Адамс Алан : другие произведения.

Некоторые аспекты технологического развития Вольного

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
 Ваша оценка:
  • Аннотация:
    О технологическом прорыве в вымышленном мире Таузера.

   Попытка собрать в одном месте и промоделировать технический прогресс в средневековом обществе, располагающим доступом к знаниям.
  
  
   Часто возникают вопросы в которых ставится под сомнение возможность ускоренного технического прогресса в мире Таузера. В нижеследующем тексте предпринята попытка обосновать наличие некоторых технических средств в книге.
      Итак. Начальные условия. События разворачиваются в период раннего средневековья. Общество - потомки избежавших тотальной резни остатки аристократии разгромленного раннефеодального государства, ранее господствовавшего на значительной территории. Присутствует небольшое количество несвободных сословий. Рабов, патриархальных рабов, холопов. За прошедшие полтора-два века, сохранились элементы государственности, однако в результате политической деградации наблюдаются признаки возвращения к общинным и даже родовым отношениям. Экономика также деградировала. Господствует натуральное хозяйство. Одновременно, рост могущества отдельных государств также оказывает свое воздействие.
      Рельеф местности - высокие горные хребты, поселения расположены в долинах. Существует основной или главный Тауландский Хребет, к которому примыкают ветвящиеся хребты, ущелья, долины. Между собой долины могут сообщаться перевалами, закрытыми поздней осенью, зимой, ранней весной. Местность неприступная, что ранее позволило предкам указанного населения выжить. Наличие полезных ископаемых. есть руды железа, меди, свинца, олова, цинка, вольфрамово-молибденовые руды. Микроскопические залежи хрома и никеля, серебро. Есть запасы нерудного сырья. Каменный уголь, мергель, глауберова соль, известняк, глины, огнеупоры, самородная сера, природная селитра, гранит, мрамор, асбест, андезит. Есть хвойные, буковые, дубовые леса. Очень велик потенциал гидроресурсов.
      Сразу хочу, отметить, что подобные общества существовали. Во избежание ненужных споров на исторические темы события происходят в вымышленном мире.
      Горные цепи, подобные описанным, также существуют в реальности. Вернее все известные мне горы построены примерно по такой схеме.
      По вопросу полезных ископаемых, хочу опередить возможных скептиков, которые могут заявить, что такая концентрация полезных ископаемых в природе не существует. Есть в РОССИИ горная цепь, где в радиусе 40-60 км сосредоточены все указанные полезные ископаемые, плюс золото и ртуть. ( Хотя их мы в книге будем покупать в других регионах) Есть еще и много других полезных ископаемых, которые мне неизвестны и неинтересны. Некоторые месторождения имеют промышленные (в современных понятиях) масштабы и активно разрабатываются. Другие разрабатывались в глубокой древности, но в современных условиях нерентабельны.
      Для наших целей этих запасов, разумеется, более чем достаточно. Все это, повторюсь, в реале находится внутри круга радиусом 40-60 км. Нефть и газ в пределах 150-200 км. Для условий средневековья - астрономическое расстояние, до углеводородов доберемся в отдаленной перспективе. Про богатства Урала, Алтая наверное все слышали, нет смысла повторять. Правда, там расстояния побольше. Но, не следует забывать, что речь идет о вымышленном фантастическом мире.
      Итак, повторюсь, в вышеописанных начальных условиях, на фоне которых будут разворачиваться события, ничего фантастического нет. Более того, у многого из описанного существуют реальные прототипы.
      События разворачиваются в горах по следующим причинам: а)Изолированность общества б) Безопасность, труднодоступность для агрессоров. ( в результате чего герои получили более десяти лет мира) в) Только в горах на компактной территории есть полезные ископаемые, леса, и много гидроресурсов. д) изолированность позволяет исключить заимствование у других обществ погони за роскошью, удовольствиями, развлечениями и, соответственно, отвлечения на эти силы трудовых ресурсов. Кроме того, в горах дороги каменистые, есть стек воды. Дороги не превращаются в болота.
      Второе начальное условие. Собственно элемент фантастики. В книге присутствует некий человек по имени Адам. Кто он, откуда, как попал, здесь рассматриваться не будет по принципиальным соображениям. Могу только сказать, что он родился здесь, но тем не менее "попаданец", прекрасно знает данную местность, владеет полными знаниями вплоть до... Об этом тоже не будем. Если этот роман получится, то .. может быть.
      Почему попаданец присутствует в этом мире с рождения? Во-первых он всегда будет на заднем плане. Во вторых, это позволяет избежать участи многих авторов, вынужденных обосновывать и доказывать стандартную схему: Бум по голове чем и как -дело фантазии авторов)-> Очнулся->Где я -> Что со мной (чье это тело) -> как я сюда попал.->Демонстрация восточных единоборств (навыков спецназа, ВДВ или м.пехоты, ОМОНА)->Обучение фехтованию мечом->арбалеты->черный порох, кремнийки, пушки, паровик. Каждые из этих пунктов приходится доказывать и обосновывать. Самое печальное, что при этом приходится отвлекаться на эти в общем-то второстепенные вещи и отходить от основной темы.
      Почему попаданец в книге практически не описывается? Во-первых, тогда придется описывать КАК он это делает. А нам важно ЧТО получается в результете его пребывания в этом мире. Во-вторых, на его фоне поблекнут основные вещи. В третьих, при его активном участии в событиях, он превратится в тирана, будет построена супервертикаль власти, призванная обслуживать его одного. А это не является ни его целью, ни целью данной книги. Придется добавить элементы магии. Он будет вынужден постоянно сражаться.
     
     
     
      Попытаемся обосновать, возможно ли за ДЕСЯТЬ лет, обладая полным набором необходимых знаний изготовить двигатель внутреннего сгорания в условиях средневековья.
     
     
     

Этапы технического прогресса.

     

Кузнечные работы.

     
      -На кузне изготавливаются следующие инструменты:
      -пила для поперечного пиления.
      -Пила для продольного пиления
      -ножи для рубанка, для выстрагивания пазов и шпунтов а также четверти на боковых поверхностях обрезной доски.
      -Бурав, коловрот
      -Оси колес для ножного прядильного и токарного станков по дереву, для тачек..
      -обручи по типу обручей для бочек.
      Данные предметы способен выполнить ЛЮБОЙ кузнец эпохи раннего средневековья. Время - в пределах одной недели. Требуемая рабочая сила 1 кузнец, 1 подмастерье.
     
     
     

. Работы требующие навыков работы с деревом.

      Изготовление досок. Инструмент пила. Доски необходимы для:
      - изготовления водяного колеса. Распиловка досок займет, учитывая отвратительное качество инструмента недели две (без учета времени на сушку). Требуемая РС- 2 человека.
      - ульев. На пасеку из 10 ульев 1, максимум 2 недели. Требуемая РС- 2 человека.
      - изготовления стенок КРУГЛЫХ деревянных цилиндров, которые заменят кожаные меха. Требования : древесина твердых пород, высушенная. Требуется обработка рубанком. Высокое мастерство. 1-2 недели. 1 бондарь. Эта профессия существовала в седой древности.
     
     
     
   Изготовление механизмов из древесины, с применением отдельных железных деталей.
      -Изготовление водяного колеса. Хорошая статья на эту тему "СРЕДНЕВЕКОВЫЕ КОРНИ. ПРОМЫШЛЕННОЙ РЕВОЛЮЦИИ"
      http://vivovoco.rsl.ru/VV/JOURNAL/SCIAM/WATER/WATER.HTM
      Мы будем использовать на первых порах вертикальные колеса подливного типа приводимые в движение потоком воды снизу. Достоинство - простота изготовления и установки. Время изготовления собственно колеса из обрезных досок двумя людьми -неделя-две. Доски скрепляются без железных гвоздей, дубовыми стержнями.
      - Сборка деревянного цилиндрического компрессора. Доски скрепляются железными обручами. Время сборки- полдня 1 человек. В деревнях до сих пор есть древние ручные маслобойки, сделанные по этому принципу.
      - Изготовление деревянного сборного поршня. Между деревянными дисками расположены уплотнительные манжеты из кожи. Время изготовления -2-3 дня. РС -1 человек.
      - Шатун, деревянные (или кожаные?) клапана. 1-2 дня.
      - Установка опор для водяного колеса, с учетом заготовки и доставки бревен -неделя. РС 2-3 человека.
      -Формы для формования кирпичей 1-2 человека в течение 1 дня изготовят с помощью коловорота и деревянных стержней, без применения железных гвоздей минимум 5 форм.
     
     
     

Потребности общины в металле на первых этапах.

     
      Особенностью рассматриваемой истории является крайне низкая потребность общины в металле. Металл нужен на первом этапе для изготовления станков. Станки НЕ БУДУТ использоваться для производства изделий на продажу или обмен. Их назначение, изготовление деталей станков следующего поколения. Сразу по изготовлению станка нового поколения старые будут уничтожаться, а металл идти на переплавку. Т.Е. одновременно необходим металл для двух поколений станков. Пусть существует 5 типов станков : токарный, сверлильный, фрезерный, точильный., микростан для проката прута. На самом деле многие работы можно совершать на одном станке. Но, возьмем с запасом. Далее, учитывая маломощность первых станков, металла понадобится максимум 1500 кг. Возьмем с запасом: пусть потребность в железе:2 тонны.
      На средневековых каталонских печах бригада из восьми человек за сутки производила 3--4 крицы массой 100--150 кг. (ссылки нет. Можно набрать в поисковике "В то время как на Востоке успешно развивали технологию тигельной плавки высококачественной стали из природно-легированных руд, на Западе происходило постепенное освоение других металлургических технологий", "Производительность вододействующих заводов была несравненно выше рукодутной домницы: она давала, по расчетам С.Г. Струмилина, 100-120 пуд. чугуна в сутки"
      Но поскольку героям необходимы продукты питания, они вынуждены производить изделия из металла на обмен. Косы, вилы, лопаты и прочие инструменты не обладают большой массой. Пусть их общий вес достигает 1 тонны в месяц. С учетом того, что потребность в железе для изготовления станков покрывается сразу, то тонна в месяц -достаточная масса.
      Таким образом, потребность в металле у героев в несколько раз ниже, чем могли производить в РИ. При этом следует учесть, что они будут использовать более совершенные технологии.
     

Производство чугуна.

      Высота домны в Утаде 5-8 метров. Подача воздуха обеспечивается цилиндрическими деревянными воздуходувками. Подогрев воздуха обеспечивается прохождением нагнетаемого воздуха через каналы внутри домны. Равномерность дутья обеспечивается применением так называемого "воздушного ларя". В отличие от реального прототипа он будет устроен под домной, что обеспечит дополнительный подогрев воздуха. Горячий воздух нагнетается в домну через несколько керамических сопел.
      Эти работы, могут быть выполнены средневековыми мастерами. Более того, нет причин, которые могли помешать построить такую домну еще древним египтянам. Кроме одной: наличия знаний. Наши герои имеют доступ к источнику знаний (не следует забывать, что книга фантастическая). Время постройки этого небольшого даже по меркам средневековья сооружения определим с запасом -пусть 2 месяца для бригада из 5 человек без учета формовки и обжига кирпичей.
      Литье чугунных деталей в целях сокращения затрат древесного угля, труда и времени утадцы осуществляют непосредственно у выпускного отверстия. Для этого подготовленные литниковые формы подкатываются по деревянным рельсам, ломом пробивается отверстие, чугун льется в подставленные формы
     

Чугунные отливки

      -Шестерни для редуктора. Стандартизация размеров. С передаточным числом 3-5. Для изготовления 2-3 ступенчатых редукторов. Первое поколение станков будет с приводом от мускульной энергии человека. Поэтому энергия будет запасаться в чугунных маховиках.
      -Маховики.
      -валки для небольших прокатных станов.
      -Станины станков. Поскольку ГГ знает конструкцию следующих поколений станков, станины предусматривают возможность установки агрегатов будущих станков.
      -блоки цилиндров для будущих ДВС.
      -Поршни будущих ДВС
      -Коленвалы.
  
  

Производство стали.

   Этот вопрос в комментариях ко многим произведениям вызывает наиболее оживленные споры.
   Следует отметить, что способов получения стали не так уж и много. Опустим кричный передел, кислородный конвертор и электросталь. Остаются следующие способы.
      -- Тигельный способ. Самый трудоемкий и энергоемкий способ с небольшим выходом конечного продукта. Но при этом позволяет получить самые качественные изделия.
      -- Пудлингование. Широко применялось до открытия конверторными и мартеновскими процессами. Трудоемок. Литье невозможно. Только ковка. (рисунок http://www.mediagnosis.ru/HISTORY/GRAPH/Pictures/JPG/10-006-1.gif). Краткая справочка http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00063/83100.htm
      -- Методы получения стали продувкой:
   Томасовский процесс http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00079/64800.htm
   Бессемеровский процесс http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00008/21100.htm
  
  
      -- Мартеновское производство http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00045/81100.htm
   http://komagatake.h1.ru/HISTORY/marten.html
  
  
  
   Методом исключения можно определить пригодные для жителей Утада методы.
  
   Тигельный способ как трудоемкий необходим для получения малых количество высококачественной инструментальной стали. Для массового производства он непригоден.
   Пудлингование не позволяет получать литую сталь, трудоемко. При этом конструкция печи достаточно сложная.
   Остаются мартеновский, томасовский и бессемеровский процессы. Поскольку толстой листовой стали по вполне понятным причинам у поселенцев нет, отсутствует возможность изготовления кожухов конверторов.
   Вместе с тем, в связи с ограниченностью трудовых ресурсов, топлива, транспорта можно обойтись без изготовления традиционных конверторов с железным корпусов. Основной идеей конверторов является продувка воздухом, кислородом или разными смесями расплавленного чугуна.
   Для этой цели можно сливать жидкий чугун сразу из домны в специальные ванны из огнеупорного кирпича с последующей донной продувкой нагнетаемым воздухом. Поскольку объемы выплавляемой стали для целей поселенцев исчисляются десятками килограммов, максимум сотнями, давления, производимого деревянными цилиндрическими компрессорами должно хватить. В крайнем случае можно использовать многоступенчатое сжатие.
   Толщина стен ванны должна подбираться с запасом прочности.
   При данном методе нет необходимости разливать чугун, перевозить и складировать его. Нет нужды тратить топливо, труд людей на новую плавку чугуна. В десятки раз сокращается время, затрачиваемое на получение стали. Полученную жидкую сталь можно выпускать, пробив ломами отверстие в нижней части ванны.
   Литниковые формы в процессе розлива перемещаются по проложенным деревянным (на начальном этапе) рельсам. Преимущество этого способа простота. По сути это ванна из кирпича. Самые сложные части: компрессор, ранее освоенный при производстве чугуна и воодоохлаждаемая фурма.
   Существенными недостатками такого метода является невозможность заранее контролировать предварительный состав содержимого конвертора. Однако, полученная некачественная сталь будет более чем соответствовать требованиям средневековья.
   Мартеновская печь хороша тем, что позволяет переплавлять лом. Но, в отличие от описанного выше способа требует дополнительного расхода топлива. Большие объемы воздушных каналов требуют повышенной мощности компрессов, которые получить используя маломощные водяные колеса сложно. Однако, с постройкой первого двигателя и более совершенных компрессоров, этот метод будет более предпочтительным для производства более качественной литой стали, по сравнению с получаемой предыдущим способом.
   Единственная сложность обоих процессов - это то, что поселенцы первоначально нуждаются в небольших объемах металла. Здесь необходимо продумать печи, в которых в последующем можно будет плавить большее количество стали.
   Таким образом получаем, что пара десятков человек без спешки вполне может в течении одного года построить небольшую домну и конвертор. Однако, в нашей книге закончили строительство домны только через ДВА года. и только через ПОЛГОДА приступили к изготовлению станков. К этому времени (т.е через 2,5 года) герои сумели получить несколько сотен кг чугунных отливок и только около сотни кг некачественной стали. Такие более чем скромные результаты даны для большей достоверности.
  
  Двигатель внутреннего сгорания или паровой двигатель?
  
 Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"