Фронтир Индикона. Дорогами ветров. Часть III

Мы справились за два месяца. Жидкий металл из ковша попадал в изложницу-кристаллизатор, сталь, проходя через криволинейно расположенные валки, охлаждалась и формировалась в лист, что прямиком попадал в валки, формирующие профиль. Непрерывная разливка стали обеспечила прямое, без обжимного передела, получение проката трёх типов и различных сечений профиля. Не потребовались гигантские цеха с десятками печей и километры прокатных станов. Непрерывная разливка позволила получать тонко, средне и крупно листовой прокат и множество сечений профиля на их основе.

С прокатом схитрил немного. Провели третий по счёту апгрейд прокатных валков, сделав их не жёсткими, а кассетными, съёмного типа. Универсальная клеть и быстросъёмная, на болтах, кассета с валками нужного профиля. Мы ранее такой же фокус с фильерами провернули.

Литейно-прокатный комплекс получился компактный и уместился в одном цеху. Смена и настройка валков занимает не больше одного дня. Кольцевые электродвигатели, которые заменили быковые, позволили увеличить ширину прокатываемого листа до восьмидесяти сантиметров. Сменные насадки для валков из сверхтвёрдой керамики изготавливали методом СВС синтеза. Они позволяли катать как бронзу, так и твёрдые стали. Первая продукция цеха – равнобокий уголок и швеллер ушли на монитор. Краб-система крепежа позволила всего за три дня собрать очень жёсткую трёхпалубную коробку корпуса корабля. К швеллерам крепили доски и универсальные сэндвич панели, пропитанные огнезащитным составом.

Вопрос с движителем и силовым приводом висел в воздухе. Если ставить гребные колёса, то как проходить пороги? Сделать их съёмными, как на плотах водомёта, не выйдет. Габариты не позволят. Опускаемый судовой вал с винтом, работающий через редуктор? Нет времени разрабатывать столь сложную конструкцию. Требовались готовые решения.

Что у нас в запасе? Для нового гидромонитора отлита пара центробежных горизонтальных одноступенчатых насосов с двухсторонним полуспиральным подводом воды к рабочему колесу и спиральным отводом. При массе девятьсот килограмм и скорости вращения колеса тысяча оборотов в минуту насос прокачивал восемьсот семьдесят кубометров воды в час! Такой мощный поток уже можно использовать для питания водомёта. Малину портила требуемая мощность электродвигателя пятьдесят три Квт*час. Как обеспечить запас энергии? Собрать массив батарей-ионисторов? Почему бы и да! Заодно протестируем схемы питания перед установкой блоков на «Монахар» и полностью электрифицируем монитор. «Киловатт» запасённой энергии – это шестьдесят две батареи весом по килограмму каждая. Для работы водомёта в течении восьми часов потребуется аккумулятор весом в три железнодорожных вагона. Увольте!

Вторая нерешенная проблема – генерация электроэнергии. Запитать генератор от сдвоенного привода? Не смешите. С самыми сильными быками их мощность хорошо если три Квт*час достигнет. На палубе, больше шести приводов не разместить, да и где ты разместишь сорок быков и плюс кучу корма для них?

Накатил вечерком настойки с волшебным мхом для расширения сознания, заказал на кухне морскую пиццу с моцареллой, тигровыми креветками и морскими гребешками и стал прикидывать варианты. Нам вообще гидромонитор нужен или нет? Конечно нужен! Русло ещё чистить и чистить, старый уже разобрали. Героторные насосы пристроили в шахте, а плавучий пульпопровод, ствол и насадки вон они, пылятся без дела.

Если включить красный режим, за месяц произведём батарей на шестьдесят Квт*часов. Так и эдак прикидывал варианты, и вот что вышло. Блоки батарей обеспечат или тридцать минут хода в режиме водомётов, или час работы гребного винта (а его ещё придётся проектировать), или шесть часов тяги электролебедки. В принципе, ночами можно ставить блоки ионисторов на зарядку от свободно-поточной ГЭС. Парочки хватит за глаза. Стоп, а почему ночью? Блин, да что я туплю-то! Мини-ГЭС прицепим к монитору плавучим кабель-тросом и каждые час-полчаса будем синхронно опускать на дно для зарядки. Чем выше монитор будет подниматься по течению, тем меньше времени мы будет тратить на зарядку. Течение в верховьях реки, не сравнить, с равнинным. Эврика!

Практические замеры показали, что если немного «допилить» конструкцию, то двадцать две погружных мини-ГЭС во время коротких остановок смогут генерировать от семидесяти до ста девяносто КВт*часов. При средней скорости десять, двенадцать километров в час, за сутки можно пройти от ста до ста пятидесяти километров, что в шесть раз быстрей, чем наш, самый шустрый, катамаран. Вот это я понимаю!

***

Спустя месяц напряжённой работы и испытаний осматриваю монитор перед отправкой. Кормовая торцевая платформа, куда я подплываю, используется как причальная площадка. По краям стоят шарниры с водомётными двигателями и лебёдки донных, похожих на пустотелые конусы, якорей. За дверью располагаются главные потребители тока – два кольцевых электродвигателя, которые через повышающий редуктор вращают центробежные нагнетательные насосы —сердце монитора. Следующий отсек забит силовой электрикой и электроникой. В серверных стойках из профиля установлены окутанные проводами блоки ионисторов. От них, шины уходят в гудящие бочки повышающих трансформаторов. Выходящие оттуда кабели тянутся к столбам селеновых выпрямителей и продолжают бег к лампам и многочисленным блокам питания электродвигателей, обеспечивающих работу речного монитора.

Водометный движитель действует аналогично гребному винту: вода засасывается спереди, лопатки насоса, подобно лопастям винта, придают ей ускорение, после чего вода выталкивается за корму. Наш вариант значительно проще, так как импеллера, то есть винта, внутри водовода нет. При вращении насоса на засасывающей стороне его лопастей возникает разряжение, благодаря которому вода по водозаборнику поднимается к колесу. Получив ускорение, вода выбрасывается через сопло, выходное сечение которого несколько меньше, чем диаметр трубы. Физика нехитрая – уменьшение сечения преобразует давление воды в её скорость.

Рассчитать геометрические размеры выходного сопла и его гидравлическое сечение, диаметр водовода и формы подводящей трубы нетривиальная задача, и я поручил её двадцать второму звену ЦИК. Рассчитывали самый простой, щелевой водомёт. В нём даже спрямляющего аппарата нет. Функцию спрямления струи выполняет сжатое в прямоугольник сопло. Для каждой модели сопла выстраивали ступенчатую диаграмму зависимости скорости от частоты вращения насоса.

У водомёта, в отличие от гребного винта, нельзя изменять направление силы упора, путём изменения направления вращения рабочего колеса. Для изменения вектора тяги на сопло установили реверсивно-рулевую коробку, отклоняющую реактивную струю. Прямоугольную коробку сварили из бронзы и болтами затянули к литому соплу. Секторные румпели соединены шарнирно с помощью оси со штоком электроцилиндра, управление которыми выведено на рычаги в рубку. Для улучшения управляемости на рулевую коробку вручную, через РВП опускали реверсивную заслонку заднего хода отражающую струю в противоположную сторону, с ней неуклюжая с виду коробка монитора научилась мгновенно разворачиваться на месте и причаливать к берегу не хуже маневрового буксира.

***

Буксируемый вариант мини-ГЭС значительно отличался от типового. Деревянную раму, залитую бетоном, заменили на литую донную платформу, к которой провинчивали генератор с лопастями увеличенной площади. Для спуска-подъёма и транспортировки мини-ГЭС использовали типовые баллоны катамарана. На них, привязывали стяжную коробчатую раму из бруса, в верхней части которой были установлены две синхронно работающие лебёдки. При остановке, рабочему достаточно нажать кнопку, чтобы опустить или поднять массивную турбину. Катамаран телефонизирован, оборудован звонком и двумя тревожными кнопками: авария и нападение. В режиме зарядки постоянно горит зелёная лампа, при отсутствии или малой выработке тока загорается красная, что очень удобно для контроля состояния турбин. Плавучий кабель-трос проходит чуть в стороне. Катамараны соединены с ним отводами через катушки. Это позволяет располагать турбины не друг за другом, а в шахматном порядке, или по центру быстрин. Все катамараны оснащены малыми гребными колёсами, работающими от электродвигателя через шкив, что позволяет им маневрировать на небольшой скорости. Была идея поставить нормальные судовые винты и блоки ионисторов, но я отказался. Слишком дорого, да и не укладываемся по срокам. Жаль, заманчиво смотрелось. При правильной организации зарядки монитор мог двигаться круглосуточно. «Палуба» такого катамарана – несколько досок и натянутая между ними сетка. Здесь и передохнуть можно, и крокодилов не опасаться. Главная задача смотрителя – постановка понтона и равномерное опускание турбины на дно.

Ионисторы и более мощный движок установили только на ремонтный катамаран, который обслуживал линию, занимался неполадками генераторов (запчастей выдали с запасом), заводил якорь и до кучи являлся платформой для единственного аквалангиста. Редукторы у нас давно были, а парочку регуляторов прислал для нас герр Мартин. Работы у аквалангиста хватало – освободить турбины, что зацепились за корягу, проверить фарватер реки, определить фронт работ для гидромонитора.

Параллельно шла работа по строительству объектов инфраструктуры. Тридцать два звена, треть «москитного» флота, составляли карты рельефа дна Галаны, искали подходящие площадки для зарядки и очищали эти места от камней. Чтобы турбина не погрузилась в грязь, на илистых участках на дно опускали деревянные решётки. Готовые площадки наносили на карту, назначали ответственного смотрителя и отмечали коническими буйкам. Только в нижнем течении семнадцать площадок, через каждые десять километров.

На данный момент у нас шесть стационарных электростанций. Близ самого лагеря, где есть силовые кабели – причал, морской порт и трансформатор, близ каскад донных ГЭС, двадцать километров реки. На шестидесятом километре, напротив пятого причала, с северной стороны в Галану впадал приток – очень удобное место для малых плотин. Изначально, именно тут я и хотел ставить лагерь. Теперь здесь запруды. Водяные колёса вращают шаровые мельницы для измельчения кварца и известняка, добываемого неподалёку. Перекинуть ремень со шкива на генератор дело пяти минут, а мощности хватало, чтобы за сорок минут зарядить батареи монитора.

У двенадцатого и семнадцатого причалов в Галану впадали безымянные притоки, но с южного берега. Не такие полноводные, как на пятом, да ещё с малым перепадом высот. Плотин на ручьях не сделаешь, водяное колесо не поставишь. Единственное решение – гидротаран. В лагере имелся небольшой, но это была скорей демонстрационная игрушка. Ни турбины, ни водяные колёса не могут работать при столь малом напоре и перепаде высот, а вот он может. К тарану данное устройство никакого отношения не имеет, а представляет собой насос, который поднимает часть проходящей воды на высоту, превышающую исходный уровень. Работа гидротарана происходит за счёт гидравлического удара – кратковременного резкого повышения давления при внезапной остановке потока жидкости в жёсткой трубе. Ручей направляют в длинный напорный трубопровод из керамики, идущий вниз по склону. Под действием нарастающего динамического напора воды закрывается отбойный клапан, расположенный на нижнем конце трубопровода, и, вследствие инерции движущейся воды и её несжимаемости, давление здесь резко повышается. Кратковременного повышения давления достаточно для подъёма небольшой части воды через напорный клапан на высоту шестидесяти метров. Затем отбойный клапан открывается и цикл повторяется сначала. Ломаться в насосе нечему. Литой из чугуна корпус и часть труб, да пару простых клапанов. Накопитель позволил работать с малым расходом воды. Набралось две тонны – клапан сработал.

Обслуживания насосы не требовали, работали круглые сутки заталкивая воду в трубу. Труба проходит по дну реки и поднимается на высокий, северный берег Галаны, где устроен гидроаккумулятор – естественный резервуар (овраг, облицованный глиной). Выходная труба идёт по склону вниз, снова к реке, точнее к причалу. Когда монитор подходит на зарядку, затвор открывают, и вода под давлением семь атмосфер начинает бешено вращать турбину, вырабатывающую электроэнергию. КПД у гидротарана никакое, но и обслуживания он не требует.

В подготовке реки для установки донных станций зарядки использовалась сваебойная платформа. Ставили стены из свай, сходящиеся под углом. Перегораживая реку, стенки значительно увеличивали скорость течения в протоках. Более того платформа делала и другую полезную работу: ставила на быстринах, через каждый километр сваю, служившую якорем для буксиров-водоходов с водяными колёсами.

Для движения вверх по реке катамаранов у нас функционирует целая сеть из водоходов и водяных колёс, и даже расписание работы есть. На спокойных участках реки в нижнем течение Галаны курсируют три быководных судна, пустили в дело понтоны старого гидромонитора. Водоход, сдвоенный катамаран, на котором установлено водяное колесо и катушка для намотки каната. Шесть машин работают на участках с быстрым течением. В звено входит обычный парусно-педальный катамаран. Его задача завести канат вверх по течению и зацепить к свае. Сделали, нажали кнопку (эти участки связаны телеграфным кабелем), и водоход как лебедка с помощью водяных колёс начинает затягивать вверх по течению себя и вереницу парусных катамаранов.

Сваи для водоходов не годились для монитора, и звено сваебойной платформы била сваи каждые три километра, что было обусловлено длиной троса монитора «Варяг». Режим хода с помощью заводного троса самый энерго-эффективный, а значит будем использовать его на всю катушку. До водопада Лугарда мы свай успеем набить, а выше Павел Петрович своими силами управится, зря что ли ему манипулятор поставили?

За водопадом Лугарде, там, где много порогов, вместо водоходов ставят платформы с большими свободно-поточными турбинами типа беличье колесо. На шкив можно и мельницу поставить и генератор посадить, но главная задача затягивать судно вверх по течению. Такая «турбинка» и монитор легко потянет.

Помимо обороны, рейдерских операций и работы в качестве буксира для катамаранов, важнейшей задачей монитора было дальнейшее обустройство и расчистка Галаны. В любом случае времени и ресурсов для постройки отдельного гидромонитора у нас нет, и монитор будет аки многорукий Шива – и жнец, и жрец, и на дуде игрец.

Изготовить новые насадки гидромонитора я запланировал ещё в конце лета, по ними целых четыре звена ЦИК работали. Осталось только поддать им волшебного пенделя.

Для переключения нагнетательных насосов в режим гидромонитора достаточно открыть пару кранов, да перекрыть подводящей патрубок к насосу второй ступени. Таким образом, мы переправим поток воды из первого насоса во второй для повышения давления. Оставили старый шарнирный гидроствол, а вот другое оборудование полностью заменили. Механический фрезерный рыхлитель отправили в переплавку. Его место заняла более экзотичная конструкция – манипулятор.

В столярном и механическом цехах использовались различной формы и назначения держатели, зажимы и манипуляторы – нехитрые конструкции из фанеры и гаек с винтами. Однако, когда после разработки ролико-винтовой передачи для пресса осталось несколько уменьшенных моделей передач, я решил пустить их на более сложную модель. Мастерами из цеха механики по чертежам были изготовлены тяжелые манипуляторы на поворотной станине, представляющие собой «руку» с четырьмя степенями свободы, позиционируемую с высокой точностью, три линейных перемещения и два вращательных. Звенья манипулятора связаны ролико-винтовыми передачами и регулируются вручную, механическим гайковёртом с редуктором. К конечному звену (фланцу) крепился рабочий орган – крюк, сверло, кран, лебедка или зажим. Манипулятор с легкостью удерживал тяжёлые детали при сборке механизмов и использовался для удерживания металлоконструкций при сварке ферм гидроаккумулятора. Ролико-винтовые передачи делать много проще, чем шарико-винтовые, главное отливать винты-ролики и основной винт из одной партии стали. Под давлением, выходила очень качественная поверхность, не требующая, за исключением полировки, механической обработки.

От механической до электрической руки один шаг. Всего то, заменить гайковерт на электродвигатель. Такое решение напрашивалось давно. Первую передачу установили на пушку Патла. В чём проблема сделать манипулятор. Инструмент серьёзно поднимет эффективность работы, а уж сколько насадок на него можно поставить!

Механическую модель стрелы масштабировали и добавили четвёртое звено. К «гайке» роликовой передачи пристроили привод, превратив ходовой винт в электро-цилиндр, толкающий звено стрелы. Кинематическая схема такого манипулятора не сильно отличается от работы стрелы экскаватора. На раме монитора закреплено массивное неподвижное опорное кольцо. Червяк с глобоидной нарезкой приводил в движение несущее кольцо с геликоидальными зубьями и внешним зацеплением. Четыре зуба постоянно находились в зацеплении, что позволяло выдерживать высокие осевые, и радиальные нагрузки и эффективно сопротивляться опрокидывающему моменту. Внутренние сечения звеньев четырёх и шестигранные электро-цилиндры спрятаны в трубы. Профиль звена стрелы трапециевидный, а шарниры круглые, отчего манипулятор больше походил не на стрелу экскаватора, а на «руку» промышленного робота «KUKA». Манипулятор управлялся с джойстика, к которому подходят провода от всех четырёх электродвигателей. За день можно обучиться управлению.

Насадки – самое вкусное. Во-первых, они быстросъёмные. На ротатор и винтовой механический квик-каплер времени, к большому сожалению, не хватило. Для оперативной смены инструмента использовали рельсовые направляющие, типа ласточкин хвост, которые входили в ответные пазы верхнего звена манипулятора и затягивались болтами. Монтаж немного медленней, но такое соединение значительно надежней в плане нагрузок и вибраций. Болты затягивали не вручную, а пневматическим гайковёртом, так что замена насадки занимала не больше минуты.

По типу рабочего тела насадки делились на пневматические, электрические и гидравлические, а по кинематике на вращаемые и винтовые. Для размыва песка и жидкого ила можно устанавливать размывочный ствол или гребёнку. Взвесь откачивали через всасывающий армированный шланг с невозвратным клапаном. Пульпа сперва попадала в героторный насос на нижней палубе, а оттуда по плавучему пульпопроводу на берег. Для размыва плотной глины или мелкого гравия служил опускаемый на тросе гидро-рыхлитель с кольцевыми соплами, его, кстати, и консольным краном можно было опускать. При этом гидро-ствол на носу мог работать одновременно с манипулятором и гидро-рыхлителем. Мощи насосов хватало.

Вращаемые головки собраны из двух частей – пневматический двигатель с выходным валом и комбинированные насадки для рыхления твердого грунта. Рыхление средний твердости грунтов – насадка с расположенными по кругу с трапециевидными ножами, для более твёрдых использовали лопастную, с зубчатыми ножами. Насадки накручивали на выходной вал, подобно болгарке, через плавающие зажимные гайки, что позволило использовать полезные «плюшки» для проходки речных заторов, постройки причалов и расчистки русла – буровой шнек, бур, циркулярный фрезерный кусторез и смеситель.

Третий тип насадок представлял собой независимое кинематическое звено с той же ролико-винтовой передачей, толкающей рабочее тело, грейферный ковш, клещи, прямой ковш или однозубый рыхлитель. Усилия передача развивает немалые, «рука» легко поднимала три с половинной тонны. Больше не стал пробовать, побоялся за раму. Пневматический бетонолом, молот для забивки свай, крюк и лебёдка почти не потребовали доработок. Мелочи – коннекторы, прокладки, броне-оплётка, штуцеры, фитинги для воздуха и воды кровушки попили, но не так много, как силовой блок корабля.

Манипулятор мне понравился настолько, что я решил сделать сухопутный вариант. Возможности монитора по расчистке рек возросли на порядок. При общей длине стрелы одиннадцать метров, та могла работать на глубинах до шести метров. С такими, продвинутыми насадками можно оперативно и ювелирно вычищать необходимый для прохода судна профиль в любых типах почв. Мощный бетонолом был способен разбивать большие валуны на порожистых участках. Фреза-кусторез – поможет заходить в густо заросшие протоки мелких рек. Клещи – поднимать со дна крупные камни и затонувшие стволы деревьев. Про возможность быстро оборудовать новые базы и причалы и говорить нечего. По строительной части рейдер оснастили на полную катушку: мешалки, малая дробилка, сито, шанцевый и лесоповальный инструмент, в том числе пневматический, пневмомолоты и плиты, пневмо-цепная пила, дрели. К манипулятору даже можно было подсоединить шланг и подавать жидкую глину или бетон, превратив его в бетононасос.

До кучи нагрузил монитор ещё и буровой роторного типа. Единственное нововведение – конный привод заменил электро. С бухтой кабеля длиной три километра можно много чего «вкусного» у берега найти. Тем более и так, и сяк инфраструктура привязана к реке.

Кстати, про пневматику, на нижней палубе установлен винтовой, дожимной, одношнековый компрессор. Спарки сварных бронзовых баллонов по сто пятьдесят атмосфер, через ресивер поддерживали давление в баллонах катамарана, они же запитывали линии высокого давления, подходившие к пневматическим пушкам, бомбомётам и арбалетам. Вместо планируемых быковых приводов, установлено шесть пар конных, более компактных и маломощных. Лошадки и батареи немного зарядят и Павлу Петровичу потребуются, те же пушки тянуть, обоз. Носовую часть палубы использовали для санузла, камбуза, ледника с вихревым холодильником и вытяжных вентиляторов.

На носовой платформе опорное кольцо с инопланетным агрегатом, окутанным шлангами и проводами – кран манипулятор. Под ним мощная электролебёдка, позволяющая тянуть рейдер через пороги и тяжёлые участки с быстрым течением. Правее старый шарнирный гидроствол. Теперь его струя бьёт до ста двадцати метров, куда дальше старого. В случае опасности легко можно использовать как оружие. Утлые лодки аборигенов потопит играючи.

По винтовой лестнице поднимаюсь на вторую палубу. Ярус разделён лёгкими перегородками, формирующими коридоры вдоль бортов. Свет проникает на палубу через откидные люки, прикрытые бронзовыми жалюзи. Под каждым стоит сошка с арбалетом. Центральные помещения заняты складом. Набираю код и откатываю по рельсам дверь склада. Воздух свежий. По всему кораблю проложены воздухопроводы, а свет поступает через колодец, кое-где стоят газоразрядные лампы. Прямо надо мной погрузочный люк, выходящий на третью палубу. Плотно у нас всё уложено: съестные и огневые припасы, телеги, двуколки со снятыми колёсам, прессованные блоки сена и запчасти.

Большую часть палубы занимают каюты экипажа с откидными столами и кроватями – «прихватизировали» мебель «Монахара». Всю носовую часть палубы занимает рубка управления. Стол с рычагами управления затворок, стрелочными индикаторами давления баллонов и заряда батарей и дюжиной телефонов с разноцветными кольцами на трубках стоял прямо перед бронированными, панорамными иллюминаторами. Паро-панк в чистом виде. Телефонизировано не только управление огнём и зарядкой. Кабель, проложенный по дну реки, через каждые два-три километра имел отводы на берег. Запас плавучего кабеля позволял капитану постоянно быть с базой на связи. Для контроля движения судна служат боковые зеркала и панорама Герца.

С левой стороны от рубки, на балкон выходит каюта Павла, оформленная в спартанском стиле – стол, кресло да пару шкафов. Единственное излишество – небольшая душевая, совмещенная с парной. С правой – рубка управления манипулятором.

Поднимаюсь ещё выше. На третью, полуоткрытую палубу. Крыши тут нет, её заменяют натяжные, быстро убираемые тенты. В глаза бросается корзина с воздушным шаром, подогреваемым газовой горелкой, и лебёдка для троса. Увеличение выпуска папирусной ткани наконец-то позволило сделать необходимый для разведки и контроля акватории летательный аппарат. На носу судна, на высокой стойке, установлен газоразрядный прожектор мощностью три тысячи Ватт! Он имеет не только ручное, но и дистанционное управление. Более того его можно подвесить к воздушному шару, ведь луч света пробивает тьму на четыре с половиной километра! Вдоль бортов, словно пеньки, стоят шестнадцать массивных, похожих на жаб, стационарных пневматических бомбомётов. На носу и корме верхней палубы защитные полусферы из фанеры. Это не жилые домики, нет. Внутри сфер на поворотной платформе установлены пневматические пушки. Верхняя палуба забита плотно: надувные баллоны катамаранов, соединительный профиль для быстрой сборки плотов, попутные грузы в контейнерах и обычные, пороховые пушки, мортирки. С правого бока к каркасу приварены рельсы, по ним вручную, передвигают консольный кран. Его стрела и канатный тельфер поворачивается вручную. Двигатель подъёма у тали, электрический, с пультом управления и позволяет поднимать до одной тонны.