная" Буровая
Геология моя тема, знаю в ней всё от и до. Не нужно ничего придумывать, допиливать, разве что творчески адаптировать под имеющиеся возможности. Роторы, буровые замки, долота - могу собрать и разобрать с закрытыми глазами. И было бы странно удели я буровой технике мало внимания. Особенно, учитывая невозможность самому заниматься поисками полезных ископаемых.
Буровые у нас самоходные. Хех. На своих, ножками, или на двух или на четырёх, как получиться. Три типа оборудования под конкретные задачи.Ручное вращательное бурение закрывало сектор малых, до восьми метров, глубин это поверхностная разведка и бурение скважин на воду.
Основа вороток. Два рабочих взявшись за длинные ключи-рычаги вращали его по кругу. По мере заглубления трубы поднимали колонну, накручиваем новый сегмент колонны и продолжали.Чтобы создать необходимое осевое давление на вороток крепилась чугунная муфта. Бурение велось как шнеком, так и колонковое с кернорвателем. Естественно, при таких скоростях и осевой нагрузке бурение возможно по рыхлым и мягким грунтам. Малых звеньев ручного бурения шесть.
Групп ударного бурения столько же, но они более многочисленны - семь человек в каждой плюс два быка для перевозки труб и штанг. Ударно-канатное бурение относится к наименее производительному способу, однако обеспечивает качественное вскрытие и что важно, ведется без промывки скважин. По сравнению с первым моделями изменений накопилось прилично. Добавилась сборно- разборная тренога из фанерных труб с коннекторами, а высота верхней точки вышки достигла четырёх метров. Канат теперь выбирали через два ролика, что втрое снизило усилие подъёма. Пониженную скорость компенсировали введением ножного привода велосипедного типа рассчитанного на двух человек. Направляющую трубу оставили прежнюю, но вдвое нарастили её длину.
Для удаления с забоя разрушенной породы и при проходке пластов водонасыщенного песка имелся желоночный снаряд в следующем составе: желонка, раздвижная штанга и канатный замок.
Снаряд отливали из стали, а в нижней части - башмаке устанавливали клапан. К открытому, верхнему концу приваривали вилку с резьбовым ниппелем для присоединения каната или ударной штанги.Диаметр башмака всегда немного больше диаметра корпуса желонки. В комплект входит три размера желонки и сменные башмаки с клапаном. Для отбора керна имеется забивной стакан. Нижняя часть стакана имеет рабочее кольцо с упрочненной режущей кромкой и скосом вовнутрь. Для удержания разрушенных и сыпучих пород служит наконечникс откидным клапаном. Окна в корпусе стакана облегчают удаление породы. Для удержания разрушенных и сыпучих пород наконечник снабжают паукообразным пластинчатым кернодержателем.
Второй снаряд - ударный. В его составе наковальня навинченная на корпус стакана и трубчатого корпуса, в котором перемещается ударная штанга. В процессе бурения ударная штанга поднимается и сбрасывается на наковальню, в результате чего и происходит погружение стакана в грунт.
Мягкие породы проходили плоскими долотами с небольшим углом заострения, средней твердости и вязкие — двутавровыми, имеющими дополнительные боковые режущие грани, твердые и валунно-галечниковые — округляющими, отличающимися более развитыми боковыми режущими гранями,а совсем крепкие трещиноватые — крестовыми.
***
Ударная штанга - тяжелый стальной стержень цилиндрической формы. Резьба на их нижнем конце служит для соединения с долотом, на верхнем — с раздвижной штангой или канатным замком. На обоих концах штанги выполнены прорези под инструментальные ключи для свинчивания резьбовых соединений. Штанги как нетрудно догадаться увеличивают массу бурового снаряда, предотвращают искривление скважины. В состав бурового снаряда входит обычная и раздвижная ударная штанга, причём их можно совмещать устанавливаю последнюю поверх основной.
Раздвижные штанги облегчают отрыв бурового снаряда от забоя при бурении в вязких или сильно трещиноватых породах. Они состоят из двух удлиненных звеньев, двигающихся одно в другом подобно звеньям цепи. Концы звеньев имеют прорези под инструментальные ключи. На нижнем звене имеется внутренняя конусная резьба для соединения с долотом или ударной штангой, на верхнем — наружная конусная резьба для соединения с канатным замком.Опускаясь вниз, оттяжной ролик балансирной рамы в первый момент поднимает только канат и верхнее звено раздвижной штанги, которое передвигается с возрастающей скоростью внутри прорези нижнего звена как по направляющим. В это время нижнее звено раздвижной штанги, ударная штанга и долото неподвижны. Они начинают двигаться только после удара верхнего звена раздвижной штанги о нижнее. Сила удара дополняет силу натяжения каната и содействует выдергиванию долота из забоя.
Канатный самовращающийся замок соединяет буровой снаряд с канатом. Втулка свободно вращается в его корпусе. При ударе долота о забой канат разгружается и закручивается, поворачивая одновременно и втулку. При отрыве бурового снаряда от забоя канат под действием нагрузки раскручивается, поворачивая вместе с канатным замком весь буровой снаряд по часовой стрелке. Таким образом, после каждого подъема буровой снаряд поворачивается на некоторый угол, что способствует более равномерной разработке забоя скважины.
На верхних концах ударных и раздвижных штанг, переходников и канатных замков сделаны конусные проточки для захвата ловильным инструментом при обрыве или прихвате бурового снаряда в скважине.
Всё эти премудрости я конечно не рассказывал туземцам. Они на практике, на время, проходили скважину старой желонкой, ударником с обычной и раздвижной штангой. По сравнению со старым оборудованием скорость проходки выросла в три раза. Практика критерий истины.
Канаты для бурения изготавливают из высокопрочных нитей паука. Не пожалел для такого дела, со стальной пока не очень.
Нити свивают в пряди, пряди, в свою очередь, свивают вокруг одного центрального сердечника из волокна баобаба, пропитанного густой смазкой. Сердечник придает канату гибкость и равномерно передает нагрузку на пряди которых в канатетри, в каждой шестьдесят нитей. Канаты односторонней свивки, в них нити в прядях и пряди свиты в одном направлении. Под нагрузкой они раскручиваются, а после ее снятия закручиваются. Немаловажная деталь - направление свивки должно быть левым, потому что буровой снаряд после удара долота о забой будет поворачиваться вправо, предотвращая самопроизвольное развинчивание резьбовых соединений.
Для вылавливания снаряда при обрыве имеется аварийный инструмент - однорогий ерш и ловитель желонки.
***
Наконец третий, самый затратный тип бурении - роторное или колонковое. Проходка происходит непрерывным вращением бурового снаряда разрушающим горные пород в забое скважины долотом, присоединенным к колонне, вращающейся вокруг оси ствола ротором.
Порядок работы : ротор приводится в действие конным приводом. Усилие от вала принимают ведущие вкладыши, расположенные по контуру верхней рабочей трубы, они же передают крутящий момент на колонну. Давление разрушающего инструмента на забой передается по звеньям сборки. За счет массы конструкции создается нагрузка, достаточная для резания породы. Буровой шлам удаляется из скважины промывочной жидкостью, которая одновременно охлаждает дробящий инструмент. Раствор после очистки используется вновь.
Для всех геологов и мастеров изготавливающих элементы провожу общий курс основ бурения, чтобы понимали о чем речь. Курс дополнен пособия и даже малой моделью буровой.
… Бурильная колонна состоит из ведущей трубы, тонкостенных бурильных труб и бурового снаряда либо утяжелённых бурильных труб, к нижний части которых присоединяется калибратор и буровое долото. Верхняя труба бурильной колонны соединена с вертлюгом, который с помощью крюка, талевого блока и каната подвешен на кронблоке, установленном в верхней части буровой вышки
При бурении на бурильную колонну действуют динамическая и статическая нагрузки, перепады давлений, температура. Надёжность всей колонны в значительной степени определяет эффективность бурения. Главная функция бурильной колонны обеспечить механическую связь работающего на забое долота и ствола скважины с поверхностным механическим оборудованием. Одновременно бурильная колонна служит инструментом для доставки на глубину буровых и колонковых долот. Бурильная колонна в процессе проходки ствола: вращает долото и одновременно передает на него осевую нагрузку. Она же создает замкнутую циркуляцию раствора через забой скважины, обеспечивая очистку ствола от выбуренной породы… Как то так. Ах, ещёзабыл буровые трубы соединяются не напрямую а через муфту или буровой замок представляющий массивный соединительный элемент с крупной конической резьбой и упорными уплотняющими уступы для выдерживания веса бурильной трубы. Замок состоит из ниппеля и муфты, соединенных между собой конической, левой, резьбой.
Ну теперь вкусненькое, подробности.
Кернорватель, керновая коронка, кольца, керноприёмная труба, калибратор с прямыми лопастями, ниппель и подшипник составляют буровой снаряд.
Так как геометрия вышки оставляет желать лучшего, при бурении свыше десяти метров используем калибратор - калибрующее и опорно-центрирующее устройство. Он служит для калибрования ствола скважины, центрирования и улучшения условий работы долота при проходке в мягкой и средней горной породе. Калибраторов несколько типов, у нас самый примитивный - с прямыми лопастями.
Калибратор включает верхнюю и нижнюю присоединительные резьбы и выполняет функцию корректировки диаметра скважины, повышает качество бурения поскольку позволяет избежать сужения ствола, образования выступов и желобов, а также искривления и перегибов ствола. Также снижает гидравлическое сопротивление при бурении мягких пород, склонных к набуханию и к образованию толстой глинистой корки.
Лопасти калибраторов армируются запрессованными твердосплавными зубками из карбида бора, что значительно повышается износостойкость бурильной колонны. Калибратор не абы какой, продвинутый с промывочными соплами. Внутри проходит канал для подвода промывочной жидкости к промывочным пазам расположенным в теле лопастей под углом к оси калибратора.
Кернорвательное устройство из всех, пожалуй самое сложное. Используется для отрыва керна от массива горной породы и удержания его в колонковой трубе при подъеме. Выполняет две функции — срыв керна из массива породы и удержания его в трубе при извлечении из скважины. Используется не везде, только в слабо-трещиноватых и монолитных породах.
Керн, извлекаемый из скважины позволяет получить информацию о геологическом разрезе, рассчитать запасы полезных ископаемых. Современный кернорватель значительно сложней устроен, зачастую при проходке используются снаряды непрерывного извлечения керна. Нам такое не к чему. Основа нашей модели кернорвателя - труба с внутренней конической расточкой, расширяющейся кверху. Она является продолжением конической проточки на внутренней поверхности бурильной коронки и заканчивается буртом, в который упирается кольцо-подшипник.
Внутри помещается рвательная пружина, представляющая собой разрезанное коническое пружинное кольцо с внутренними выступами. При подъеме снаряда пружина вследствие трения о керн входит в суженную часть конической расточки корпуса, крепко сжимает керн и срывает его. Пружина эта вроде простая с виду деталь, а кровушки попила. Со стальной не вышло. Пришлось использовать бериллиевую бронзу
Колечко для твёрдых грунтов, раскрывающий лепесток для мягких. Показывал"геологам" что будет если бурить трубой- грунт при подъёме так и остаётся в скважине.
-Туре смотри. Видишь эти лепестки. При вращении керн прижимает их к стенкам трубы, а когда мы начинаем поднимать её то лепестки раскрываются…
Труба кернорвателя бронзовая, сформирована из коротких колец штампованных на прессе. Сварка бронзы сложный процесс-детали подогревают, учитывайте что каждая марка бронзы требует отдельного подбора температуры и если нарушаешь температурный режим, то металл начнёт разрушаться, а сварочный шов будет слабым. Сварка стали и бронзы осуществляем в атмосфере аргона, припой литая бронза.
Кернорватель передаёт нагрузку на стальную коронку типа геокуб с шарошками из карбида бора. Коронки в комплекте шесть видов, все оснащены соплами для подачи раствора и типовыми резцами.
Мартин, традиционно снабдил нас метчиками и накаточными плашками для прямой и конической нарезки. Длина кернорвателя два метра, диаметр 65 мм, также имеется возможность накрутить дополнительные трубы для отбора керна большей высоты.
Для сборки-разборки кернорвателя, смены изношенной коронки, свинчивания и развинчивания обсадных труб используем бронзовый шарнирный типа КШС 146. Они состоит из нескольких пар скоб, соединенных между собой и с рукояткой шарнирно. Для надёжности, на первой и второй паре скоб установлены съемные плашки. Функция такого ключа обеспечить надежный захват и передачу крутящего момента при захвате труб и не повредить её поверхность.
Процессе изготовления и сборки я давно не контролирую. В карточке новой детали указывают технологию её изготовления литые, фрезеровка, ковка. Применяемые типы пружин и болтов, диаметр резьбы и массу других подробностей. Цех механики планомерно переходит на цифровые карточки и нормальные чертежи. Результат великолепный, тот же шарнирный ключ изготовили за два дня. Косяков хватало, но тут уже вопросы ко мне. Значит что-то не указал, не пояснил. Впрочем, такое не часто происходит. Раз в день, за чашкой чая принимаю мастеров цехов. Вместе корректируем технические задания и обучающие модели. Общие принципы механики усвоили ведь каждый спроектированный станок, инструмент я заставлял не только много раз собирать и разбирать, но работать на них, или с ними на практике. Обучение идёт по курсам, эргономика, технологичность, сопромат, виды соединений, технологии измерения и классы точности, чертежи, виды механических передач, привод. Я добился главного, понимания того что механики делают. То же оборудование для вальщиков леса - рисунок, чертёж и все дальше ребята действовали сами - доработали, испытали на месте, изготовили совместно с ОЦ пособия для вальщиков леса и нормы работ.
Налаживаю обязательную коммуникацию между прикладными цехами, лаборатории ЦИК, ОЦ и УЦ. По мере составления плана, вывожу элемент соревновательности. Добавил значок ударник труда, переходящий амулет лучшего цеха…
***
Ротор был наиболее муторным элементом всей буровой потому как я никогда не знал точные размеры элементов, только кинематические схемы и общее устройство.
Ротор неподвижно устанавливается над устьем скважины, его основная функция состоит в передаче вращательного движения через подшипники ведущей и бурильным трубам. Вкладыши, кроме передачи вращения ведущей трубе, служат ещё и посадочным гнездом для клиньев.
Роторные клинья специальные устройства, с закрепленными на внутренней поверхности зубчатыми элементами. Они необходимы для захвата бурильной колонны, подвешенной в скважине во время свинчивания или развинчивания замков бурильных труб.
Мощность, требуемая для вращения диска ротора, передается через карданный вал посредством конической передачи с межосевым углом передачи девяносто градусов преобразует вращение приводного от конного привода.
Ведущая труба имеет шестиугольную форму. Ее основная функция заключается в передаче продольного и вращательного усилия бурильной колонне, когда вкладыши ведущей трубы соединены с вкладышами ротора. Трубы утяжеленная и нужна для повышения жесткости и устойчивости всей бурильной колонны.
Станина ротора литая. бронзовая и представляет собой полую отливку с наружным диском, прикрывающим вертикальную расточку станины. В верхней части тот имеет шестигранное углубление для разъемного вкладыша. Вкладыши зажимают рабочую трубу, внутри которой сделано квадратное углубление для зажима, переходящего в конус. Вкладыши передают вращающий момент ротора ведущей трубе и, а через неё всей колонне бурильных труб.
При бурении, во вкладыши вставляют роликовые зажимы ведущей трубы, а при спуско-подъемных операциях – клинья. Ведущая труба перекатывается по роликам, установленным на подшипниках качения, и благодаря этому ее износ снижается.
Роликовые вкладыши согласованы с главным вкладышем вращения трубы при помощи четырех роликов . Во время бурения с увеличением глубины ведущая бурильная труба соскальзывает и опускается по ним вниз.
Неподвижные, статические вкладыши конического типа много проще, но имеют ряд недостатков связанных с большим износом рабочей трубы и подбор состава для сплава, а роликовый мы можем сделать из типовых компонентов. Преимущества роликового зажима заключается в том, что расстояние между роликами и отверстием под ведущую трубу регулируется не заменой зажима, а поворотом оси роликов и установкой их в том же гнездо шестиугольного сечения. Вкладыши ротора центрируют буровую трубу в стволе, предотвращают несоосность долота и бурового снаряда.
Вкладыш спроектирован так, чтобы удерживать штангу, совмещаться с главной трубой и приводить в движение штангу с помощью четырех роликов во втулке, максимально снижая трение. Втулка быстро устанавливается в ведущую трубу, поддерживая хорошее выравнивание.
Она имеет разделенный корпус, а приводные ролики находятся в одной плоскости. Преимущество конструкции с разъемным корпусом в том, что штифты роликов опираются на шейки подшипников корпуса и удерживаются верхними гайками, которые крепят болтами обе половины корпуса. Для замены и регулирования роликов снимается крышка, и они становятся доступны. Даже наши туземные геологи быстро освоились с этой нехитрой операцией.
Ролики изготовлены из высокопрочной стали электрошлаковой плавки , к тому впервые использовали закалку токами высокой частоты.
***
Подшипники и стол ротора вращаются при роторном бурении и остаются неподвижными при спуско-подъемных операциях. Стол ротора с коническим колесом устанавливают в вертикальной расточке станины на двух опорах, в качестве которых используют упорно-радиальные шариковые подшипники. Вследствие зеркального расположения и осевой затяжки подшипники способны воспринимать двусторонние осевые нагрузки.
Стол роторастальной, корпус бронзовый, втулки и вкладыши высоко качественная сталь. На плиту действуют собственный вес стола ротора и колонны труб, удерживаемый им при спускоподъемных операциях. В процессе бурения скважины бурильная колонна подвешивается к вертлюгу. На опору действуют собственный вес стола и силы трения, возникающие в результате скольжения ведущей трубы относительно зажимов ротора.
Ротор соединен с карданом через быстроходный вал с конической шестерней, закрепленной шпонкой. Вал монтируют в стакане и в собранном виде устанавливают в горизонтальную расточку станины ротора. Крышка предохраняет станину от вмятин, образующихся при установке подшипников и их проворачивании под нагрузкой. Консольное расположение шестерни на валу удобно для компоновки и сборки ротора. Конечно при этом возрастают требования к жесткости вала, так как вследствие его деформации нарушается равномерное распределение контактных давлений в зацеплении шестерни и колеса, что приводит к снижению их долговечности. Что впрочем для нас не критично. Усилия от конного привода смешные, а глубина бурения и масса бурильной колонны невелика. Вследствие этого, коническая передача и подшипники ротора воспринимают действие малого реактивного момента, так стопоры я не включил в конструкцию. На наружном конце быстроходного вала установлена карданная муфта присоединяемая другим концом к приводу.
Подшипники быстроходного вала смазывают касторовым маслом, заправляемым в стакан через заливные отверстия. Уровень масла при эксплуатации контролируют с помощью щупа. Для предотвращения вытекания масла наружная торцовая крышка стакана снабжена гребенчатым лабиринтным уплотнением. Да литьё под давлением и на таких фокусы способно. Она предохраняет масло от загрязнения промывочным раствором и продуктами изнашивание.
Соединяясь на поверхности с бурильной трубой, ведущая труба проходит через буровой стол, вращение которого передается на нее, что, в свою очередь, вращает бурильную трубу и буровое долото в скважине.
Обычно процедура бурения является непрерывной и включает последовательное наращивание бурильной колонны навинчиванием отдельных звеньев длиной два метра. Бурение продолжается до тех пор, пока не возникает необходимость сменить буровое долото - вследствие либо его износа, либо проникновения в пласт, для которого данное долото не вполне пригодно. Последовательность операций, включающая выход из скважины, замену долота и возвращение в скважину, называется рейсом.
Как я говорил наш буровой насос героторный, служит для закачки в скважину промывки. Работает в составе комплекса оборудования для приготовления раствора и его очистки. Промывка скважины прямая. Чтобы исключить размывание скважины и расход буровой жидкости под ротором в устье скважины устанавливается бронзовый герметизатор к которому подсоединяют отводящий шланг рециркуляции бурового раствора.
Про вертлюг..
Он подвешен на тарельчатые пружинах, через него промывочный раствор от насоса попадает в буровую колонну. Вертлюг крепится на крюке в верхней части вышки. Применение пружин обеспечивает смягчение динамических нагрузок на канат, плавный вывод конуса замка из муфты при развинчивании труб. Упорный подшипник вертлюга предотвращает закручивание каната.
Вертлюг устанавливают над ведущей трубой. Его основная функция — исключить передачу вращательного движения от ведущей трубы или бурильной колонны к талевому канату. Это осуществляется вращением нижней части вертлюга на роликовых подшипниках. Поскольку вертлюг должен выдержать вес всей бурильной колонны, он должен быть прочным и иметь те же характеристики, что и талевый блок.
Талевая система с винтовым элеватором для ручного зажима труб,ручной лебедкой и блоками обеспечивает спуск и подъем колонны. Алгоритмы спуска-подъёма колонны прописаны в методичке с иконографикой.
Демонтаж-фиксация ручным винтовым зажимом колонны труб на ротором, отсоединение вертлюга, зажим элеватором колонны труб и подъем их лебедкой из скважины, раскручивание трубы- демонтаж колонны.
Наращивание колонны - зажим колонны, добавление сегмента, спуск лебедкой колонны труб, подсоединение вертлюга - продолжаем бурение.
Ловля инструмента… Монтаж, демонтаж обсадной трубы.. ОЦ очень плотно работает с пособиями. Художники набили руку и подготовили сотни трафаретов, фраз, букв, иконок. Описывают не только технологические операции - правила безопасности, поведения, гигиены, а также штрафы и поощрения, законы.. Многое и многое переводят в форму раскрашенных пособий-комиксов по которым цех печати изготавливает нужное количество экземпляров.
Иллюстрации пояснительные
Ударно канатное бурение схема
https://cf.ppt-online.org/files/slide/h/Ha2VQYb6cPugmfjDFpkwvMn43C50AZJsdtizX9/slide-5.jpg
Ударно канатное бурение видео https://www.youtube.com/watch?v=3gxpMjxe0kQ
https://www.youtube.com/watch?v=p5Yj9MZ1T9Y
Коронковое бурение видео https://www.youtube.com/watch?v=-AcXnLJOfAc&t=1s
Долота буровые https://zolotodb.ru/fullsize/gallery/articles/703.jpg
PDC долото http://www.burservice.ru/wp-content/uploads/2016/12/IMG-20161209-%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%8F.jpg
Буровой колонковый снаряд https://www.youtube.com/watch?time_continue=6&v=YvwrYgn0Ydw&feature=emb_title
Кернорватели https://besplatka.ua/aws/17/10/05/44/4d3b40f14f20.JPG
http://gemmash.ru/d/1324/d/kernorvatel.jpg
Калибратор https://kran-klapan.com/image/cache/catalog/product/kalibrator/kalibratorprjamolopastnoj-500x500.png
Буровой Замок https://www.oborudunion.ru/l2323306/images/photocat/1000x1000/1000351935.jpg
Как разобрать вертлюг https://www.youtube.com/watch?v=2RRThm3bTw4&list=PL1RMCqWovR2MDN6GVyea5iywSRFUFaqD4
Видео буровые трубы https://www.youtube.com/watch?v=QX0brxod56k&list=PL1RMCqWovR2MDN6GVyea5iywSRFUFaqD4&index=4
Видео разрушающий инструмент https://www.youtube.com/watch?v=wz5cRbG750Q&list=PL1RMCqWovR2MDN6GVyea5iywSRFUFaqD4&index=6&t=30s
Ротор видеолекция https://www.youtube.com/watch?v=YfKy7k4ZSuA
Ротор карданный http://mashzavod.net/images/HW/045.jpg
Ротор в разрезе ( тут сложная модель ) https://myslide.ru/documents_3/0d2139417045342888d8c409c88e3ec1/img39.jpg
Герметизатор устьевой http://uralsa74.ru/upload/iblock/d06/2_%D0%93%D0%A3%20%D1%82%D0%B8%D0%BF2.jpg
Роликовый вкладыш http://sfpetromachine.ru/upload/2724/o/19_1_kelly_bushing_0.jpg
Вкладыш ведущей трубы https://dmliefer.ru/sites/default/files/images/mud-king/master-large.jpg
Ключ шарнирный https://images.ru.prom.st/457273133_w640_h640_klyuch-burovoj-naruzhnoj.jpg
Ерш ловильный https://www.tehsmart.ru/upload/2018/1/1/image/51-original.png?1516271591
Ловитльный колокол https://cf.ppt-online.org/files1/slide/h/hPz5RDn1YlvkJ2w7aIieu0XBHNQExjgTW3ALq8yCb6/slide-20.jpg
Шрифты
Немного поворачиваю бинокль и наблюдаю как поток людей что входят и выходят из сферы. Этот библиотека которая стоит сразу за стеной административного центра. Привозных книг маловато. Античные и римские рукописи уже уничтожены, а христианская литература меня мало интересует. Есть кое что интересное на фарси и индийских языках, но по большей части литература уже нашего издания.
Печатаем сказки, мифы и предания - арабские, греческие, индийские, персидские и конечно африканские. Предания и притчи игембе, кевенги, именти, миутини, иголи, мвимби, мутамби, эму, карамоду, гирьяма, джиба и риго, луа. Сказки о пауке Аннанси, о гиене и лисе, и духах...
Туземцы записывают мифы с большим удовольствием. За каждую книгу положена хорошая награда - тридцать и более чатлов. Чем больше уникальных рисунков и орнамент, тем больше бонус. Но прежде, желающие писать книгу проходили обязательный курс оформления текста и иллюстраций. Противостояние между различными племенами уводили не только в плоскость соревновательных состязаний. Каждое племя старались оформить свои мифы как можно красочней, с массой уникальных рисунков. Богатство оформления, оригинальные рисунки, наличие версии на латыни учитывалось при запуске в печать, а лучшей команде выдавался ценный приз. Не возражал, когда для оформлении "племенных" сказок нанимали "художников" - работа над такой книгой коллективный труд, а мне это и нужно. Повышаем грамотность и бесплатно пополняет Большой Атлас богов и духов.
Имея бонус в полторы тысячи лет развития книжного оформления было странно не использовать свои знания на полную катушку. Одно разделение слов, красная строка, раздел с предварительным содержанием, нумерация страниц. точки, запятые дефисы и тире чего стоят. Сейчас этого и близко нет. Сшитый кодекс только-только появился в Византии и большая часть литературы по прежнему в свитках.
Для разных по содержанию книг составили семь типов модульной сетки где в привычном для меня виде отразил формат полосы, шрифт, межстрочный пробел - интерлиньяж и кегль, он же размер букв плюс стиль спусков и заголовков, а также специальных страниц предваряющая раздел книги - шмуцтитулов. Добавьте многочисленные иллюстрации, инфографику, цветные гравюры на меди высокого качества, хороший переплёт и твёрдую обложку и вы получите настоящую революцию визуального восприятия информации.
Красочно оформленные книги были готовы покупать многие торговцы. Они не раз приходили ко мне с таким предложениями. Но пока я это не планировал, банально кокосового волокна для бумаги не хватает. Говорю им - везите хлопок, будем меняться, а пока читайте в библиотеке, благо доступ в неё открыт для всех. Читальный зал комфортабельный - регулируемые кресла, прохладный воздух, солнечные колодцы днем, газоразрядные лампы вечером, бесплатные напитки и даже душ…
Со сказками и мифами проблем не было, к их созданию даже чрезвычайно любопытный Дьярви руку приложил. Он знал огромное количество саг, и я прикрепил к нему писца и двух художников.
Приключенческую литературу пришлось наговаривать, а зачастую и оформлять самому. Что-то взял из реальных, показавшихся интересными историй : Кору по дороге в лагерь Ярунга, история Дьрви, наша с ребятами история в правильном виде.
Остальное вольная интерпретация классики. Книги небольшие, я бы сказал брошюры: походы Александра Македонского в стиле детского писателя Воронковой, приключения Робинзона (Нгору) на необитаемом острове с упором на попаданческие технологии и примените практических знаний по выживанию. Зуфу и дикие люди - попаданец из племени кереве в каменный век, почти тоже самое, но вид сбоку.
Ребята также помогали книгами, не забывали. Мартин прислал сказки Ганса Христиана Андерсона которого он лично знал и являлся большим поклонником и "Приключения Гулливера" Джонатана Свифта. Джон подробно, с рисунками - "Удивительный Волшебник из Страны Оз" которую я слегка откорректировал и надиктовал вторую часть про Урфин Джуса. Иван Сергеевич выслал сказки Пушкина, "Остров Сокровищ" Стивенсона и" Двадцать тысяч лье под водой" Жюля Верна. Павел Петрович прислал трактаты Макиавелли ( кто бы мог подумать) о государстве и "Дон Кихот" Сервантеса. Книги присылали на латыни, нередко с отличными рисунками.
Каждый день трачу на диктовку час времени. Приучился делать два или даже три дела одновременно - проговаривать текст и делать карандашные наброски. Бывало до позднего вечера что- то бубнил, пока не засыпал. Зато латынь довёл до совершенства, лёгкий язык то.
Не так уж и мало вышло - "Маугли" Киплинга, "На краю Ойкумены" и "Таис Афинская" Ивана Ефремова. Социальная утопия "Страна счастья" - что похожее на "Город Солнца" Кампанеллы "заточенное" под реалии и быт лагеря. Произведение написано с учётом семейной жизни и описывает прелести постоянного проживания у Ярунга. Это образ города будущего который я в малом масштабе буду строить. Пора, пора уже трансформировать временный лагерь в что-то более масштабное.
Каждая книга сокращённый вариант оригинала, с местными и понятными именами. Такая подача гарантированно вызывает жгучий интерес и очереди в библиотеку. Опыт имеется немалый, я уже знаю что пойдет, а что и писать не стоит
"Незнайка" Носова превратился в мальчику Пиру который постоянно попадёт в нашем лагере в смешные истории. Сейчас пишу "Властелин Колец" одна из немногих чисто развлекательных книг. На основе тех произведений что удалось у торговцев выкупить опубликовали : Записки о испанской галльской войне Цезаря, Илиада и Одиссею, речи Цицерона и трактаты Аристотеля.
Разные книги от авторов отстоящих друг от друга на многие века. В оформлении иллюстраций здорово помогали "художники". Сделаешь им образ в трех проекция, а они повторяют его в движении, рисуют более или менее детализированные варианты, учатся работать по техническому заданию - масштаб, детализация, температура цвета. В обучении поступил хитро. Понимаю, за полгода нормального художника не сделать. Поэтому отбираю молодые таланты что готовы рисовать по десять-двенадцать часов в день. У каждого своя специализация: цветы, человек, животные, здания и орнамент, инфографика. Талантов двенадцать и по древу,, ребята мыслями не расплываются, плотно работают с пособиями и творческих мук лишены напрочь. Результат закономерный - достойного уровня рисунки. Терпение и труд все перетрут. Обучиться рисовать при должном усердии может любой .
Книга - коллективный труд иллюстраторов., а профессиональных иллюстраторов у нас ноль целых, ноль десятых и поэтому я размазал работу на несколько десятков человек. Те, кому бог не дал таланта копировали рисунок, или его элементы через световую доску. Зачастую они творчески синтезировали композицию из стоковых элементов библиотеки рисунков работая в технике коллаж. Те кто рисует получше проходили "стресс- обучение" по работе с тенями и переводили простой линейно-конструктивный рисунок "художников" с условной светотенью в тональный рисунок. Третьи ( их готовили в цехе черчения ) масштабировали рисунки с помощью профессионального чертежного пантографа. Ещё были звенья что занимались орнаментами, буквицей и раскраской черно-белых рисунков. Если добавить звено занимающееся изготовлением трафаретов - иллюстраторов сорок шесть человек, двадцать два звена.
Очень здорово подстегнула прогресс только-толь появившиеся фотография, в том числе цветная, пигментная. Конечно, ни о каком хромогенном процессе речь не могла идти, а вот пигментная никаких проблем. Цветной процесс отличался от монохромного дополнительной стадией переноса желатинового слоя с цветоделённых позитивов на общую подложку. Для получения сьемки нужно было последовательно снимать объект через цветные светофильтры и получить три чёрно-белых негатива основных цветов. Негативы контактно печатались солнечным светом на трёх листах целлулоида, покрытых пигментированной желатиной дополнительных цветов: жёлтого, пурпурного и голубого. Дубление происходит без воздействия излучения за счёт химического контакта серебра отпечатка на обычной фотобумаге со смесью солей калия в пигментном слое. Вид пигментной печати - дуксохром. В отличии от карбро-процесса с пигмент добавлялся в светочувствительную желатиносеребряную фотоэмульсию, а не в желатину. После дубящего проявления экспонированных листов металлическое серебро удалялось с помощью ослабителя Фармера, а окрашенные желатиновые рельефы переносились на общую бумажную подложку. После промывки последних горячей водой получалось позитивное изображение, зеркальное к исходному отпечатку.. на деле ничего сложного для химика, а качество куда лучше процесса "Хромоскоп" по которому снимал знаменитый фотораф Проскурин-Горский.
По техникам живописи у нас развито - тушь, перьевая ручка,акварель по-сырому" ("английская" акварель) и "по-сухому" ("итальянская" акварель) и многослойная (лессировка), угольный, графитовый и восковый карандаш, скетчинг, апликация, пастель, гуашь, акриловые краски и спиртовые художественные маркеры с акриловыми красками.
Хуложественная гравюра - Поперечная ксилография, Меццо-тинто (в переводе - полутон). Оперирует не линией, а пятном, непрерывными текучими переходами света и тени. Доске сначала придается шероховатость особым инструментом. Затем остро отточенным инструментом начинают работать от темного к светлому, постепенно сглаживая шероховатости. На местах, которые должны быть совершенно светлыми, доска полируется начисто. Линогравюра на натуральном линолеуме на тканевой (папирусной) основе из масла баобаба, муки амбача и камеди.
Граверы были не только художественными но служили для печати черно белый рисунков = объемная гравюра сухой иглой на меди и офорт, плоская гравюра - литография на пластине алюминия. По ней - рисовали специальным карандашом с литографской тушью. Пластина с законченным рисунком травилась смесью кислоты и гуммиарабика. В результате протравливания покрытые рисунком места легко принимают печатающую краску. Для цветных гравюр применили как литографию, так и технику ксилографии - кьяроскуро. В ней каждая доска отличается от другой не только цветом, но и оттенком тона, причем чаще всего на каждой доске вырезается лишь часть композиции: целиком последняя появляется на оттиске лишь в результате печатания со всех досок. Граверов -тридцать семь.
Сейчас происходит активное внедрение фототипии. Алюминиевые пластины покрывались светочувствительным слоем хромированной желатины. Под действием света и последующей лабораторной обработки она теряет способность к набуханию в воде и впитывала типографскую краску в экспонированных местах. Неэкспонированные участки напротив, принимали влагу и отталкивали жирный краситель. Восприимчивость к впитыванию краски в процесе менялась не скачкообразно, а пропорционально полученной экспозиции, обеспечивая очень качественное воспроизведение полутонов. Пластина обрабатывалась наждачным порошком для получения матовой поверхности и покрывалась связующим слоем, состоящим из смеси желатины, жидкого стекла и квасцов. На подслой поливается смесь желатины с бихроматом калия. После сушки в течение двух часов пластина медленно остывала в сушильном шкафу. Через сутки на подготовленный светочувствительный слой контактным способом производилась печать с негатива соответстующему формату оттисков (для получения прямого оттиска негатив «переворачивается») . Экспонированную пластину несколько часов промывают в холодной воде для удаления остатков хромовых солей, а затем сушат. Невосприимчивость к впитыванию краски в неэкспонированных местах обеспечивалась последующим травлением смесью глицерина, нашатырного спирта и гипосульфита. Результатом становилось растрескивание желатинового слоя, интенсивность которого пропорциональна полученной экспозиции. Желатина покрывалась микроскопическими складками, ширина и глубина которых пропорциональна интенсивности засветки сквозь негатив. Складки становились печатающими элементами, удерживающими краску, тогда как нерастрескавшиеся участки слоя («сосочки» или «корешки») выполняли роль пробельных элементов, отображая света́ изображения. Как то так. Много проще чем с другими способами и не нужны никакие граверы. Сделал фото и можешь печатать. Химия рулит.
Каллиграфия важнейший элемент всего нашего образования, своеобразная физкультура для мозга который работает по простой схеме: какие области вы нагружаете, туда кровь и приливает. При занятиях каллиграфией включается большое количество нейронов, которое другим способом задействовать невозможно. При обучение происходит активный нейрогенез, то есть образуется большее количество нервных связей и происходит интеграция между цитоархитектоническими полями подполями больших полушарий мозга.
Мелкая моторика при письме развивает тончайшие мышцы рук, концентрацию, терпение, усидчивость, внимание к деталям и дает возможность освоить такие важные навыки как планомерное развитие, умение справляться с трудностями, трудолюбие и усидчивость. Добавьте воображение, чувство линий и структуру симметрии, ритм и темп, внимательность, наблюдательность и воображение… Очевидно, что причин более чем достаточно для обязательных занятий с туземцами и составления обучающего курса. Я одно время был знаком с особой что фанатично увлеклась этим искусством и неплохо был знаком с темой.
Особенности латинского монументального письма которым неплохо владеют грамотеи из Византии полностью обусловлены техническими свойствами орудия письма и писчего материала — папируса, пергамента, консистенцией воска. Техническая часть естественно формирует шрифт. Капитальное рустическое письмо что сейчас в ходу, в плане визуального восприятия - каменный век. Шрифты со времен императора Адриана здорово эволюционировали и та же переходная антиква куда как приятней глазу. Буквы такого шрифта отличаются более сильным контрастом, вертикальными осями овальных букв, скруглёнными симметричными засечками и полузакрытой формой знаков. Естественно такой шрифт требует гладкую бумагу твёрдое перо, но и другое у нас имеется. В качестве образчика взял банальный Times New Roman. Именно такие буквы появились на наборных типографских литерах из гартового сплава. Да - да мы завели печатный станок. Комбинация литер и гравюры зачастую более выгодна и быстра в наборе. чем чистая гравюра.Таким образом у нас было два вида печати – ризограф для малых объёмов печати и сочетание гравюр для иллюстраций и наборных литеров для больших тиражей.
Для переноса изображения на гравюры использовали кальку и черную копировальную бумагу - её делали на основе тончайшей папирусной кальки и красящего слоя на основе сажи, парафина, нафта и силикатного масла, так и фиолетовую на основе анилиновых чернил. Переходим на самокопирующие листы со слоем микро капсул с красителями разрушающиеся при давлении ручкой. Микро капсулы с оболочкой на основе карбометилцелюллозы и камеди получали в центрифуге. Под воздействием центробежной силы пигмент проходили. через плёнку раствора плёнкообразователя и покрывались ей. На обратной стороне бумаги наносили. слой с красящими микрокапсулами. При надавливании пером, они лопаются. На лицевой стороне второго листа нанесён слой микро- каолина для фиксирования красителя. Четыре слоя работают нормально, может не так хорошо как современные но для нашей системы учёта. такие бланки настоящий прорыв. Капсулирование мы сначала использовали для лекарств и косметики, а по факту вышло что основное применение бланки.
С появление фотохимии начали производить ещё одну позабытую в наше время рефлексную бумагу для проекционного фотокопирования - фотокальку. Бумага плотно прижимается стеклом эмульсионной стороной к рисунку, а экспонирование производится через основу бумаги. Свет, пройдя через основу и эмульсионную поверхность, отражается от белых частей изображения обратно и засвечивает эмульсионный слой, а от темных частей изображения он отражается значительно меньше. За счет этой разницы в освещении эмульсионного слоя печатается изображение. Бумагу производили в новом цехе фотохимии пропитывая кальку мелкозернистой, высокочувствительной, бромсеребрянной эмульсией с коэффициентом контрастности, равным двум, а так как бумага должна быть прозрачной баритовой подслой не наносили. Здесь же готовили обычный фотопленка, пигментные красители, проявители и готовили реактивы для фототипии. Фотоаппаратов то пока мало и фотокопирка легко заменит трудоёмкий процесс ризографиии для малого числа копий. Положил такую бумажку на рисунок, пару минут подержал под красной лампой и готово. Если какая то линия лишняя, то её можно удалить обесцвечиванием раствором кровяной соли с тиосульфатом натрия, а если не хватает чего то банально дорисовать тушью. В любом случае это прорыв в сфере быстрого копирования - а-ля средневековый ксерокс.
***
Бумага и ручка изменили не только печатный шрифт но и скоропись. При быстром письме на воске некоторые элементы букв пропускались, для лучшей связи букв добавлялся плавный штрих, некоторые буквы сливали воедино, какую то букву писали крупнее других, а все письмо приобретало наклонное положение. По этим причинам римский маюскульный курсив для бумаги хреновый вариант и я заменил его на вариацию шрифта Renaissance. Наши ручки эволюционировали и обзавелись пипеточной системой заправки. Резервуар для чернил представлял собой резиновый пипеточный чехол, через который проходит тонкая трубка. При сдавливании пипетки по трубке через пишущий узел выходит воздух, при отпускании по трубке засасываются чернила, которые переливаются в свободное пространство пипеточного чехла. Для заправки нужно снять корпус , откупорить пузырек чернил. и опустить ручку в чернила после чего несколько раз нажать на мягкую пипетку.
Семнадцать типов перьев - жесткие, полугибкие и гибкие по степени нажима. Тонкие, средние и экстра-тонкие по толщине линии. Жёсткие ( из нержавайки ) оставляют на бумаге линию фиксированной ширины, тогда как остальные, за счёт специальных вырезов, позволяют варьировать толщину линии. На кончик пера припаян сверхтвердый шарик из сплава вольфрама и кобальта с добавкой карбида титана который вместе пером разрезали алмазной ни ю на основе нити "Пауков" Возможно такое перо менее долговечно чем современное, с шариками на основе иридия. Но где же его взять то, иридий то. Золотые перья делали прокатывая полоски через нессимитричные валки, таким образом получая пластину переменной толщины для улучшенных пружинящих свойств. Недавно стали делать более мягкие перья из сплава титана для эстетов.Титановое перо имеет чрезвычайную мягкость. и позволяет добиваться хорошей вариативности линии, и оно намного мягче, чем нержавеющая сталь. Чем то похожи на золотые, но они немного более шершавые и не такие гладкие, пишут очень " влажно".Даже со сверхтонким наконечником они будут писать ближе к т среднему. Широкое перо, в частности, пишет как пожарный шланг! Из-за мягкости, даже не пытаясь сгибать перо, можно получить очень заметную вариативность. Для иллюстраций такое перо отличный вариант.
Чернильная ручка составная, из трёх частей - перезаправляемый резервуар для чернил с встроенной пипеткой. Эбонитовый корпус с колпачком и перо с фидером. Всем знают как правильно извлекать сгущенку из банки - нужно пробить два отверстия, через одно из которых нужно пить. Для чего же второе отверстие? Если его не сделать - в банке без притока воздуха создается пониженное давление и сгущенка перестает вытекать из банки. В чернильной ручке канал поступления воздуха и канал поступления чернил один. Скорость поступления чернил площадью сечения канала. Чернила идут в нижней части канала и подводятся к перу. Воздух через воздушное отверстие и канал поступает в емкость с чернилами и компенсирует разность давлений. От комбинации воздухозаборного отверстия, типа пера и чернильного/воздушного канала зависит нормальная подача чернил и этим у меня небольшое звено ЦИК занималось. Не меньшую роль играют коллектор в фидере и чернила.
Коллектор ( он у нас из бронзы ) - это буфер, микро резервуар между пером и емкостью с чернилами. В этих прорезях удерживается небольшое количество чернил, нужное ручке для того, чтобы компенсировать скорость письма. При разной скорости письма необходима разная скорость подачи чернил. Можно "выставить" некую среднюю скорость, но тогда при медленном письме ручка будет жирно писать, при средней скорости - оптимально, а при большой скорости - будут происходить пропуски в буквах. Коллектор в этом случае при медленной скорости оттягивает лишние чернила в свою систему ребер, а при большой скорости письма при помощи капиллярного эффекта отдает накопленные чернила. Чернила тоже в значительной степени влияют на характер письма. Густые чернила в ручке с тонким пером не дадут вам писать, а через чур жидкие чернила и широкое перо приведут к образованию клякс и очень толстых линий.
По чернилам работают две группы ЦИК. Разновидностей очень много, от классической угольной туши до золотистых блесток с флуоресцирующими компонентами. Сульфат железа, анилин, дубильные кислоты. Красители и добавки обязательно смешивают с растворителем, они необходимы, чтобы сделать формулу чернил более стабильной. Чернила делают для печати и рисунку по ткани, дереву, стеклу, плёнке, металлу - везде требуются особые добавки. Для перьевых ручек разработаны составы на масляной и водной основе которые состоят из относительно крупных частичек пигмента, смешанных с гелем на водной основе. Чернила получились похожие на гелевые - ручки пишут очень ярко и четко, а клякс в следствии особой конструкции фидера почти нет. А всё благодаря добавке поверхносто-активных веществе на основе сополимеров метакриловой кислоты. Хех, у нас даже шпионские чернила для разведки имеются, на основе декстрина и йода.
Производством, точнее сборкой ручек, фломастеров, мелков, карандашей, красок .. занимается небольшой цех. Карандаши, раскраски и перьевые ручки с цветным корпусом и биопластика отлично продаются в гостевом доме. есть и дорогие, подрачные варианты с золотым и алюминиевым корпусом с напыление оксидами титана и хрома для синего и чёрнго цвета, розовое золото и зеркало.
Оформители книг получили полноценные каллиграфические наборы со сменными, широкими перьями без шариков на конце и проходят обучающие курсы по готическому шрифту Blackletter, мультяшному шрифту Missy и затейливой буквице с животными и растительными орнаментами. Подумываю о еженедельной образовательно-новостной газете с притчами, короткими рассказами и актуальными новостям. Каллиграфы - три звена по четыре человека.
Особое внимание уделяю научно- популярной и образовательной литературе. Пособия плавно трансформировались в учебники математики, латыни, геометрии и механики. За многие месяцы здорово выросли в объёме словари и разговорники. Появились специализированные книги - физика, химия, инфографика и диаграммы, АРИЗ, горное дело и топография. Непосредственно научно популярных маловато. Слишком много времени уходит на оригинальные рисунки. Без них никак, такие знания нужно подавать только в виде красочных атласов. Эх, сюда бы сталинскую детскую энциклопедию. Мечты, мечты. Правда и без неё кое что интересное вышло: Астрономия - солнечная система, планеты и галактики. Планета Земля - обитатели, народы, животные и растения (кроме обеих Америк) , Моря и Океаны. История возникновения жизни на Земле. История Древнего мира ( в процессе). Атлас конструкций, узлов и механизмов, Окружающий мир и , Атлас анатомии человека, Энциклопедия богов и духов (любимая книга с самыми красочными иллюстрациями), Ботанический атлас. Версткой и проектированием книг занимается отдельное звено для которых снова пришлось создавать отдельный курс по дизайну книг, вёрстке и модульной сетке.
Книги и учебники отнимают пятнадцать процентов трудовых ресурсов ОЦ, прилично. Только они последнее, на чем стоит экономить. Если хочешь научить людей грамоте, нет ничего лучше чем занять их чтением. Интересная литература творит чудеса и здорово двигает прогресс.
Гербарий, коллекции насекомых, обширная библиотека рисунков орнаментов, наглядных пособий и обучающих плакатов - гремучий коктейль не оставляющий камня на камне от прежнего мировоззрения. Хех, точнее они пока этого не знают, никто кроме меня не знает что делает наука с мистикой. Нехорошее делает…
Иллюстрации
шрифт Blackletter https://i.pinimg.com/736x/71/0e/b1/710eb1413e02286758725b3350982a77.jpg
Missy https://pro-catalog.ru/wp-content/uploads/Missy-BT-1_c.jpg
Renaissance http://legionfonts.com/img-fonts/renaissance-regular/og-renaissance-regular-font-abc.jpg
Буквицы https://www.livemaster.ru/topic/2088137-bukvitsa-kak-iskusstvo-uzornaya-tajna-zaglavnoj-bukvy
Типографские литеры https://schroeter-design.de/wp-content/uploads/2017/05/winkelhaken-setzkasten.jpg
Ручка с пипеточной системой https://www.youtube.com/watch?v=NweGROzaBpg
Изготовление пера https://images11.popmeh.ru/upload/img_cache/0f3/0f38b490a76f75611eb8568c8816ee92_fitted_800x3000.webp
Тип пера https://www.ljplus.ru/img4/l/a/lazzzycat/nib-unit.jpg
Народное тврчество туземцев по мотивам сказок
https://illustrators.ru/uploads/illustration/image/778932/main_778932_original.jpg
https://mybookland.ru/wp-content/uploads/2018/12/Afrikanskie-Oblozhka.jpg
https://illustrators.ru/uploads/illustration/image/833644/main_a04.jpg
https://sun9-56.userapi.com/MX8hf3bTbqAwUsAgT2aQpZG5hLVvT_PHgzr5Qw/xu_30F2TTwU.jpg
https://illustrators.ru/uploads/illustration/image/30167/main_30167_original.jpg
http://www.fairyroom.ru/wp-content/uploads/2019/01/15-6.jpg
https://ic.pics.livejournal.com/lev_dmitrich/32679866/327171/327171_original.jpg
https://ic.pics.livejournal.com/lev_dmitrich/32679866/327171/327171_original.jpg
https://ljplus.ru/img4/g/e/geseyn/a861.jpg
http://www.planetaskazok.ru/images/stories/afrikanskie/jivoi_ogoni/img_72.jpg
http://data6.i.gallery.ru/albums/gallery/100726-97574-11681397-m750x740.jpg
https://s00.yaplakal.com/pics/pics_original/6/0/8/9710806.jpg
https://vini-puh.ru/wp-content/uploads/2018/01/Mudrij_yastreb_-_Afrikanskaya_skazka.jpg
https://img-fotki.yandex.ru/get/5819/253578335.49/0_1a555d_13d7ff50_orig.jpg
http://www.fairyroom.ru/wp-content/uploads/2019/01/04-10.jpg
https://ozon-st.cdn.ngenix.net/multimedia/1009478626.jpg
http://www.fairyroom.ru/wp-content/uploads/2020/03/main-qimg-e8885f87412cc4398ba34b54313fa3c4-c.jpg
http://www.planetaskazok.ru/images/stories/afrikanskie/jivoi_ogoni/img_38.jpg
http://www.budzdorow.net/wp-content/uploads/2018/04/%D0%B0%D1%84.%D0%97%D0%B0%D0%B2%D0%B5%D1%82-%D0%9C%D0%BE%D1%87%D1%83%D0%B0%D0%BD%D0%B0.jpg
http://www.fairyroom.ru/wp-content/uploads/2019/01/11-8.jpg
https://vini-puh.ru/wp-content/uploads/2018/01/Kak_Buki_hotela_snesti_yajca_-_Afrikanskaya_skazka.jpg
http://www.fairyroom.ru/wp-content/uploads/2019/01/14-6.jpg
http://www.fairyroom.ru/wp-content/uploads/2020/04/32.png
https://goods.kaypu.com/photo/52640c1cdfd16d301700eaf2.jpg
https://skazki-basni.ru/wp-content/uploads/2020/01/afrikan4.jpg
https://img.labirint.ru/rcimg/086b0bfd1e289ec6cc974fc3a1311b22/1920x1080/comments_pic/1730/3_aea1b6310e2b78d2be12ca3228ef1c3f_1500922895.jpg?1500923020
http://www.vem.am/media/2018/06/6577.jpg
https://farm2.staticflickr.com/1744/40898296900_3010e858ca_o.jpg
https://myxomop.ac93.org/~bella/ILLUSTRATIONS/misoso01.jpg
https://iknigi.net/books_files/online_html/158193/i_006.png
http://www.vem.am/media/2018/06/6594.jpg
http://rech-deti.ru/upload/iblock/3c6/3c6e5d21c5f0ca7b4d75d47a119145aa.jpg
https://img-fotki.yandex.ru/get/9494/232653441.9/0_d16b3_4458c49f_XXL.jpg
https://img-fotki.yandex.ru/get/9510/232653441.9/0_d16b2_40b22906_XXL.jpg
https://img-fotki.yandex.ru/get/9317/232653441.9/0_d16b7_89eaf360_XXL.jpg
https://img-fotki.yandex.ru/get/9118/232653441.a/0_d16bb_dceb65c0_XXL.jpg
https://img-fotki.yandex.ru/get/9797/232653441.a/0_d16cf_6d42833_XXL.jpg
https://img-fotki.yandex.ru/get/9258/232653441.a/0_d16d3_b4ed266b_XXL.jpg
https://img-fotki.yandex.ru/get/9749/232653441.a/0_d16d5_260d0990_XXL.jpg
http://content.foto.my.mail.ru/yandex.ru/shum-1968/222/h-94.jpg
https://i.pinimg.com/originals/5a/69/f7/5a69f7f37d1fec72f7b7f0fa022dc606.png
https://i.pinimg.com/originals/83/f8/7d/83f87dd4f6ceb0cfaf1cb5dc22564a68.png
https://i.pinimg.com/736x/70/8d/b8/708db83b253fbdc8dd7ade63f5c91b94--evil-art-mystique.jpg
https://i.pinimg.com/736x/35/c4/6e/35c46e492e7b5b2f3cdd56c1fd06cb1e.jpg
https://avatars.mds.yandex.net/get-pdb/1880254/086a2efe-51bd-4aa6-8e9b-71238a807883/s1200
https://i.pinimg.com/originals/00/00/63/000063b718fcd45071cad5a74954e231.jpg
https://i.pinimg.com/736x/fa/97/35/fa9735791a4083b6f1ed69bb970f20f9.jpg
https://i.pinimg.com/736x/b8/bb/9e/b8bb9e698a2e835b0555caadbf21cb0b--nelson-occult.jpg
https://static.wixstatic.com/media/0dfd71_83612cc7c26b44d2b3cdcb46b651c4f2~mv2.jpg
https://avatars.mds.yandex.net/get-pdb/1211668/0d5242da-fb8f-4caf-af78-a9ebe9ad7adc/s1200
https://avatars.mds.yandex.net/get-pdb/28866/5bb814bd-a92b-47d3-9cd8-8b2a1da82540/s1200
https://cdn5.vectorstock.com/i/1000x1000/00/24/rock-paintings-with-scenes-of-hunting-and-life-vector-5630024.jpg
https://st2.depositphotos.com/1015568/10116/v/950/depositphotos_101162512-stock-illustration-set-elements-african-petroglyph
https://cs2.livemaster.ru/storage/76/1d/8ea42345b7ee37da60d6364fb0fj--nastennoe-panno-afrika.jpg-art.jpg
https://afrika-raj.ru/images/muzyka-afriki.jpg
https://avatars.mds.yandex.net/get-pdb/1636783/c1016899-9d27-4939-a4ea-d4b61f8f19e8/s1200?webp=false
https://static.wixstatic.com/media/e44df4_4b50f6e2d5688c2d7e245f10599335ef.jpg
https://img-fotki.yandex.ru/get/6438/189995363.6f/0_9b014_88d45c42_XXL.jpg
Фрагменты Атласов
https://static.my-shop.ru/product/f3/295/2942444.jpg
https://mga-nvr.ru/uploads/posts/2010-11/1290488545_kinematicheskie-shemy-remennyh-peredach.jpg
https://static.auction.ru/offer_images/cmn8/2019/07/04/12/big/4/43zDsWncr8B/vorotnye_mekhanizmy_illjustrirovannaja_enciklopedija.jpg
http://cdn.imgbb.ru/user/39/390542/471e531f83d14a2f7d346a01ab83668b.jpg
https://img1.labirint.ru/rcimg/c9a3b3dd5bda59c3284a2fcf73deec4e/1920x1080/books69/681541/ph_05.jpg?1575361867
https://media2.24aul.ru/imgs/5bdaa7b1ed49b80001d782d4/bolshoy-atlas-anatomii-cheloveka-perevod-angloyazychnogo-3-12542733.jpg
https://www.toyway.ru/upload/iblock/1c3/%D0%B2%D1%81%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F.jpg4.jpg
https://pristor.ru/wp-content/uploads/2019/09/%D0%9A%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B8-%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9-%D0%B0%D1%82%D0%BB%D0%B0%D1%81-%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B9012-1024x772.jpg
http://bashenka.by/11142-thickbox_default/okeany-illjustrirovannyj-atlas.jpg
https://superpuper.ru/images/lots/e6/c9/42ab82a32234eceb778430030a6c.jpg
https://studepedia.org/img/baza1/32847943439124.files/image011.jpg
Иллюстрации книг
https://illustrators.ru/uploads/illustration/image/1263907/main_%D0%95%D1%84%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%B21.jpg
http://www.bpnf.ru/images/site/0500/0157/files/157-5-4703.jpg
https://i.pinimg.com/736x/df/77/18/df7718d478df726f52f43efcc8b72dff--louis-stevenson-robinson-crusoe.jpg
https://mtdata.ru/u2/photo91B7/20944052302-0/original.jpg
https://b1.culture.ru/c/637566.jpg
https://i.pinimg.com/originals/9f/0a/a9/9f0aa99aa0f8ccea21f008a56e171bea.jpg
https://libmir.com/i/93/349993/_1.jpg
https://i.pinimg.com/736x/29/20/79/2920794b40b0fe4c0800e403047b44a3--underwater-tattoo-sea-tattoo.jpg
http://www.bpnf.ru/images/site/6500/6216/files/6216-5-39336.jpg
https://i.pinimg.com/736x/29/20/79/2920794b40b0fe4c0800e403047b44a3--underwater-tattoo-sea-tattoo.jpg
http://shkoladpi.org.ru/wp-content/uploads/2020/04/2%D0%92-%D0%94%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D0%B9%D0%BD-2-%D0%9C%D0%B8%D1%80-%D0%94%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%B3%D0%BE-%D1%87%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%BA%D0%B0.jpg
http://bukvoid.com.ua/images/____8.jpg
https://libmir.com/i/0/215800/thumbelina_15.jpg
https://u.9111s.ru/uploads/202001/17/9592d50a4b8a341db6a3e4d6b9dc9c9d.jpg
Учебники
https://img2.labirint.ru/rcimg/e7595de4c92425d8745fdc67f859dbbd/1920x1080/books5/41140/ph_1.jpg?1563729942
https://img.labirint.ru/rcimg/15bd257f55778fd22f2808cd66cf05a9/1920x1080/comments_pic/1904/origin_3_d03f3c9ed75825388799c9adeb5f74ff.jpg?1548319822
https://informatik.kz/wp-content/uploads/2018/10/44.jpg
http://persona-stend.ru/assets/image/stend-elektrodinamika.jpg
https://fire-kld.ru/wp-content/uploads/65c43fd0c9ca76e2af62eb05eec2b623-1.jpg
https://mypresentation.ru/documents_6/116086883eea86f8acc97a669c31a674/img3.jpg
https://cf.ppt-online.org/files/slide/k/kiQl5VXNZwTjfPzObMRtqc1v3GFBu8xyJ4eEKU/slide-18.jpg
https://img-fotki.yandex.ru/get/58454/13223519.14f/0_ac197_ac325683_orig.jpg
https://cf.ppt-online.org/files/slide/a/AXrP7qcRY2nWhfJ0iyzdmTZxK156bjNws43UlE/slide-8.jpg
Гербарий https://pics.botanichka.ru/wp-content/uploads/2015/12/Herbarium-02.jpg
Жуки http://www.happyho.ru/files/images/2012/02/mavrikii-zhuki-17037.jpg
Бабочки африки https://pbs.twimg.com/media/EEkqSCpXkAACqx6.jpg
Всякая там електорника 1
Я прекрасно понимал что на нувисторах и селеновых диодах далеко не уедешь. Слишком громоздки, хоть ужом крутись а силовой блок приемлемого веса для мото-параплана не сделаешь. Капризное производство, сложность в расчётах и трудоёмкость серьёзно ограничивали их применение. Когда-то одной из моих специальностей былакристаллохимия, а она в свою очередь подразумевает глубокое знание кристаллографии, кристаллофизики и структурной химии. Естественно представление и оборудовании и технологии выращивания кристаллов я имел полное. Не так уж и сложно организовать поточное производство диодов точечных транзисторов на уровне начала пятидесятых годов двадцатого века. Будь тут мои коллеги он бы только пальцем покрутили у виска. Ну какой мол кремний в каменном веке. И знаете я бы с ними согласился, я бы на одной установке вертикального вытягивания кристаллов по методу Чохральского сдулся. Про очистку кремния и говорить нечего, там целая индустрия нужна. Не зря переход от германия к кремнию занял в реале почти десять лет. «солнечный» кремний я ещё смог бы получить, а вот « электронный» вряд ли. К тому же у кремния высокая температура плавления многократно усложняющая блоки питания для кристаллизаторов.
Но кто сказал что буду выращивать кремний. Есть гораздо боле интересные и на порядок более простые в выращивании кристаллы. Довольно плотно работал с пористым фосфидом индия, это уникальный кристалл. Благодаря высокой подвижности электронов, большой ширине запрещенной зоны и очень высокой удельной поверхности подложку из фосфида можно применять для создания различных типов сенсоров: газовых, химических, биологических. . Сенсоры конечно занятная вещь, особенно если ты знаешь как и где их применять но они лишь малая часть сферы применения фосфида индия. Его потенциал безграничен - фотодиоды,лавинные диоды, и диоды Ганна, полевые и биполярные транзисторы, смесительные и PIN диоды, электронные осцилляторы, усилители, инжекционные лазеры и светодиоды, излучающие в зеленой и голубой областях спектра…. Фосфид индия без дураков – материал наноэлектроники будущего и лишь цена индия позволяет старику кремнию удерживаться на плаву. Хотя и далеко не везде, к примеру в оптоэлектронике сверхвысокой частоты фосфиду уже нет конкурентов.
С сентября месяца, как только у нас было налажено производство электронных компонентов, я разработал комплексную программу производственного цикла выращивания кристаллов и производства диодов и транзисторов на их основе.
Проект химия: изготовление фоторезиста, проявителей, растворителей. Проект установки VGF кристаллизации в движущемся температурном поле при неподвижном тигле. Универсальный и при этом самой простой тип установок горизонтального выращивания кристаллов которая может быть применена в то м числе для зонной очистки. Проект установки магнетронного напыления… Чистая комната, установки проволочной резки и скрейбирования, универсальная линия пайки и сборки… Прилично набралось.
Несмотря на то что организация и исследования шли параллельно запуску металлургического цеха к концу декабря появились первые рабочие транзисторы и диоды. Задержка была связана с необходимостью изготовления рентгеновской трубки для контроля ориентации и структуры кристаллов и приборов контроля толщины напыляемых эпитаксиальных слоев. Механические, электромагнитные и ультразвуковые толщиномеры не годились для столь тонкой работы, я применил метод косого или шарового шлифа и оптический контроль. После изготовления основных компонентов их заменили более продвинутые приборы - спектральный эллипсометр, ламповый осцилограф, масс-анализатор типа орбитрэп ( орбитальная ионная ловушка), и конфокальный, лазерный тандемныйй сканирующий микроскоп с вращающимся диском Нипкова*.
Фосфид индия получали нагревом металлического индия и треххлористого фосфора с последующим разделением образовавшихся фосфида индия и треххлористого индия - путем отгонки последнего при температуре шестьсот градусов и конденсацией в холодильнике на пластины. Метод горизонтальной направленной кристаллизации имеет техническую и технологическую простоту и позволяетвыращивать монокристаллы большого сечения. По факту, это единственная доступная для нас технология которая эффективно удаляет примеси благодаря высокой температуре расплава и большой площади при небольшой величине отношения глубины лодочки к ее ширине.Изюминкой является возможность проведения многократной предростовой перекристаллизации материала, что способствовало глубокой очистке фосфида и позволило на порядок снизить требования к чистоте исходных шихтовых материалов. К тому же наличие открытой поверхности расплава позволило вводить в него активирующую примесь на любом этапе выращивания кристалла.
Кстати. черновой индий проходил очистку в такой же установке методом зонной плавки. Данный способ очистки основан на различной растворимости примесей в твёрдом и расплавленном металле. Черезвысокотемпературную зону кристаллизатора очень медленно передвигается стержень из очищаемого церия и при этом он плавится. По мере передвижения в стрежнеобразуется узкая жидкая зона, которая перемещается в противоположном направлении. В зоне расплавленного металла собираются примеси, которые постепенно перемещаются в конец стержня ( он входит в зону последним). Перекристаллизация повторяется много раз, а после каждого прохода «грязный»конец стержня, отделяется от более чистого металла. Так что с чистотой у нас было все в порядке.
Монокристаллы фосфида выращивали в кварцевых контейнерах в которые помещали шихта, а в носовой части затравку. Загруженная лодочка устанавливается на молибденовуюплатформу ростовой камеры установки и перемещается в нагревательную зону. В результате установления в ростовой камере за счет индукционного нагревателя необходимой температуры шихта и частично затравочный кристалл расплавляются. После того, как температура ростовой системы стабилизируется, включается механизм протяжки и лодочка с заданной скоростью выдвигается из зоны нагревателя. Расплав, охлаждаясь в носовой части до температуры фазового перехода, начинает кристаллизоваться на затравку, при этом растущий кристалл наследует ее кристаллографическую ориентировку. В этом методе удачно сочетаются элементы направленной кристаллизации и зонной плавки. Между затравочным кристаллом и шихтой создается локальная расплавленная зона. Кристалл как бы растет при медленном перемещении этой зоны вдоль контейнера с шихтой, имеющего форму лодочки. Вакуумная камера с прокладками из индиевого сплава получила продвинутую теплоизоляцию и многоконтурную систему нагревательных элементов с гибким регулированием мощности. Благодаря чему температурные градиенты в расплаве и кристалле были снижен на порядок. Мягкие тепловые условия, поддерживаемые в рабочей зоне преобладает послойный механизм роста кристалла и его направление соответствует кристаллографической структуре вещества.
Для получения кристаллов фосфида индия с нужным типом проводимости, удельным сопротивлением, концентрацией и подвижностью носителей заряда их легировали электрически активными примесями. Для получении монокристаллов n-типа добавлял селен, монокристаллов p-типа — кадмий. Применяли легирование железом, марганцем, медью и лютецием. Первые блины вышли комом - мелкие призматические дислокационные петли и кластеры, дисперсные выделения и другие микродефекты, но я знал как их лечить. Кристаллы растили небольшие – сорок миллиметра в диаметре. Большие размер значительное усложнение процесса, да и смысла нет. В одной вакуумной камере размещались две ростовых установки. При скорости вытягивания три миллиметра в час, за двое суток мы получали кристаллы длиной пятнадцать сантиметров и весом девятьсот грамм. За минусом пропилов из такого кристалла получалось сто пластин весом по семь грамм суммарной площадью тысяча двести пятьдесят квадратных сантиметров. Площадь среднего диода или транзистора десять квадратных миллиметров. Вычтем брака и отходы от резки и все рвано с одного кристалла выход до десяти тысяч электронных элементов! Единственное у силовых диодов и транзисторов и пластины потолще, и площадь до пяти квадратных сантиметров, но в любом случае в общем технологическом цикле по сравнению с нувисторами и селеновыми диодами цена полупроводников в человека часах была дешевле в пятьдесят раз!
Одним фосфидом индия дело не ограничилось, хотя он составлял большую часть кристаллов. Для мощных силовых диодов использовали пластины арсенида галлия, благо тех условия и установка позволяли его выращивать его точно также как и фосфид. Температура плавления у него повыше 1238 против 1062 у фосфида индия. жаль галлия у меня куда меньше чем индия. Во второй аналогичной установке растили искусственный сапфир с которым было меньше всего проблем.
Применение огромно - фильеры для протяжки проволоки, наконечников измерительных щупов, сопла для пескоструйки, подшипники трения и качения и направляющие сверхточных станков, сверхтвёрдые ножи, изоляторы, резца и скальпели, химический стойки тигли, мензурки, капилляры, матрицы и пуансоны, плунжеры насосов хроматографов . Защитные стекла печей, бронестекла, ювелирка и конечно микроэлектроника - подложки для датчиков давления, влажности, массы, свето и лазерных диодов… Вот только цена вопроса электроэнергия месяц выращивания, постоянно приходиться температуру в две тысячи градусов. Хорошая установка вышла, можно еще много чего растить, но пока я ограничился этими тремя кристаллами. Растёт кристалл сапфира активированный титаном – заготовка под титан-сапфировый лазер. Ширина спектральной области охватываемой им составляет более 600 нанометров, а это огромное поле для применений, от спектрографов и фототелеграфа до лазерных дальномеров.
Однако это далеко не все кристалла что я получил. Остался вопрос с пъезо кристаллами. Мне было известно более тысячи пьезоэлектрических соединений, однако по ряду характеристик, в частности термостабильность и элетромеханической связи вне конкуренции остаётся кварц. Но у нас не было нормальных годных природных кристаллов кварца, а его искусственное выращивание это квест на долгие месяца и совсем другая установка .
Хорошо что мне известен небольшой, или очень большой лайф-хак - лантан-галлиевый танталат, или лангатат. Кристалл который можно получить без всяких кристаллизаторов методом СВС синтеза. Лангатат на голову превосходит кварц - отсутствие пироэлектрического эффекта и фазовых переходов вплоть до температур плавления, наличие кристаллографических ориентаций с взаимной компенсацией положительных и отрицательных температурных зависимостей, сверхнизкое поглощение акустических волн, коэффициент электромеханической связи в четыре раза превышающий КЭМС α-кварца, то есть способность пьезоэлемента из этого превращать энергию из электрической в механическую и наоборот в четыре раза выше! Плюс высокое удельное электросопротивление, низкая деградация поверхности при контакте с электродами. Его брат близнец лангасит, или лантан-галлиевый силикат, не теолько очень на похож на лагатат, у него также отсутствует гистерезис, пироэлектрический и сегнетоэлектрический эффекты. Уникальные кристаллы позволили производить температурно-стабильные широкополосные монолитные фильтры для радио, датчики датчиках давления, вибрации, веса, работающих на прямом пьезоэффекте, резонаторы в перестраиваемых генераторах, подложки термостабильных срезов для акустоэлектронных фильтров. Вопросы с компонентами радио были закрыт раз и навсегда.
***
Идея состояла в том чтобы внедритьтехнология избирательного наращивания эпитаксиальных слоев на подложку что дало бы возможность изготавливать на подложке из фосфида индия устройства различного типа, такие как HEMT-транзисторы ( полевой транзистор, в котором для создания канала используется контакт двух полупроводниковых материалов с различной шириной запрещенной зоны вместо легированной области как у обычных МОП-транзисторов), p-n-p и n-p-n HBT-транзисторы, смесительные и pin-диоды, n-p-n – p-n-pСВЧ операционные усилители. Если перевести на русский – я смогу с помощью этого оборудования получить фото и светодиоды, силовые диоды и полевые транзисторы для своих блоков питания и контролёров с помощью одного магнетрона.
Кристалл фосфида индия резали на пластины алмазной нитью, скремблировали, полировали и обрабатывали кислотами для получения эпитаксиальных структур. В этом деле главное ноу-хау правильно подготовить поверхность подложки. Так как именно этим я когда то занимался в московской лаборатории , то без особых проблем воссоздал технологию.Да нет там ничего такого что нельзя воспроизвести. Наноструктуры формировал на подложке методом электрохимического травления используя в качестве электролита растворы плавиковой, соляной кислот и бром водорода в различных концентрациях. В зависимости от условий анодирования и характеристик кристалла получалисьпористые слои, сверх-решётки, текстурированные поверхности, нанокластеры и нольмерные структуры по типу квантовых точек. Состав и концентрация электролита, плотность тока, время анодирования, освещения образцов, тип проводимости структура кристалла, ориентация поверхности и различная комбинация этих факторов давало бесконечное многообразие структур на поверхности фосфида индия.
Самые первые пластины пошли на сенсоры. Наш вариант представлял собой датчик в которых есть два типа преобразователей – химический и физический. Химический преобразователь состоит из слоя чувствительного материала на подложке из фосфида индия который формировал селективный отклик на определяемый компонент, например метан и способен отражать его присутствие. Физический преобразователь, трансдьюсер, преобразовывал энергию в электрический сигнал. Легируя фосфид индия, или. оксиды сурьмы, индия, титана, цинка, меди и других металлов различными редкоземельными металламиможно смещать температуру фазового перехода металл — полупроводник в сторону как уменьшения, так и увеличения температуры что позволило использовать её (подложку) для определения концентрации одного или нескольких газов
С химией я довольно быстро управился, моя тема как никак. Фоторезист у нас отвечает за перевод скрытого изображения в явное, я решил делать более продвинутый позитивный фоторезист типа ФП-РН-7. Во первых он может наноситься на подложки с сильно развитой топологией, во вторых не требуется дубления. Под действием светарезист образует растворимые участки, при этом рисунок оригинала точно повторяется на поверхности пластины. Вообще-то этот фоторезист использовался у нас довольно давно - для травления плат, литографских матриц, шкал приборов и стекол. Наносился он как методом центрифугирования, так и с помощью распылителя. Светочувствительный компонент резиста – орто-нафто-хинон-диазид ( карточка 2234 ) проявляет скрытое изображение. На освещенных участках копировальный слой изменяет растворимость в слабых растворах щелочей. Это самое сложное, на данный момент химическое соедините лаборанты получали в несколько этапов. База или древо химических реакций у нас закодировано на рейтер карты. С помощью кодовых меток было довольно просто проводить синтез самых сложных соединений, при условии если они были в базе.
Достаточно открыть карточку и словно с путеводным клубочком пройтись по картотеке подбирая карточки нужных для синтеза реакций. Причем каждый компонент был подписан и карточка проставляла собой набор перекрёстных ссылок в бумажном варианте. К примеру: нафталинодисульфокислоты ( карточка 834 ) – синтезировали в сульфаторе из олеума, нафталина и серного ангидрида. Из них выщелачивали диаксонафталин ( карточка 778) который добавляли к едкому натру и раствора аммиака в стальной вращающийся я автоклаве. На выходе получали о-аминонафтол. ( карточка 335) Путем диазотирования сего вещества нитридом натрия получали исходный компонент, а сразу же составляли на него карточку если таковой не имелось. Синтез фоторезиста муторное дело. Если не знаешь тонкостей и за полгода не осилишь. Повезло, что многие тонкости я знал, то же диазотирование (взаимодействие ароматических аминов с азотной кислотой с образованием ароматического диазосоединения ) нужно проводить при температуре ровно два градуса, ни больше, ни меньше.
Второй компонент резиста – плёнкообразователь. Крезолоформальдегидные смолы, бакелитовый лак и поверхностно-активные добавки, смесь натриевых солей жирных карбоновых кислот — олеата и стеарата натрия. Смешать его в нужной пропорции со светочувствительным компонентом и подать жидкость красно-коричневого цвета к столу. Остальные жидкости по сравнению с ними детский сад. Растворители: диэтилендиоксид ( циклический простой эфир карточка 1289) или ацетон. Проявитель - на основе гидрата окиси и силикат натрия и три-натрий-фосфата.
***
Естественно, ни о каких полупроводниках речь не шла не будь у нас магнетрона. Термическое испарение совершенно не годилось для напыления эпитаксиальных слоев. Однако, если для ускорения частиц использовать электрическое поле то энергию атомов, приходящих на подложку можно значительно увеличить. Магнетронная, или ионно-плазменная, распылительная система способна осаждать покрытия на подложки практически любой площади и конфигурации. Устройствомагнетрона не хитрое. Анодный блок - толстостенный медный цилиндр с полостями в стенках, полости являются объемными резонаторами которые создают колебательную кольцевую систему. Катод магнетрона имеет цилиндрическую форму внутри которого размещен подогреватель. Внешние электромагниты создают магнитное поле параллельное оси магнетрона и проволочная петля которая закреплена на резонаторе для вывода сверхвысоких частот. Резонаторы создают кольцевую систему колебаний. Возле них пучки электронов воздействуют на электромагнитные волны. Силовые линии магнитного поля замыкаются между полюсами магнитной системы. Поверхность мишени, расположенная между местами входа и выхода силовых линий магнитного поля, интенсивно распыляется и имеет вид замкнутой дорожки, геометрия которой определяется формой полюсов магнитной системы. При подаче постоянного напряжения между мишенью и анодом возникает неоднородное электрическое поле и зажигается аномальный тлеющий разряд. Эмитированные под действием ионной бомбардировки электроны захватываются и участвуют в сложном циклоидальном движении по замкнутым траекториям. Они оказываются как бы в ловушке, создаваемой с одной стороны магнитным полем, возвращающим их на катод, а с другой – поверхностью мишени, отталкивающей электроны. Магнитное поле действует на электрон и отклоняет его на спиральную траекторию. В промежутке между анодом и катодом создается вращательное облако, похожее на колесо со спицами. Электроны возбуждают в объемных резонаторах колебания высокой частоты и циркулируют в ловушке до тех пор, пока не произойдёт несколько ионизирующих столкновений с атомами рабочего газа, в результате которых частица потеряет энергию.
Для напыления собрали так называемый импульсныймагнетрон. В нём разряд постоянного тока препятствует образованию дуг и стабилизирует процесс реактивного распыления. Электрическое питание катода осуществляется униполярными биполярными импульсами отрицательной полярности. Отрицательная часть импульсов обеспечивает зажигание и поддержание распыляющего магнетронного разряда, положительная – разрядку диэлектрических плёнок на мишени с целью предотвращения искрений и дуг. Получается магнетроны, как бы подключены в противофазе, и в любой момент времени один из них является анодом, а второй – катодом. Устройство магнетрона довольно простое, но чтобы он заработал необходимо подать на анод напряжение порядка десяти тысяч вольт. Пришлось дорабатывать высоковольтный трансформатора, волновод передающий излучение внутрь камеры, цепь коммутации, котроллер и блок управления, а также элементы защиты и охлаждения в виде термореле. Все это отняло у меня приличное количество времени, особенно учитывая то, чтораспылитель доводился до ума в в момент запуска металлургического цеха. Тем не менее мы получили на порядок более качественную систему пыления. Старую впрочем оставили для зеркал и украшений. Спрос на магические вещи был стабильный.
Всякая там електорника 2
Диоды, фильтры и транзисторы пошли в блоки питания и котроллеры обеспечив третий технологический взрыв. Для припаивания контактов проводили химическую обработку пластин в концентрированной плавиковой кислотой в атмосфере фосфина в результате чего на поверхности формировался слой адсорбированных ионов фтора. Пластины нагревали, фтор с поверхности улетучивается и на них напыляют золотой контакт. Тонкостей хватало, но без фанатизма – что транзисторы, что диоды у нас на уровне пятидесятых годов – увесистые кругляши в бронзовых корпусах. Контакты плат, провода и корпуса конечно золотые, Платы керамические, алюминиевые, стеклянные и гетинаксовые ( фольгированная медью папирусная бумага пропитанная бакелитовым лаком )
Первые платы металлизировали прочерчивая в мягком воске каналы, заполняемые впоследствии металлизируемыми токопроводящими пастами при помощи электрохимического воздействия. Но сейчас мы это уже не применяем. Начали изготавливать двух и трёхслойные печатные платы, гибкие платы - на диэлектрик ( лощёную бумагу или целлофан)наносили токопроводящий слой из меди или серебра которые наносили с клеем на основе жидкого стекла и полимеризовали под воздействием высокой температуры. Для твердых плат проволочные перемычки устанавливали до этой операции. В качество основы фотошаблона использовали целлулоидную пленку и фотобумагу, короче технологии мне понятные и близкие к современным.
Логику и электронную схему плат управления несколько дней отрабатывают на "детском" электрическом конструкторе с готовыми электронными блоками и соединениями. К выводам электронных компонентов подключены разъемы. Разъемы соединяются между собой с помощью проводов из комплекта набора. Каждый разъем пронумерован. Провода можно вставлять и вынимать сколько угодно раз. За полгода наработано масса электронных компонентов - типовые блоки микросхем, полевые и точечные транзисторы, резисторы, нувисторы, конденсаторы, индукторы, светодиоды, микрофоны, диоды Шоттки и лавинные, динамик, зуммер, электродвигатели.
Конструктор, далеко не AutoCADElectrical, но всё равно здоров помогаетв отработка принципиальной электронной схемы и заодно служит в качестве наглядного пособия для обучение звеньев "электриков" На нём можно вести обучение электро и схемотехнике, собирать схемы методом аналогий. Конечно, что-то сделать принципиально новое ребята пока не могут. Но есть пара-тройка перспективных работников, да и черновой работы на стенде можно отработать немало. В цехе электротехники трудиться пятьсот двадцать человек, сорок два контролера и восемь групп ЦИК, больше чем в цехе химии! Рекорд однако. Правда большая часть чернорабочих которые ручками скручивают ионисторы и ферритовые колечки памяти, но все равно приятно.
***
В дни далекой юности я работал на по своему уникальной вычислительной машине «МИР-2» 1969 года выпуска. Расшифровывается она так – «Машина для Инженерных Расчётов» и хотя я работал на ней всего пару лет, устройство в силу природного любопытства помнил до винтика. После окончания «Бауманки» также имел дело с электроникой - разрабатывал плату и писал драйверы для контроллеров аппаратов и автоматических линий химической промышленности, так что смею утверждать что кое что смыслю и в языках программирования и устройстве вычислительных машин.
Для работы плат и контроллеров требовались вычислительные модули. Конечно речь о полноценной архитектуре вычислительной не шла, не было ни знаний, ни времени для такой масштабной работы. Но сделать типовые элементы на точечных транзисторах и импульсных диодах, да какие проблемы. Блоки элементов построил по импульсно-потенциальному принципу работы. Основной запоминающей и счетной ячейкой стал потенциальный триггер с подачей импульса запуска в базу и логические схемы: диодный импульсно-потенциальный вентиль, эмиттерные вентили для цепочек переноса и три типа усилителей. Для каждого типового блока выполнялся расчёттранзисторного каскада с общим эмиттером тока базы.
В общей сложности в исследованиях для производстве электронных компонентов и разработке оборудования было задействовано шестьдесят пять процентов численности ЦИК, в разработке блоков для машины и тестировании всего пятнадцать. К сожалению, тут они мне не помощники от слова совсем.Зато количество котроллеров пришлось поднимать в три раза. Для проектирования блоков и плат была изготовлена станция прозвонки монтажа что позволило налаживать машину по блокам и составным частям применив комплексный метод тестирования силами всего двух звеньев ЦИК, а также обучающий электронный конструктор тип два.
Каркас блока изготавливали из двух бронзовых скоб путем штамповки, квадратная форма блока обеспечивала жесткость, а боковые пазы служили направляющими при установке в гнездо платы. Для предохранения от повреждения применили несколько габаритных ограничителей, а на передней части крепится ручка, на которой имеется номер блока, его наименование и стрелка, указывающая правильное положение блока. С другой стороны каркаса крепится тридцати двух контактная вилка разъема. На каркасе устанавливаются две стандартные алюминиевые печатные платы, изготовленные фотохимическим способом с навесным монтажом. Платы с помощью проводника подключаются к вилке. Потенциально-импульсный диодный вентиль — подключается к эмиттерным выходам триггера, а потенциально-импульсный транзисторный вентиль с компенсирующей обмоткой на эмиттерных повторителях используется для цепочек сквозного и поразрядного переноса обеспечивая малое время задержки при передаче импульсов в цепи переноса. Потенциально-импульсный транзисторный вентиль служит для цепочки переноса и цепочки сквозного переноса построен на транзисторах, включенных параллельно по схеме эмиттерных повторителей.
Транзисторный вентиль работает на закрытие двух транзисторов. Каждый блок содержит четырёхступенную диодную логическую схему, клапан, триггер и эмиттерный повторитель, - в среднем двадцать диодов, четырнадцать транзисторов и двенадцать резисторов. Пять типов блоков первичной обработки информации легли в основу электрических схем и логической цепочки реализовывая до девяти схем «И»-«ИЛИ» . Имелось три вспомогательных блока: схема эмиттерного повторителя, предназначенного для работы на ёмкостную нагрузку, схема усилителей для подключения сигнальных лампочек и схема фильтров источников питания. В дополнение к эмиттерным повторителям добавлены линии задержки и усилители индикации потенциалов низкого и высокого уровня. Входные цепи схем рассчитаны так, что их подключение к выходу инвертора-формирователя не требуют дополнительного согласования.
Универсальный блок оперативной памяти - четыре тысячи девяносто шесть ферритовых колечек, сгруппированных в группы по двести пятьдесят шесть квадратами. Блок постоянной там не обычные ферритовые кольца, а биаксы –колечки с разветвленным магнитопроводом, в котором магнитные потоки замыкаются вокруг двух взаимно перпендикулярных отверстий с пересекающимися осями. В отличие от ферритовых колец оперативной памяти, этот элемент позволяет многократно считывать записанную информацию без её разрушения. Считывание информации с биакса осуществляется без разрушения информации, как настоящей флешке и не требуется время на её восстановление. Кстати одной из фишек ферритовой памяти является то, что она может несколько суток хранить информацию без электричества!
Электронные компоненты, память, вычислительные модули, как платына их основе получали номер и вносилисьв общую базу. Альбомы электронных схем и библиотека рейтер карт стремительно росла.
Светодиодный модули на основе яркого зеленого светодиода на кристалле фосфида индия также сгруппированны по группам. Плата хронометра для топографов на резонаторе из лангасита – получила блок экрана - 492 светодиода, для отображения символа служила матрица 9×9 светодиодов. Блок памяти с цифрогенератором в один килобайт и ионистор в качестве аккумулятора. Вес кстати всего пару килограмм и для питания шли солнечные батареи на основе арсенида галлия. Плата калькулятора блок экрана в два раза больший почти тысяча светодиодов. Оперативная память четыре килобайта, постоянная аналогично и сорок вычислительных блоков-кубиков. Помимо обычных функций калькулятор получил возможность вычислять квадратный корень и прямые и обратные тригонометрические функции, а также перевод градусов, минут и секунд в радианы и обратно, переводил секунды дуги в градусы и минуты. Так же он оперировал положительными и отрицательными числами, вычислял сальдо, логарифмы и трансцендентые функции. Понимал как цифры так десятичный код и оперировал цифрами в диапазоне от 10 в минус пятнадцатой до десять в шестнадцатой степени. Четыре регистра - сумматора, основной и оперативной памяти, клавиатуры и оперативные. Неплохая разминка перед постройкой большого компьютера. Калькуляторы отправились в УЦ, ЦИК и ОЦ, по мере изготовления планирую передать их топографам. Калькулятор программировался через блок памяти, клавиатуру или перфоленту. Вывод данных – перфолента.
Производство перфорированной ленты мы поставили на поток. Ширины хватает и на транспортировочные дорожки, и на печать восьмибитной кодировки для ввода в данных в « компьютер» или калькулятор. Прочность бумаги из кокоса значительно подняли добавкой раствора фирменного "пенопласта" Плата номер девять –телетайп. К ней подключена периферия - оптический считыватель перфоленты на основе фотодиод из фосфида индия. Скорость считывания в районе одного килобайтав минуту, а прокрутки до трёх метров в секунду. Плата включает дешифратор пробивающего ленточного перфоратора. Он преобразует данные с клавиатуры в код Бодо, далее сигнал поступал к неподвижной головке из девяти соленоидов который пробивалидырочки что обозначали точки и тире азбуки Морзе. На новом аппарате можно было передавать до пятьсот знаков в минуту, что в пять-шесть раз больше, чем при ручной работе посредством телеграфного ключа.
К телетайпу подключена изогнутая, разделённая «QWERTY» клавиатура из биопластика с отдельными пружинками для каждой клавиши. Клавиатура приподнята как спереди, так и сзади что. позволяет при наборе держать руки в естественном положении. Пресс формы для неёизготовили ещё пару месяцев назад для общения с "Ключом", но в силу возникших проблем с активацией по назначению не использовали. Клавиатура позволяет набирать текст буквами, а не кодом Бодо. Обычный телеграфный ключ также оставили. Вся «периферия» подключена через плату «концентратора» через коаксиальным кабелем по типу сети «ARCNET» Память четыре килобайта и возможность подключить плату номер пятьдесят которая расшифровывала код и передавала сигнал на печатающую головку что выводила текст на перфоленту. Только у нас печатающий механизм состоит не из головки с игольчатой матрицей, а из шаттла. Иголку то для принтера нереально сделать, там масса тонкостей и сложностей. Линейно-матричная печать, но малость упрощенный вариант. Фретта - отлитый из бериллиевой бронзы модуль с девятью печатающими молоточками закреплённый на станине. После отправки задания печати молоточки наносят точные удары по ленте, которая при этом прижимается к носителю и прокручивается небольшим электродвигателем. Молоточки в движение баллистической технологией. На концах закрепляются магниты, на которые подаётся электрический импульс подавая необходимую энергию для удара по красящей ленте. Когда передача электрического импульса прекращается, пружинка из бериллиевой бронзы возвращает молоточек в исходное положение. По факту тот же соленоид. Печатный модуль занял в разработке ровно два дня, а сколько б в я возился с самой простой печатной машинкой. Даже самая простая насчитывает свыше тысячи уникальных механических деталей, а хронометр механический… Годы и годы работы, нет не зря я с кристаллами и магнетроном заворачивался, не зря. Вот он результат налицо.
Кстати если уж у нас есть печатаная головка сам бог велел сделать электронную печатную машинку. Собрали её на базе платы телетайпа, модули все универсальные. Кинематическая схема взята от матричного принтера - зубчатый ремень и пара шаговых двигателей для управления перемещения головки и подмотки рулона. Рама и направляющие трубки из лёгких сплавов. Электрическая схема такого «принтера»– детский конструктор. Для управления шаговыми двигателями служит схема Н-мостачто позволяет переключать полярность реверса. Когда печатная головка доходила до крайнего левого положения, контакты замыкались и двигатель возвращал её в исходную точку. При этом срабатывал третий контакт генерирующий управляющий сигнал для второгошагового двигатель что поворачивалролик наматывающий лист бумаги. Память в четыре килобайта позволила хранить и редактировать текст. Для долговременной памяти служила перфолента. В машинке можно подключать модули считывания и перфорации ленты и таком случае одновременно с печатью текста производиласьперфорация перфоленты, что позволяло собирать своеобразную библиотеку стандартных документов.
Управление с клавиатуры. Разделенная клавиша "пробел" - сдвиг вправо и влево, клавиши "вверх" и "вниз"- подъем и опускание строки на один уровень. На машинке можно печатать цифры, таблицы, текст и спец-символы. На случай ошибки имеется особая клавиша с корректирующей мастикой что "замазывала" косячок.
Машинка быстрая. Я печатаю где то триста символов в минут, так она успевала не притормаживала и очень точно позиционировала символы и строки. Ещё бы, ведь у неё кинематика не как у китайского принтера с ременной передачей, а как у хорошего немецкого обрабатывающего центра, класс кинематической точности зубчатой передачи честная девятка, спасибо оптической делительной головке что герр Мартин сделал. Электронные печатные машинки отправились в цех книг и учебных пособий, по четыре штуки получили ЦИК, ОЦ и УЦ - печатают рейтер карты. Создают базу данных перфолент для будущей работы с « большими данными» на взрослой машине. Будущие операторы проходят "стресс-курс" слепой десятипальцевой печати. Главная фишка - автоматическая печать. Перфоленту можно использовать как накопитель данных и распечатать с неё текст, или редактировать разрезая и склеивая ленту в нужных местах.
Радиотелеграф – ещё один модуль подключаемый к телетайпу. В радиотелеграфе в качестве носителя сигнала выступают электромагнитные волны, которые распространяются в пространстве с огромной скоростью и не требуют для себя никаких проводов. В армии я был радистом, к тому же ещё в школьные годы я ход в кружок юного радоитехника и своими собрал десятки приемников. Радио я мог сделать ещё в августе месяце, но не были ни времени, ни особой необходимости. Обходились проводным телеграфом и телефоном. Когда же у нас появилась относительно современная элементарная база и топовые резонаторы и фильтры на кристаллах лангатата и лангосита платы для частной модуляции были готовы. Радиотелеграф реализовать на порядок дешевле и проще, чем любой другой виде радиосвязи. В самом примитивном варианте амплитудная манипуляция осуществляется простым включением и выключением автогенератора радиочастоты. Приемник для таких сигналов нужен ненамного более сложный, чем для приема обычных радиопередач. Тридцать пять транзисторов, диодов и конденсаторов и готово. Помехозащищенность радиотелеграфной линии связи при приеме на слух намного выше, чем, например, радиотелефонной. Слабую «морзянку» на фоне помех разобрать намного проще, чем голос. Частотный спектр радиотелеграфного сигнала может довольной узкий, соответственно можно сузить полосу пропускания приемника и таким образом подавить помехи, а передачу и прием несложно автоматизировать. На плате распаяно двадцать шесть кристаллов каждый их которых стабилизирует частоту своего канала, пока нам этого за глаза хватит. Теперь можно с чистой душой свернуть линию в лесу у пигмеев и пустить её как телефонную по дну реки до «острожка».
Плата фототелеграфа – отдельная и давно «перезревшая» разработка. На старой элементной базе я так и не смог его реализовать, а вот на новой совсем другое дело. С лампа что-то не срослось, а вот с сапфирово-титановым лазером другое дело. Лазер изучает изображение на оригинале, направляет его в виде потока света на фотодиод из фосфида индия который преобразует его в электрический видеосигнал. Сигнал передается по телефонному кабелю с полосой 3 кГц. Кстати скоро будет готов и вариант для широкополосной связи - 48 кГц по нему можно передать много больше информации. Приемник демодулирует принятый сигнал, выделяет видеосигнал, преобразует его в изображение и записывает тем же лазером с помощью развертки барабанного типа основанной на вращении цилиндра. Схема один в один – лазерный принтер, только у нас вместо обычной бумаги – фото. Лоу вариант.
Плата «цифрового»телефонного коммутатора три дня работы! Сравните с работой и механикой декадно-шагового искателя... Селекторов-мультиплексор относится к группе так называемых аналоговых переключателей. Некий «гибрид» цифровой и аналоговой микросхемы который по входам он совместим с цифровыми микросхемами, а по выходам — с аналоговыми. Основное отличие аналогового переключателя от обычной кнопки — если на его управляющий вход управляющий сигнал подавать через интегрирующую RC-цепочку, то его канал замкнется или разомкнется плавно, без дребезга и искрения. Цифровые сигналы можно переключать с помощью логических элементов И или ИЛИ. Для уменьшения количества входов управления служат специальные адресные входы двоичного кода который поступает на плату дешифратор который «замыкает» выбранный вход на выход. Блок АТС объединяет телеграф, телефон, радиотелеграф и локальные сети и не требует операторов.
Вычислительный блок для подмагничивающего пресса, блоки питания и контролеры индукционных печей и химических реакторов, элетрофон, микрофон, телефон и телеграф, электромегафон, радиоприемник, диапроектор, гарнитуры, сенсоры, измерительные приборы… количество плат на новой элементной базе росло в геометрической прогрессии. Хорошо что у нас линия пайки волной имеется, вручную плата еще бы сотня туземцев паяла.
Радиопередатчик и радиосвязь. Растекаться мыслью по древу не стал. Приемник - супергетеродин с однократным преобразованием частоты который включает в себя два каскада усиления высокой частоты, смеситель, трехкаскадный усилитель, частотного детектора на диодахи двухкаскадный усилитель низкой частоты. Радиосигнал из антенны подаётся на вход усилителя высокой частоты, а затем на вход смесителя — специального элемента с двумя входами и одним выходом, осуществляющего операцию преобразования сигнала по частоте. На второй вход смесителя подаётся сигнал с локального маломощного генератора высокой частоты — гетеродина. Колебательный контур гетеродина перестраивается одновременно с конденсатором переменной ёмкости . Таким образом, на выходе смесителя образуются сигналы с частотой, равной сумме и разности частот гетеродина и принимаемой радиостанции. Разностный сигнал постоянной промежуточной частоты выделяется с помощью полосового фильтра и усиливается в усилителе, после чего поступает на демодулятор, восстанавливающий сигнал низкой (звуковой) частоты.
Радиостанция работает в ДВ, КВ и УКВ диапазонах- 130—280 Кгц, 1 - 7 и 49 - 55 Мгц. Двадцать шесть переключаемых каналов стабилизированных лагтатом. Источник питания, серебряно-цинковый аккумулятор двенадцать вольт. Комбинируя разные типы антенн, можно было накрыть как ближнюю зону так и работать до двух тысяч километров. Передатчик выполнен в герметичном ударопрочном корпусе из алюминиевого сплава. Выходная мощность передатчика два ватта. Возможность передавать сигналы радиотелеграфа. Антенны- гибкая штыревая Куликова высотой метр, штыревая жесткая высотой два метра и лучевая длинной пятьдесят метров. Вес аппарат о двенадцать кило, время непрерывной работы двенадцать часов. Настройки по минимуму, документация и инструкции в процессе. Радиостанций не так много - одна выполняет роль радиостанции для лагеря, две отправлю Павлу Петровичу, на базу Мартину тоже парочку и четыре оставлю себе.
Массовый детекторный приемник для туземцев минимального размера с ионистором и без – полупроводниковый диод ( зачастую бракованный) , включенный в колебательный контур, настроенный на требуемую частоту и деревянная катушка, на которой намотана пятьдесят метров тонкого провода для антенны. Наклепали примитива разом четыре сотни. Продвинуты вариант для отдельных звеньев – радиотелеграф с телеграфным ключом для передачи знаков азбуки Морзе подключающейся к передатчику через разъём – сто сорок штук.
***
О вычислительной машине задумался сразу после создания универсальных вычислительных модулей.Калькулятор меня здоров вдохновил и работасо схемотехникой я вёл исходя из технического задания - компьютер должен работать с целыми десятичными цифрами и плавающей запятой. Все операциидолжны выполняться с числами произвольной разрядности и произвольной длины и ограничиваться объёмом оперативной памяти.
Для реализации данных требования заложил в логику принцип «четырёхтактного совмещения этапов такта машинных команд», известный под названием «конвейерной обработки» и двух-уровневую архитектуру оперативной памяти: сверхбыстрая кэш-память на транзисторах и ОЗУ на ферритовых колечках. В остальном взял за прототип оригинальный «МИР-2»
Вышло где-то проще, а где то сложней. Интересная машинка на двоично-десятичной системе счисления. В «железо» «вшит» интерпретатор входного языка высокого уровня « Аналитик»позволяющий редактировать программу в диалоговом режиме прямо в процессе ее выполнения. Предусмотрена переменная разрядность, которая задавалась при запуске программы. Управление машиной основано на микропрограммном принципе или так называемом каскадном программировании. Оно поднимает семантический уровень низкоуровневого машинного языка до высокоуровневого языка программирования!
Простыми микропрограммами выполнялось большинство арифметических действий, вычисление элементарных функций выполнялось перед трансляцией и интерпретацией входной программы. Микрокоманды записывались как в основную память, так и на перфолентах что позволяло оперативно менять набор арифметических и логических операций которые может выполнять наша ЭВМ.
Оперативная память восемь килобайту! Шестнадцать блоков по тысяча двадцать четыре ферритовых колечка в каждом. Кэш память транзисторная из двух перекрёстно (кольцом) включённых инверторов, четырехключевых транзисторов для обеспечения доступа к ячейке резисторов в виде десяти блоков -плат объёмом по сто байт каждая. Ещё десяток можно поставить позже про апгрейдить до двух килобайт! Постоянное запоминающее устройство имеет ёмкость девять килобайт. Блок из восемнадцати рамок, в каждой из которых было четыре тысячи девяносто шесть биаксов. Памяти хватает для хранения нескольких десятков тысяч микрокоманд. Два блока – 18 килобайт основная память, третий блок – под буфер для выводимой информации, четвертый память «видеокарты» с знакогенератором и вшитой кодовой шестнадцатеричной таблицей.
Итого, из под нашего пера вышла следующая конфигурация. Триста девяносто два вычислительных блоков содержат две тысячи семьсот двадцать транзисторов, три тысячи двести тридцать диодов и двенадцать тысяч пятьсот тридцать резисторов. Оперативная память: восемь килобайт, физический носитель — ферритовые сердечники. Кэш память адские четыре тысячи транзисторов. Впрочем производство компонентов поставлено на поток – из кристалла фосфида индия получается восемь-десять тысяч транзисторов или диодов, у нас то все же не интегральные процессоры - обычные, плоские пластинки. Малых платок двенадцать типов. Внешняя память: восьми дорожечная перфолента, видеокарта и буферная память по девять килобайт, «флешка» для хранения программ - восемнадцать.
Быстродействие вышло чуть меньше чем у оригинала - пятнадцатьтысяч операций в секунду. Выводданных - принтер, ленточный перфоратор со скорость сто символов в секунду, электростатический графопостроитель, который пылился без дела из-за проблем с Ключом. Думаю мощности «МИР» для работы с ним хватит. Монитор – отвал башки – две строки по сорок символов, шесть с половиной тысяч зеленых светодиодов на узкой метровой плате.
Ввод команд – клавиатура, типовой блок памяти и оптический считыватель перфоленты со скоростью тысяча двести символов в секунду. Если одновременно подключить телетайп, клавиатуру и оптический считыватель перфокарт – машина все равно будет работать, не подвиснет ибо нети в ней волшебный окошек дедушки Билла, нечему там глючить. Питание: 220, 50 Гц, вес триста сорок килограмм. Мощность чуть больше киловатта, транзисторы по сравнению с релекомпактны и довольно мало кушают.Золота на провода и клемм ушла пятьдесят два кило – в прямом смысле золотой компьютер!
Универсальный машинно-ориентированный язык иерархический, очень близкий по возможностям к языкам программирования высокого уровня. Заложенный в конструкцию потенциал позволяет вводить макрокоманды имеющие 128-битные регистры! Очень много вкусного можно реализовать. Жаль что по фактуязыка с развитым математическим обеспечением нет.
Имеются какие то костыли, огрызки кодов, которые по методичке «гоняют» два звена ЦИК, «нарабатывают» методом проб и ошибок машинные коды в восьмеричном виде. Машинные коды неплохо, но я не для этого столько времени на конструкцию убил. Используятабличный подход к синтаксическому анализу пробую восстанавливать, переписывать, уникальный язык программирования «Аналитик» который был разработан для прототипа этой машины под руководством легендарного академика Глушкова.
Так как язык«заточен» на решение задач в автоматическом режиме, то я его великолепно знал это язык и даже принимал участие в разработке. Язык мало того, что на русском, так ещё позволяет вводить абстрактные типы данных, производить вычисления в произвольных алгебрах,вводить аналитические преобразования и переменные - настоящий клад для владеющего кодом инженера, физика, химика. А главная «мулька» в том, что основным объектом инженерного языка выступаютмножество выражений, которые подаются на вход программы или промежуточные данные формируют целостные иерархические структуры. Писать программы и компилятор можно как кубик-рубик. Знай собирай себе блоки и вкладывай их в друг друга. Утрирую конечно. Программы как шелуха лука формируются из систем блоков преобразователей и распознавателей. Причем распознаватели стоят в узлах ветвления программ и определяют направление дальнейших преобразований. Символы и знаки языка записываются с помощью русских и латинских знаков алфавита. Выражения представляются в виде рекурсивных многоуровневых структур, в которых каждая переменная может в свою очередь быть выражением.
Начал вспоминатьи записывать все эти предиктаты, объекты, идентификаторы, векторы, модули, операторы. Спасибо Ваньке за улучшенную память. На мне компилятор и алгоритмы трансляции с механизмом открытых процедур, а вот единую библиотека функций « отработают» два звена ЦИК. Короче, код мне ещё пилить и пилить, но зато какие перспективы открываются. Ух. Особенно для работы с химией и экстракцией РЗМ. Помниться, когда защищал кандидатскую, написал пару программ. Первая считала термодинамические характеристик процесса экстракции РЗМ с использованием метода сдвига равновесия, вторая строила диаграммы органического экстрагена для РЗМ способного образовывать высокопрочные комплексы с циклическими системами связей. Они бы сейчас здорово помогли в получении сверхчистого церия и лютеция. Да что говорить, банальный химический калькулятор для расчета молекулярной массы вещества или раствора вещества определенной концентрации где можно задаватьконцентрацию в молях или процентах оставит без работы дюжину лаборантов из цеха химии. Расчет молекулярных масс веществ, перерасчет количества в массу (моль-грамм), уравнения окислительно-восстановительных и ионных химических реакций…. Ой-ой-ой заверните три штуки. А ещё электрика расчет сечений проводов, расчёт мощности по фазному, электрической нагрузки на отдельных участках цепи… Бесконечное количество применений. Бесконечное. Вычислительная машина заменит сотни две людей- вычислителей, если не больше. Как бы еще к написанию программ ЦИК подключить. Хотя бы частично. Надо хорошенько подумать, может быть даже фирменной настойки мха «хряпнуть»
Ну да ладно, электрика подождет, не горит, а вот программки по химии я пожалуй сегодня же напишу. Сильно напрягает меня эта история с ключом. Ведь я его получил чистый церий методом калий-термии еще в августе месяце. Безводный трифторид церия смешал с гранулированным металлическим кальцием и подогрел в тигле, а после для удаления избытка кальция церий отливал в вакуум- аппарате. Думал завтра у меня халявный компьютер будет. Ага разбежался. Все смешал, даже представление под это дело организовал и фиг, облом. Ну думаю, раз в инструкции шларечь про высокую чистоту - напряг силы, выделил ресурсы и вместе с Иваном Сергеевичем довел до умамногокаскадный экстракционный процесс очистки нитратных растворов церия от примесей РЗМ с использованием трибутилфосфата. Ещё месяц убил на электролиз. Блин, я ведь даже огромный пресс ради танталового тигля сделал. Получил церий 99, 7 процентов чистоты и снова прилетела птица-обламинго! У меня этого чистого церия уже двести килограмм и в металл идет, и в тёрочные запалы.
Ребятам пока ничего не говорю, не хочу расстраивать.Бог любит троицу, на этот раз я подготовлюсь основательней, Добавлю пару дополнительных экстракционных каскадов, «запилим» специализированный контролер для электродов, проведу более тщательную, двойную перегонку и переплавку церия в вакууме, с геттерами для летучих соединений также идёт плотная работы.99, 9 процентов я то получу, не проблема. Ну а если не сработает. Нет уж, обязательно будем чистить металл методом зонной плавки. Более того, я вместе с церием буду чистить и другие « наловленные» в значимых количествах лантаноиды – самарий, эрбий и тербий, посмотрим что из них выстрелит. Заодно почищу и другие компоненты – молибден, селен и серу.
А по вычислительной машине планов громадье – помимо трудоёмких вычислений главной задачей вижу сортировку, суммирование и анализ данных рейтер-карт вводимых с перфолент. Неделя, две поколдовать над кодоми можно запускать перфоленты с даннымив недра «суперкомпьютера». Только боюсь нет у меня этих недель, нет. Тучки то сгущаются потихоньку.
Агро-мост
Решил брать быка за рога и внедрять семипольный севооборот и продвинутые технологии органического земледелия, чего уж мелочиться. Природные фунгициды и гербициды растут тут во множестве — пижма, горчица, лаванда чеснок, лук, календула, шалфей. Хочешь между грядкам сажай, а хочешь растворы делай. Само собой работы много предстоит, отрабатывать схемы высадки не один год придётся.
Внедрим мульчирование, подведём к полям узкоколейку. Красота! На складах, а то и просто в кучах складированны огромные запасы «плюшек» — зола оставшаяся после промывки поташа, щепа, опилки, солома, цеолиты, крупный песок, гипс, мел, торф, органическая масса, полученная в биореакторах из навоза. На другом берегу Галаны геологами найдено настоящее сокровище для сельского хозяйства — озеро со слоем железистого сапропеля толщиной три метра! Сапропель уникальное почвообразующее удобрение сформированное из остатков растений и животных, частиц минералов и фрагментов почвы. Проложить дорогу, поставить цех по производству гранул и только успевай богатый урожай снимать.
Дороги, дороги! Везде нужны дороги, а их строительство дорогое удовольствие. Окупается если у вас есть трактор или… рабы, много рабов! В планах постройка ульев на телегах, стойл для быков и коз. Из Персии должны привезти кур и свиней, а значит и под них надо строить фермы, закладывать плантации трав и клубеньковых.
Много пленных так или иначе работает на будущий урожай. Для посадок кустарников и многолетних злаков они формируют высокие грядки которые укрепляют прессованными глиняными блоками. Бригады «зачистки» вырубают лес который частично вывозят, частично сжигают на золу. Для вспашки и обработки почв разработан многофункциональный конно-транспортный агрегат блочно-модульной компоновки.
Головное устройство - двуколка с креслом и с устройством управления в виде рычагов и тяг. Водитель опускает, или поднимает модуль вверх, вручную, одним движением рычага. Готовы следующие прицепные модули - одно или двухкорпусный плуг, кучник, плоскорез, бороны, культиватороы и плуги для которых предусмотрена регулировка ширины захвата и глубины вспашки. При использовании ручной ролико-витовой передачи для подъёма рабочих органов модулей их вес не имеет большого значения и ничего удивительного что быки и лошадки тянули тракторнаяую борону- культиватор или двухкорпусный плуг. В работе сейчас следующие модули - сеялка. Конная косилка сегментно-пальцевая, довольно сложная - модульная конструкция косы с режущим механизмом типа Шумахер, с роликами и двойными противозажимными пальцами. Все режущие элементы соединяются болтами, что облегчает их монтаж и обслуживание. Передаточный ( от колеса ) механизм типа шатун - конические шестерни и кардан. В работе четыре типа фрез, разбрызгиватель удобрений, пресс-подборщик, плоскую или самосвальную телегу, электро-тяпку, грабли и другие орудия которые ещё находилось в разработке. Кстатати передний блок можно использовать и автономно, в качестве легковой двуколки. Пневматические шины и спицы, модульный принцип, применение шестигранников и типовых профилей превратили процесс конструирования техники в увлекательный и несложный процесс где было задействовано всего два звена ЦИК, от меня требовались лишь ценные указания. Вот так бы везде!
Но самое интересное чуть впереди. Бух-бух-бух. Сваебойные машины день ночь бьют сваи. Их ровные ряды тянутся до самого леса. Идущие следом трудовые отряды из пленников укладывают латексные прокладки, а после сажают н в пазы свай толстый брус из дерева бубунго со стальным, закалённым, швеллером сверху. Через поготовленные отверстия швеллера, через соединительные пластины рельсы стягивают между собой. Полным ходом идет обустройство экспериментального поля для мостового земледелия.
Для производста «деревянно-стальных» рельс пришлось организовывать отдельный цех. На малых скоростях поезда такой рельс почти не уступает стальному, а всё благодаря уникальной древесине бубинго, которая не только твердая и тяжелая ( 900 кг/м3) но и умеренно эластичная. С помощью технологии химической пластификации древесины мы увеличивали прочность и водостойкость бруса в три раза! Технология производства чем-то похожа на изготовление композита. После просушки брус выдерживают два дня в керамическом автоклаве при давлении три атмосферы. За это время дерево пропитывается аммиаком выделяющимся из подсмольной волы. После извлечения из автоклава брус прокатывают через подогретые валки, далее просушка и пропитка латексной пропиткой. На финальной стадии на брус спомощью пресса одевают швеллер. По сравнению с полностью стальным рельсом мы экономим до девяносто процентов стали которые за счет их небольшо веса их можно устанавливать на сваи, а не на шпалы.
По узкоколейке проложенной из таких рельс бык тянул составчик весом пять-семь тонн! Считай в десть раз больше против колес. Чтобы не усложнять устройство пути и иметь возможность ставить дорогу на сваях, что очень актуально для заболоченной местности и оврагов на основе конструкции типовой беговой дорожки был сконструирован одноместный безмоторный локомотив с цепной коробкой передач. Коробка позволяла «идти» быку с оптимальной для него темпом, а локомотив получал аж три скорости с разным крутящим моментом. Коробка с одной стороны позволила поднять скорость состава относительно максимальной скоростью быков до двенадцати километров, а сдругой высокий крутящий момент позволял возводить путь с большими углами подъёма и увеличить вес состава. Наличие, четвертой, задней, передачи позволяло ехать в обратном направлениях и убрать дополнительные разьезды и разворотные радиусы. При остановке, цепной привод коробки можно легко подсоединить к станкам, лебедке или генератору.
По мере роста производства ионисторов мы вообще можем всю эту механику выкинуть к чертям собачьим, оставив один кольцевой двигатель, редуктор и генератор, но пока это слишком дорого. По такой технологии сделал только одну электро-дрезину для моего личного пользования, тогда как обычные контролеры обходились типовой четырёхколесной велодрезиной. Локомотив названный с моей легкой руки «Бык-коин» тянул в два раза больше груза чем бык идущий вдоль рельса, имел на борту запас корма, вёз сменного быка, оснащался рессорами, прожектором и двумя ручными тормозами рычажного типа. Один машинистов-погонщик сидел в кресле, в небольшой фанерно-тентовой кабинке и кнтролировал путь и быков, второй же отвечал за тормоза. И все же мощности чтобы тянуть агро-мост «Бык-коину»не хватало.
Посчитайте сами. Сварной, из труб, агро-мост имеет ширину двенадцать метров. Современные, самые мощные двенадцати корпусные плуги весом по пять тонн весом тянут трактора мощностью шестьсот – семьсот лошадок. Причём ширина таких плугов четыре, редко пять метров. Слишком большие усилия требуется для глубокой вспашки. Делать мост уже, пускать вдоль каждой агро-линии недешевую узкоколейку дорогое удовольствие. Мобильная электрическая лебёдка подойдёт, в нашем случае, как нельзя лучше. Кстати, лебёдочную вспашку, как дешёвую замену трактору дедушке Ленину презентовали ещё в далёком 1921 году. Местное Сколково прочило лебёдке великое будущее, жаль что дело затухло за неимением электричества в товарных количествах. Пару «витринных» колхозов под Москвой оснастили, да и всё. Однако и в наше время бедные фермеры за неимением трактора нередко пашут с помощью лебёдки, особенно если где-то «бесплатно» подключились к ЛЭП.
Для передвижения тяжёлой лебёдки и требовалась соответвующая платформа способная удерживать устойчивость при при рывкая и боковых усилиях в сотни тонн. Угловая платформа была собраны из литых стальных балок коробчатого сечения и напоминала треугольник на колёсиках. Только вот колески были литые из чугуна, ширина колеи четыре метра, а вес, с п балластом достигал семидесяти тонн. Колея уложенная перпендикулярно агро-линиям, бетонированная, а по центру оставлена глубокая колея внутри которой и ездят чугунные колёса. Колея не только обеспечивает устойчивать при продольном движении, но не даёт платформе сдвигаться при резких рывках лебёдки. Конечно бетонировать дороговато, километр такой колеи ( сечение полосы 50 см щирины на 70 см глубины) это семьсот кубов бетона, однако мы армировали его не железом, а стеблями папируса, добавляли кварцитовую крошку, гашеную известь и до половины песка. Настоящего цемента в смеси всего пять процентов. Землебит, отличная альтернативу железобетону и в наших условиях ему нет альтернативы. Параллельно колеи укладывали узкоколейку, по ней "быко-локомотивы" в три прохода, коречевали пни, с помощью грейдера копали траншеи, доставяли готовую землебитную смесь из базового лагеря, тянули передвижную опалубку, работали приводоабами для "землебит" мешалок и делали много чего ещё экономя тысячи и тысчи человеко-часов. Дорого конечно, но это смотря откуда плясать. Погонный метр аналогичного по нагрузке колеи рельса КР 140 ( крановый) весит, как следует из его кодировки, сто сорок килограмм. Километр такой линии с крепежом, и арматурой для шпал это 320 тонн стали, плюс 660 тонн бетона на шпалы. Для линию длиной шесть километров потребуется уже 1920 тонн стали и четыре тысячи бетона. Естественно ни того, ни другого в таких обьёмах у нас и близко нет.
Лебёдка, с редуктором и полипастами выдаёт тяговое усилие сто пять пять тонн при пиковой мощности кольцевого двигателя восемьдесят киловатт. На секундочу, это вдое больше чем у трактора пятого тягового класса "Кировец". Конструкция лебедки отработанна на «Варяге» – редукторы, диаметр барабана и полиспасты. Радиотелеграфный пульт управления пришлось разрабатывать с ноля. Питание платформы и лебедки приходит по кабелю наматываемого через направляющую стрелу, на бобину. Передвижение платформы по колее осуществляется за счет отбора мощности от кольцевого электродвигателя лебёдки посредством передачи передачи усилия с редуктора прямо зубчатую передачу на на колёсной оси. Питание лебедки. подобно трамваю, осуществлется от провешенной параллельно пути платформы линии электропередач на 380 Вольт.
Операторы платформы и агро-моста связаны между собой и базой радио-связью и работают с удобствами – гарнитура, полузакрытая кабинка, пульты управления, козырек из затемнённого стекла и пару вентиляторов на шарнире. Оператор моста старший, он управляет лебёдкой – стоп старт, выставление нужной скорости и режима тяги. У него имеется карточка смены насадок, график работ и телеграфный ключ по которому он передаёт данные в агротехнический центр созданный при УЦ. Дел там, поле непаханое – курсы агронома сделать, наработать карточки-инструкции контроля посадок, внесения удобрения, полива ….
Оператор платформы перестанавливает агро-мост, следит за бобиной питания, помогает при смене навесных инструментов запас которых имеется на платформе, заливает воду для полива, на платформе установлен пятитонный бак. Мост то, не фуникулер и так просто схему движения моста не сделать, ведь его необходимо каждый раз переустанавливать с линии, на линию. Тут или городить схемы с несколькими тросами и угловыми поворотниками, или что-то другое придумывать. Как обычно, выбрал самую примитивную кинематику. Тягу моста обеспечивал легкий трос километровой длины из «шелка» паука в пласто-силиконовой оболочке предотвращающей истирание и снижающий я трение троса о ролики. Сам трос, во избежание перекосов подсоединён к мосту через силовой треугольник с пружинящими элементами демпфирующему нагрузки от рывков. Мост оборудован блоками ионисторов питающими навесное оборудование и четыре маломощных синхронно реактивных электродвигателя которые в свою очередь вращают небольшие колёсики с ребордами обспечивающими холостой ход. Реборды двойные, он не только обеспечивают дополнительную устойчивость, но и баллансируют рельсы-агромоста. Сваи хотя и забивали глубоко, не бетонировали. так как поперечных стяжек между линиями нет, то само собой в процессе экспулатации, или после дождя то одну, то другую сваю поведет, а с ними и рельсу. Вообще за агро-линиями у нас не только операторы смотрят - имеются особые агро-конторолеры что измеряют вертикальныей уровень отклонения свай, горизонтальный рельсов, смотрят за качеством вспашки, за поливом, за растениями. Перемещаются они по рельсу на двухколесной велодрезине с запасом инструмента. Что обеспечить устойчивость на одном рельсы, помимо двух реборд спереди и сзади такого моно-дрезины крепились п-образные бруски.
Для переустановки на другую линию мост сперва затягивали на платформу, затем оператор платформы снимал тормоз , перкелючал отбор мощности с с лебёдки на ось и перемащад платформу с мостом на следующую линию. За точное совмещение рельс агро-линий и платформы отвечали поворотные концевики регулируемые вручную. Во время всей этий операций мост подзаряжался от кабеля с платформы, а затем включив собственные движки без нагрузки ехал своим ходом в конец линии разматывая тяговый трос.
Монтаж идёт под присмотром разработчиков из ЦИК. Чтобы избежать провисаний троса до земли, избежать проскальзывания нужно провести испытания, рассчитать диаметры тянущих роликов, высоту установки и диметры шкивов полипастов. Мощи у лебедки хоть отбавляй. Когда расчищали лес, мы даже пни не корчевали - лебедкой вытягивали их словно репку, легко и принужденно, а после грейдерным отвалом грядки и дренажные траншеи формировали, выравнивали грунт.
Я тут произвел кое какие расчёты и вот что вышло. Местный папуас с мотыгой вскопает гектар за десять месяцев, лошадь с плугом затратит на это четырнадцать часов, а трактор Т-150 мощностью двести лошадок управиться с вспашкой за один час. Немудрено, перекопка почвы весьма и весьма энергозатратный процесс. Верхний слой перемещается на ширину захвата корпуса плуга или лопаты. При вскопке на глубину двадцать пять сантиметров объем почвы, который надо перекинуть составляет две тысячи пятьсот кубических метров, а это ни много ни мало примерно четыре тысячи тонн. Скорость лебедки на максимальной скорости доходит до сорока километров в час, можно и больше, но боюсь мост и рельсы не выдержат. Площадь одной агро-линии двенадцать тысяч метров квадратный что значительно больше гектара. В режиме глубокой вспашки на пониженной передаче скорость составляет всего восемь, что более чем в два раза превышает среднюю скорость трактора при вспашке. С учетом времени на перестановку моста и холостого хода на глубокую вспашку гектара требуется 12-15 минут, на боронование и другие операции восемь! При этом, скоростная вспашка идёт у нас без безумных мощностей, только за счет рельс.
И они, рельсы, я вам скажу намного выгодней колёс или тягловой силы быков. Как известно сила трения прямо пропорциональна силе давления тел. Собственно, коэффициент этой пропорции называют коэффициентом трения. Например, если мы тянем деревянный брус весом сто килограмм по деревянному полу, то для поддержания скольжения нам потребуется прикладывать усилие в 33 килограмма, а значит коэффициент сухого трения составит 0,33 тысячных. Таким способом можно рассчитывать общую эффективность любых транспортных средств —делим тягу, необходимую для поддержания движения на массу транспорта с грузом. Полученная величина характеризует эффективность транспорта — если коэффициент меньше то и затраты энергии на тонно-километр также меньше, элементарно Уотсон. Коэффициент сухого трения у быков тянущих плуг по земле две сотни, у легковой машины с резиновыми колесами в районе шестидесяти, а у поезда же два, два Карл!
Но это далеко не всё, не забываем про подшипники. Трение скольжения деревянного колеса на деревянной оси составляет порядка 330 тысячных. При добавлении смазки, сала или дёгтя трение уменьшается вчетверо — до 72-75 тысчных. Баббит в подшипниках скольжения уменьшить трение еще в 4-8 раз — до 20-10, а в шариковых подшипниках трение составит всего нескольких тысячных! Тем более с нашей то молибден-индиевой смазкой, с размерами частиц измерямых в нанометрах!
Есть и ещё один фактор, трение качения. Колесо действует аналогично рычагу, когда телега или велосипед проходит метр пути, то трущиеся поверхности оси перемещаются на намного меньшие расстояния — прямо пропорционально разнице диаметров колеса и оси. На преодоление трения качения приходиться затрачивать немалую энергия. Причем она будет тем меньше, чем тверже колёса и головка рельс. Догадывайтесь почему в нашей истории рельсовые дороги стали «железными», а не деревянными. Вот-вот, верно, стальные колеса по стальным рельсам среди других конструкционных материалов имеют минимальный коэффициент трения качения.
Возьмем к примеру трение качения колеса по земле. Оно составит порядка сотни, по асфальту или бетону 10-15 тысячных, что в два-три раза меньше, а по железной дороге от двух до половинки тысячной что в 15-60 раз меньше! Разброс значений в четыре раза определяет твердость колесных пар и рельс, не зря в хороших рельсах головки закаливают. В малой величине коэффициента трения качения стального колеса по стальному рельсу и состоит основное преимущество железнодорожного транспорта, перевозка груза по железной дороге требует во много о раз меньшей затраты энергии по сравнению с гужевым и автомобильным транспортом.
Сердце нашей системы вертикальный ветрогенератор ортогональной конструкции который и питает хозяйство. У него лопасти удалены от оси на определённое расстояние и расположены параллельно ей. Направление ветра для такого ветряка не имеет значения, а значит не нужны направляющие механизмы и поворотные лопасти что радикально упрощает конструкцию. Благодаря вертикально расположенному главному валу, ветряк прост в эксплуатации, так как установлен на уровне земли. Конструкция имеет высоту десять метров , при диаметре четыре. Ось, подобно мачте «Монахара», собрана из деревянных цилиндрических сегментов, соединённых между собой с помощью фланцевого соединения. На кромки фланцев крепятся роликовые упорные подшипники, к опорам которых лучами сходятся стальные трубы удерживающие профилированные лопасти из фанеры. Стальные тросики стягивют конструкцию придавая ей дополнительную жёсткость. При скорости ветра шесть-восемь метров в секунду агрегат развивал мощность до тридцати пяти киловатт!
Конструкция ветряка модульная. Пару рабочих за день последовательно наращивают высоту без всякого крана, просто соединяя двухметровые сегменты и лопасти с помощью типового набора шестигранных ключей и ручной лебёдки. Опоры вала ветряка отлиты из чугуна и фиксируются к земле винтовыми сваями благодаря чему никаких дополнительных распорок ему не требуется. Нижний фланец вала через типовой зубчатый повышающий редуктор вращает генератор, само собой имеется и стопор. Конструкцию ветряка, а я хотел пустить его в серию не только для выработки электричества, но и для механической работы опробовали на болотах ещё до войны. Он играючи вытягивал на сушу многотонные маты вырезанные из сплошного «ковра» переплетённых корней папируса.
В моменты когда лебёдка простаивает, ветряк не работает в холостую, он качает воду в башню-гидроаккумулятор из походящего к ней водопровода. Башня сглаживает провали мощности при слабом ветре и в штиль. При высоте двадцать пять метров объём воды в ней внушительные четыре тысячи кубов. Гидрогенератор обеспечивает дополнительные мощности при глубокой вспашке, а сама башня заодно питает систему капельного полива все элементы которой керамические! И трубки, и наружные цилиндрические капельницы лабиринтного типа отливаются из шликера и поставлены на поточное производство. Аналогичным способом у нас льют дренажные трубы разных диаметров, Дренаж кстати сразу прокладываем, муссоны, мать их за ногу.
Избыток энергии идёт на производство удобрений с помощью электрогидравлического эффект Юткина. Я как-то экспериментировал с этим эффектом для создания давлений, но толкового ничего не добился. Ничего сложно в конструкции нет. Переменный ток подается на повышающий трансформатор, где напряжение увеличивается до нескольких киловольт, далее электрический ток выпрямляется диодами и подается на конденсатор, где и накапливается высокое напряжение. Между размещенными в воде электродами возникает высоковольтный пробой, что и порождает возникновение электрогидравлического удара, проявляющегося в виде громкого хлопка с локальным повышением давления в сто тысяч атмосфер. Пресс у меня в итоге не получился, а вот установка меньшей мощности для получения удобрений, то что доктор прописал. Рецепт прост- в бак засыпаем торф из расчета пять к одному, выдерживаем три дня и подаем напряжение, блдо готово. При высоковольтных разрядах одновременно происходит обеззараживанием воды от болезнетворных бактерий и образование азотных удобрений. Удобрения берутся прямом смысле из воздуха, точнее из воздуха растворного воде. На киловатт мощности, производительность - десять литр концентрата в минуту, из которого можно приготовить тонну азотных комплексных, азотно-фосфорных удобрений. Считай даром! Кстати, с ЭГ-помощью установки можно дробить папируса и словуют на питательные корма для быков, тоже перспективное дело.
Агро-мост отличная вещь. Не понимаю чего в наше время его не внедряют. Понимаю сами рельсы дорогое удовольствие, но ведь их достаточно один раз установить и всё. Один, блин, раз! Зато каков простор – сразу доступны все агро-технические операции независимо от погодных условий — глубокая и поверхностная (плоскорезами) вспашка, боронование, фрезерование, лущение, координатный посев, прополка и сбор урожая. Кстати, если уж про вспашку речь пошла лемехи, диски, плоскорезы или другие насадки сменные и фиксируются на нужную глубину, в зависимости от типа почвы и глубины вспашки, штифтами с зажимом в толстостенных трубках. Смена одного комплекта занимает не более двух-пяти минут, а для того чтобы ещё больше ускорить этот процесс часть насадок кидали на мост, и за время пока он перезжал на стартовую позицию оператор успевал их переустановить. Во время обратно хода, чтобы не переустанавливать каждый раз комплект насадок тот фиксировался на внутренней раме что поднималась и опускалась по направляющим посредством ролико-винтовой передачи.
Мост сокращал расход семян и удобрений на единицу продукции в полтора раза, рабочей силы — в сорок! Ну и на сладкое, опорная система свай снижала уплотнение почвы, ведь не люди, ни быки её не топчут, а это самым благоприятным образом влияет на урожай.
Если что-то сложное нужно сделать, например сорняки локально прополоть или ягоды какие нежные собрать, жучков то к нему можно людей на широких ремнях подвесить получив эдакий био-манипулятор. За счёт ручной локализации очагов поражения посевов болезнями и вредителями можно повысить урожай до максимума. Кстати я сам, и не раз, таким способом клубнику собирал. Помниться нас, тогда ещё молодых студентов посылали в колхозы « на клубнику». Положишь досочку между труб поливального агромоста и лежи себе собирай ягоды- эту мне, эту колхозу, эту снова мне. Тряктор тянет три десятка студентов, люди не устают а производительность сбора ягод раза в два больше чем вручную корячиться. Про вытаптывание кустов и уплотнение почв и говорить нечего.
Самое вкусное в конструкции моста это электрификация. Сменные фрезы для электро-культиваторов, электро-тяпки, триммеры, разбрызгиватели жидких удобрений, форсунки и насосы для тумано-образователя Шохина. Мы кстати эти тумано-образователи много где используем вместо кондиционера. Установил на раму бак с насосом, а тот прокачивая воду через форсунки высокого давления туман генерирует. Классная вещь. Создаёт уникальный микроклимат - удобрения можно добавлять, по сравнению с капельным поливом воды требуется в двадцать раз меньше! Урожай раза в два, три больше будет. Но и это не всё в планах ионизатор воды, система электроискрового уничтожения сорняков ( не нужны гербициды), датчики и прожектора для ночных работ, запитка ручного электро-инструмента при прополках и сборе урожая... Полезное это дело, электричество. Для ручной прополки сорняков, сбора плодов, вредителей, для работы установки туманообразования или триммера тяжелый и скоростной мост не требуется. Мы сейчас строим легкий, самоходный вариант с приводом от ручной лебедки и блоком ионисторов.
Размер участка - шесть на километр. Для работы потребуются один тяжелый мост ( при круглосуточной работе), два ветряка и четыре – пять лёгких. По самым скромным подсчетам урожай земляного ореха с гектара достигнет тонны, а с квадратного километра сответственно мы получим сто тонн ореха, или восемьдесят тонн дикого африканского риса. Согласитесь, неплохая прибавка к рациону. С учётом того, что мы можем снимать два- три урожая в год, так вообще сказка. Человеку в год требуется около 100 кило ореха, а значит только это поле прокормит и нас, и пленных ещё и на продажу останется.
Что нужно для технологического рывка? Деньги, дешёвая рабочая сила и еда, правильно структурированная информация и грамотная система управления. В святой пятерке обеспечивает производство дешёвой еды нам пока обеспечивает папирус. Крахмал получаемый из его корней основа нашей продовольственной независимости. Запасов болота хватит как минимум на пару лет, а за это время кровь из носа должны наладить сельское хозяйство.
В качестве альтернативного варианта получения калорий рассматриваем мобильную сушилку мяса на базе типовой грузовой телеги, такие с отрядами охотников будем отправлять в саванну, к северу от водопада Лугарда. В тех местах саванна ближе всего походит к реке и многотысячные стада буйволов и антилоп Гну там не редкость.
Ловля кальмаров, ещё один перспективный вариант. Кальмары тут в длину достигали трёх метров и весили под два пуда. Их мясо вкусное и нежное, с розоватым оттенком, необычно, как правило у таких больших особей оно больше на резину похоже. Вот только ловить их не так просто. Для ловли моллюсков в ЦИК спроектировали глубоководную сеть с хитрой кромкой, поплавками и фосфорисцентными светильниками-приманками эллипсоидной формы. Впрочем, и другие возможности есть. Необычного моллюска с присосками и двумя рядами крючьев вдоль щупалец с месяц назад выловили на глубине ста метров, немного южнее устья Галаны, в десяти километрах от берега. В этом месте второе звено топографов, составляло карту рельефа прибережных вод. Они, да рыбаки получали премии за экзотических морских обитателей. Найденных тварей везли в мой аквариум живыми или в музей, в заспиртованном виде. Если память не изменяет, в нашем, XХI веке, кенийские фермеры поставили на поток выращиванию мидий и лобстеров на берегу, а мы чем хуже?
К югу от Мале много опустыненных, в следствии выжигания леса, земель. Планируем разбить там плантации баобабов, марулы, орехов монгонго и ши, кокосовой и финиковой пальм. Климат Кении идеально походит для сельского хозяйства, он один из лучших на планете. Грех не использовать такие шикарные подарки природы. Единственное, с сортовыми растениями беда, на одном земляном орехе и диком рисе далеко не уедешь. Так что остаётся надежда на Ключ. Кстати, сам мятежный город Мале и окрестности я включил в состав республики. Семьи пленников обложил контрибуцией — смола, трава, дерево, койр и дичь. Некоторых знатных пленников уже выкупили родственники, платили товарами из списка, рабами, либо обязательствами семейства по работам.
Иллюстрации
Конный локомотив https://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=bd8045d52005e2778bbd86f014870dbb&n=13
Конный грейдер http://www.mining-portal.ru/images/eto_interesno/istoriya_sozdaniya_greydera/istoriya-sozdaniya-greydera-2.jpg
Vorderwagen http://www.mf-tech.de/html/vorderwagen.html
http://www.hof-heckseifen.de/Hisko/Hisko01.jpg
https://www.landtechnik-historisch.de/assets/bulkUpload/_resampled/bildergaleriecontentbigW10/20180703-WolfC-Spezialfabrikate-1927.jpg
Конная сенокосилка с карданом https://www.youtube.com/watch?v=pNu_jMdW0fA
Схема https://sadovij-pomoshnik.ru/wp-content/uploads/2017/05/1-193.jpg
Вид модуляhttps://sadovij-pomoshnik.ru/wp-content/uploads/2017/05/1-191.jpg
Видео полный разбор косилки https://www.youtube.com/watch?v=YxfORSvbOXM&t=69s
Система среза рабочего органа типа Шумахер
https://docviewer.yandex.ru/view/19643560/?page=15&*=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%3D%3D&lang=ru
https://vk.com/video-68297004_456239017
Другие орудияhttp://www.hof-heckseifen.de/8Pferdegeraete.html
Пресс подборщик https://www.youtube.com/watch?v=a7s9HYnYPc0
Вело-дрезина узкоколейки http://www.guymeurice.co.uk/RailwayBike/final.jpg
Тип платформы https://stella-tech.ru/assets/images/products/1999/yglovie-takelazh-ar-150.jpg
Мостовое земледелие https://www.youtube.com/watch?v=du1t6wBFIYM
Ортогональный ветряк http://happymodern.ru/wp-content/uploads/2017/05/vetrogenerator_dlya_chastnogo_doma_020.png
Сеть для ловли кальмаров https://img.findpatent.ru/img_data/610/6107768-o.jpg
https://img.dxcdn.com/productimages/sku_622932_5.jpg
Спасибо за чтение
Вернуться к книге