Как изобрести всё. Создай цивилизацию с нуля

Паровой двигатель пользуется внешним сгоранием: вы сжигаете нечто за пределами двигателя для того, чтобы получить пар, и тот уже направляете к двигателю. Внутреннее сгорание убирает потребность в транспортировке пара, вы просто взрываете что-то внутри поршня, чтобы он двигался. Летучее топливо смешивается с воздухом, так что оно легко загорается, потом впрыскивается в цилиндр поршня и резко сжимается. Электрическая искра производит воспламенение, выталкивает поршень, и когда тот отодвигается, то выхлоп выходит наружу[110].

Каждый поршень проходит через четыре такта: втягивание, сжатие, горение, выхлоп, и когда один из поршней вспыхивает, то второй как раз возвращается в исходное положение. Подобный двигатель определенно немного сложнее, чем паровой (здесь вы полагаетесь на контролируемую серию взрывов, а вовсе не на старый добрый кипяток), но проблемы, связанные с их созданием, не выглядят непреодолимыми.

Четыре поршня можно расположить так, что они будут попарно работать в противофазе, и это даст вам более постоянную тягу, и прикрепить их эксцентриками к общему валу. Подобное расположение позволяет контролировать вентили для поступления топлива и удаления выхлопа. Второй вал можно изогнуть и присоединить к пистонам, чтобы скоординировать их толчки, и на этот вал повесить маховое колесо, которое делает равномерным получаемое движение (рис. 24).

Рис. 24. Двигатель внутреннего сгорания: поршень 1 сжигает топливо, поршень 2 избавляется от выхлопа, поршень 3 впрыскивает топливо, и поршень 4 сжимает топливо, готовясь поджечь его.

Вот и все!

Но прежде чем вы броситесь изобретать двигатель внутреннего сгорания, запомните: их труднее сконструировать, дороже эксплуатировать, и они требуют более качественного топлива. В эпоху, когда вам приходится изобретать все с нуля, штука вроде парового двигателя, который работает на воде и не требует ничего, кроме буквально любого горючего материала, будет просто незаменимой.

10.6 «Нет, я настолько ленив, что хочу, щелкнув выключателем, заставлять машины работать как по волшебству»

Для машин, что включаются по щелчку, вам требуется источник энергии, которая будет постоянно готовой к использованию, молчаливой и невидимой. Иными словами – вам нужно электричество. Оно легко транспортируется, запасается и приводит в движение бо́льшую часть современного мира, включая все, от самолетов до автомобилей.

Оно может двигать и ваш мир тоже.

Батареи используют химические реакции для того, чтобы генерировать энергию по требованию, и некоторые даже можно зарядить, обратив реакцию. Генераторы полагаются на простой закон физики, чтобы превратить физическое движение в электрическую энергию, а трансформаторы изменяют электрический заряд так, чтобы он принял более удобную форму, и все это происходит без единой движущейся части. Генерация, хранение и трансформация электроэнергии – те технологии, которые позволят вашей цивилизации в первый раз оторваться от статичных источников энергии и распространиться по планете.

Электричество даст вам шанс завоевать мир.

И вы лишь в одной странице от того, чтобы открыть его!

10.6.1. Батареи

Магнетизм, как вы помните из уроков физики, могучая сила, которая заставляет разные предметы прилипать к холодильникам.

Вы (также Дэйв Барри)

Что это

Способ генерировать и запасать электрический ток.

До того как были изобретены

Если вам требовался переносной источник энергии, то вы должны были таскать с собой электрического угря[111], а их нельзя назвать особенно практичными и предсказуемыми источниками электричества.

Изобретены

1745 н. э. (первые «батареи», запасавшие атмосферное электричество);

1800 н. э. (первые химические батареи, способные давать ток).

Предпосылки

Металл (для проводов, медь очень пластична, и из нее делать провода легче всего), металл (для батарей, медь или серебро для одного конца и железо или цинк для другого).

Как изобрести

Понять, что такое батарея, можно, только поняв, что такое электричество, а его невозможно постичь, не имея представления о магнетизме. Люди раньше думали, что электричество и магнетизм – два разных явления, но затем обнаружили, что они так тесно связаны, что невозможно иметь дело с одним, не затрагивая другое, так что возник термин «электромагнетизм».