Пока делали водолазный костюм, потом его испытывали и выполняли подряд портового руководства, у Солано было достаточно времени и для параллельных проектов. В первую очередь он перебрал генератор постоянного тока и заменил на роторе обмотки. Вместо семидесяти витков на катушку теперь в ротор был запихан один виток, но сечением примерно 35 мм². Это резко изменило выходные характеристики. Теперь и напряжение у генератора упало в 70 раз, и ток (теоретически) вырос во столько же. Ибо выходное напряжение генератора пропорционально числу витков (при прочих равных).

Все эти переделки были затеяны ради получения доступа к богатому миру электрохимии: рафинирование меди, гальваника, электрохимическое окрашивание металлов. Но не только. Низкое напряжение при больших токах прекрасно подходило для получения бертолетовой соли. А это было одной из главных целей Солано. Одна такая установка покроет потребность Парагвая в инициирующем составе для капсюлей. А несколько установок — залог массового производства дешёвой взрывчатки. И делать эту установку надо здесь и сейчас, в Нью-Йорке. Делать, проверять в работе и упаковывать к отправке.

То же касалось и выщелачивания бедных руд цветных металлов. В Парагвае есть и медь, и цинк, и никель. Маленько и небогато, но есть. Классическими методами извлекать эти металлы из бедных руд — сплошная нерентабельная головная боль. А вот используя связку незамысловатой химии и электрических методов, можно наладить малотоннажную добычу, достаточную для специальных нужд — инструментальной стали, брони, гальванических покрытий. Для начала индустриализации хватит и ресурсов Парагвая.

Но всё это было только «во-первых». Вторым, и главным, направлением применения электроэнергии должна была стать электрометаллургия. Солано нацелился получить индукционные печи, в которых можно было бы получать сталь в жидком виде.

В оставленной Иваном Доловым реальности индукционные печи отлично закрывали сегмент малотоннажной металлургии. Но то, что для XXI века «малотоннажная» и «кустарная», для середины XIX века — серьёзный промышленный объём. Сейчас жидкую сталь получали в скромного размер тиглях с большой затратой топлива. Отчего стоила она дорого и шла почти исключительно на инструмент. Даже оружейные стволы в массе своей всё ещё были железные.

Для Парагвая, обладающего невероятным изобилием энергии рек и при этом нищим на углеводороды, — электрометаллургия единственный выход. Осталось только создать и растиражировать подходящий под задачу генератор. А здесь были свои специфические проблемы.

Исторически первые металлургические установки не были высокочастотными. В них использовался принцип трансформатора — где к первичной обмотке подключался ток промышленной частоты, а вторичной обмоткой служил накоротко замкнутый виток расплавленного металла. Токи, наводящиеся в этом витке, не только нагревали его, но и интенсивно перемешивали.

После недолгого поиска оптимальных схем инженеры остановились на конструкции ковша, у которого в дно был встроен замкнутый канал, взаимодействующий с электрическим полем. Большая часть ёмкости ковша выступала только резервуаром. Особенностью эксплуатации таких ковшей была необходимость оставлять часть жидкого металла — «болото», чтобы не размыкать этот виток. Запускать такой ковш на холодную было ещё тем танцем с бубном.

Для крупнотоннажного металлургического производства, которое выпускает однотипную продукцию типа рельс, этот вариант был приемлем. Проблемой был только невеликий ресурс конструкции ковша и сложности с ремонтом индукционного узла.

Гораздо меньше эксплуатационных проблем у плавильных агрегатов с внешним индуктором. Там и ресурс высокий, и тигль простой формы, и возможность выливать весь металл без остатка и тут же загружать холодную шихту уже другого состава. Ёмкости у установок совершенно разнообразные — от минимальных лабораторных до промышленных. Под любую задачу. Это в итоге и стало залогом победного шествия индукционных тигельных плавильных установок по всему миру вплоть до Пакистана. Один только важный нюанс препятствовал Солано выбрать такую установку целью прогрессорства. Они работали на частотах в несколько десятков килогерц. И чем меньше масса металла, тем выше должны быть частота. А генерировали эти частоты мощные полупроводниковые аппараты, преобразуя стандартную промышленную. Что, конечно, для попаданца было нереально.

Впрочем, от идеи получить индукционную плавку или закалку металла он не отказывался. Только выйти на повышенные частоты он рассчитывал за счёт чистой механики.

Есть такой малоизвестный тип электромашин, который в советской технической литературе называли — генератор индукторного типа, а за рубежом reluctance generator. Он уступает иным типам генераторов переменного тока по КПД, металлоёмкости, уровню шума при работе. Но есть у него невероятное преимущество, которое привлекло Солано. У этого типа генератора все обмотки расположены на статоре. Вращается только тупая железяка определённой формы, а вся магия творится на неподвижной поверхности корпуса. Что очень сильно упрощает конструкцию и до предела повышает надёжность.

В простейшем варианте, взятом Солано за образец, на валу крепился ротор в виде огромной шестерёнки. На статоре было такое же число зубцов, и вокруг каждого наматывалась обмотка. Генерация ЭДС возникала, когда во вращающейся системе появлялось постоянное магнитное поле. Его источником служила катушка, для которой система ротор/статор служили сердечником электромагнита.(1)

Зубцы вращающегося ротора то сближались с зубцами неподвижного статора, то отдалялись от них. От этого менялась напряжённость магнитного поля на зубцах. Оно пульсировало. И эти пульсации наводили ЭДС на обмотках вокруг зубцов. Эта ЭДС суммировалась и выливалась к потребителю в виде пульсирующего тока высокой частоты.

Высокая же частота проистекала из конструкции. Каждый зубец ротора за один оборот вызывал возбуждение в обмотках столько раз, сколько зубцов на статоре он встретит. Если их будет, например, сто, то за минуту при скорости вращения в 1000 оборотов он всколыхнёт электроны 100 тысяч раз. То есть выходящий ток будет иметь частоту примерно 1666 колебаний в секунду (Гц). Если раскрутить такой генератор до 3000 об/мин, то частота будет уже 5 кГц. Без всяких полупроводников.

Ещё, плывя на плоту по джунглям Амазонии, Солано начал размышлять и проектировать генераторы, которые должны стать рабочими лошадками индустриализации Парагвая. Но тогда, теоретизируя, он исходил не из возможностей, а из потребностей. Здесь же, в Нью-Йорке, ему пришлось выработать совсем скромный вариант, учитывающий именно наличествующие возможности.

Паровая машина мастерской по адресу Уотер-Стрит, 224, имела по паспорту пять лошадиных сил мощности. Но и на эту мощность нельзя было рассчитывать. От неё придётся откусить долю, причитающуюся генератору постоянного тока, а это около киловатта. Ведь иного источника для возбуждения поля. Ротор высокочастотного генератора надо было вращать на куда больших оборотах, чем выдавал паровичок. А следовательно, неизбежна повышающая ременная передача. И повышающая минимум в четыре раза! А значит, потери на проскальзывание ремня и эффективной мощности на валу будет ещё меньше.

Вот и выходил «релуктант» с ожидаемой проектной частотой 1000–1200 Гц (в зависимости от того, насколько удастся раскрутить паровую машину под нагрузкой) и мощностью всего около 1,5–2 кВт с учётом собственных потерь. А это очень смешная мощность. Сколько и с какой скоростью могла расплавить индукторная установка с такими параметрами, предстояло определить на практике.

* * *

Машина запыхтела паром и начала раскручивать вал. На слегка выпуклых шкивах, самоцентруясь, заскользили широкие приводные ремни, выделанные из шкуры бизона. Давление в котле показывали два новеньких манометра, кустарно изготовленных Уолтером Хантом.

Машина начала пыхтеть чаще и сильнее, разгоняя маховик зубчатого ротора. А тот с нарастающим гулом начал набирать обороты. Механический центробежный указатель на паровой машине постепенно двигал стрелку по отметкам. 200. 300. 400. Вой ротора стал совсем уж неприятен, и на его фоне шум от генератора постоянного тока совершенно растворился. Как и все прочие шумы.

Солано повернул рубильник, и постоянный ток хлынул в обмотку возбуждения. Никаких приборов, которые это показали бы, в конструкции не было предусмотрено. Косвенно о работе генератора можно было судить по тому, как натужно запыхтела паровая машина, восстанавливая просевшие обороты. Солано поднёс гаечный ключ к корпусу релуктанта и почувствовал, как он прилипает к металлу.

«Ну теперь самое главное».

В этом эксперименте был ещё один момент, который с трудом поддавался расчётам. Точнее, вообще не поддавался, и Солано бросил свои попытки. Дело в том, что индуктор в связке с нагрузкой порождает огромную реактивную составляющую. Объяснять, что это такое, неподготовленному человеку, очень трудно. Практически невозможно. Но вкратце — если эту реактивную мощность не компенсировать, то полезное действие оказывает только часть тока, остальная бессмысленно циркулирует по проводам, вызывая их нагрев. Контроль этого нагрева Солано предусмотрел. Для его измерения виток провода от генератора он поместил в стакан с касторкой и туда же опустил обычный градусник (с дурацкой шкалой Фаренгейта).

Для компенсации реактивной составляющей тока в промышленности служат батареи конденсаторов. Как правило, они подключаются совершенно автоматически, подчиняясь контрольной аппаратуре. Солано об этом знал и тоже собирался бороться за повышение КПД своей установки. Но заранее узнать, какую именно ёмкость включить в цепь, он не мог. Он не знал ни точное выходное напряжение, ни добротность индуктора, ни частоту. Слишком всё было сделано на глазок и на авось. Поэтому он истратил все остатки станиоли и шёлка и соорудил пяток банок конденсаторов в дополнение к имеющимся.

Одним контактом все они были припаяны к общей шине, с которой уходил толстый провод индуктора. Одна банка была подключена без коммутации, напрямую, а остальные крепились к персональным ключам — медным пластинам с эбонитовыми шарообразными ручками. Конструкция, конечно, небезопасная, но Солано никого к установке подпускать не собирался, а сам опасность учитывал и берёгся как мог. Даже очки себе сделал тёмные на случай внезапной дуги.

Опасность заключалась в том, что можно слишком хорошо «перекомпенсировать» систему и вызвать явление резонанса. А оно чревато скачкообразным ростом напряжения, которое может достичь тысяч вольт. Разумеется, изоляция такое не выдержит, и система, мягко говоря, «выйдет из строя». Где именно жахнет, сказать было трудно.

Поэтому, когда генератор загудел, выдавая энергию в катушку, Солано опустил в её фокус пруток толщиной в мизинец и запустил секундомер. Через три минуты он уже светился малиновым цветом. Через десять цвет изменился на белый, что соответствовало 1200 градусам.

Отметив время в своём журнале, Солано подключил вторую банку конденсатора. Короткая искра сообщила ему, что заряд перераспределился на две ёмкости. Впрочем второй пруток нагрелся до белого каления немножко быстрее. За ним последовало подключение третьего, четвёртого, пятого. С каждым разом скорость нагрева прутка росла, но и опасность приближалась.

Подключение шестого конденсатора уже сопровождалось яркой вспышкой дуги между ключом и медными губками. Гул у генератора стал неравномерным. Видимо, в цепи начались какие-то колебательные процессы. Поэтому Солано от греха подальше рывком разомкнул только что подключённый ключ. Дуга отключения была гораздо длиннее. Она тянулась от губок, разбрызгивая медь и страшно гудя. Её жар Солано почувствовал даже через кожаные краги. К счастью, разрыв оказался достаточным. Дуга оборвалась и погасла.

«Надо будет добавить дугогосящие камеры». Подумал Солано.

Он окинул взглядом своих испуганных помощников.

— Всё в порядке, — подбодрил он их, перекрикивая шум генератора. — Иногда так случается. Давайте первый тигель.

Говард Тинджи кивнул и несколько суетливо подцепил шамотный стакан, чуть его не уронив. Взяв себя в руки, он осторожно поместил его в центр катушки. Гул генератора сразу изменился. Паровая машина опять отреагировала на нагрузку возросшим расходом пара. Кендрик подкинул в топку угля.

Первый тигель содержал три фунта плотно утрамбованной смеси чугунного боя и железной мелочи — стружки и опилок, в соотношении один к одному. По замыслу Солано в расплаве должен был выровняться уровень углерода, и итоговый продукт по содержанию углерода соответствовать инструментальной стали. Но так это или нет, могло показать только испытание итогов плавки.

Спустя пять минут нагрев стал очевиден. Запахло обгорающими следами масла и органикой на поверхности. Из тигля начал подниматься дым. Через полчаса из тигля уже били фонтаны искр, а содержимое булькало, как суп в кастрюле.

Солано сделал запись в журнале и дал отмашку. Говард аккуратно подцепил тигель клещами и понес разливать его содержимое по песчаным формам. Второй слесарь тут же вставил холодный тигель на освободившееся место. Солано зафиксировал время. На этот раз навеска такого же состава была на фунт больше.

Через сорок минут второй тигель также ловко изъяли из индуктора и вылили в изложницу, а на его место встал третий, еще на фунт тяжелее и с другой пропорцией компонентов. Вот только испытать все заготовленные рецептуры сегодня было не суждено.

— Шеф! — перекрикивая гул генератора, проорал в ухо Алан Пинкертон. — Там люди ломятся. Ругаются. Полицию грозят вызвать.

— В чём дело? — удивился Солано.

— Их адский шум вашей машины пугает.

Солано поморщился и быстрым шагом пошёл в представительскую часть первого этажа. Захлопнув за собой дверь в мастерскую, он наполовину срезал вой генератора, но и оставшийся был довольно громким и непривычно пугающим.

Супно и Руми стояли в дверях, грудью сдерживая агрессию десятка мужчин разного возраста.

— Вон он! — заорал один из них, увидев Солано.

— Прекращай свои сатанинские эксперименты! — заорал второй, потолще и постарше первого.

— Я на вас в суд подам, — подхватил третий, — вы мне из лавки всех покупателей распугали. Кто мне упущенную прибыль скомпенсирует?

Этого человека Солано узнал. Он действительно держал лавку через стену от мастерской на Бекман-стрит. И дела у него шли неблестяще. Так что вряд ли он что-то упустил. Хотя всё может быть.

— Через сорок минут шум закончится, — прокричал Солано. — Раньше не остановить. Расходитесь.

— Что значит «расходитесь»! Мы должны посмотреть, что за сатанизмом вы тут занимаетесь? Может, вы демона вызываете! — бесновался толстяк.

— А вы что, епископ или охотник на демонов? Вы скорее на еду для демона похожи, — насмешливо произнёс Солано, глядя на толстяка. — Никто не войдёт в здание без моего разрешения или санкции суда. Идите по своим делам, джентльмены. Не тратьте своё и моё время.

С этими словами Солано развернулся и дал знак кечуа. Те воспользовались заминкой штурмующих, захлопнули дверь и задвинули засов.

— Фух… — выдохнул Алан. — Народ нервный какой. Но я могу их понять. Слишком уж вой неприятный.

В этот момент в окно влетел камень, рассыпав стекло мелкими брызгами.

Солано пожал плечами.

Этот мир ещё не привык к техногенным шумам XX века. И то, что попаданцу казалось терпимым и даже заурядным, вызывало здесь бурную реакцию. Тем не менее на планах плавить металл посреди Нью-Йорка можно ставить крест. Да и источник мощности нужен был посолиднее. Радовало только то, что в принципе установка работала. А это обещало тысячи тонн стали для Парагвая.

(1) Подробнее о генераторе в моей статье в блогах https://author.today/post/764229