Под впечатлением от работ И-Вей Хуанга мы загорелись идеей заполучить в редакцию собственную паровую машину в стиле стимпанк.

Под впечатлением от работ И-Вей Хуанга мы загорелись идеей заполучить в редакцию собственную паровую машину в стиле стимпанк. Как ранее выяснил сам художник, такие игрушки пока что не производятся серийно (модели паровозов и паромобилей не в счет, это история, а не фантастика). Собственные произведения И-Вей не продает ни за какие деньги — все они хранятся у него дома, ибо созданы в единственном экземпляре тяжелым ручным трудом. К тому же от И-Вей Хуанга нас отделяет океан — маэстро живет в Калифорнии
Несмотря на отсутствие искусственного интеллекта, двуногую машину сразу прозвали роботом
Оставалось лишь построить парового монстра самим. Вместе с главным редактором мы отправились в магазин Eurotrain и купили паровой двигатель. Ваш покорный слуга лично взялся возвести вокруг двигателя устрашающую самоходную конструкцию. Теперь я хочу предостеречь от столь недальновидного шага дорогого читателя.
Два эксцентрика отвечают за движение каждой ноги вперед-назад, другие два поочередно наклоняют машину вправо или влево, перенося вес с одной ноги на другую

1. Место в истории

Решив построить паровую машину в стиле стимпанк, вы не будете оригинальны. Первым на непаханое поле ступил И-Вей Хуанг. Художник построил четырех- и шестиколесные машины, паровые танки с гусеницами, многоногих пауков и даже чудище о ста конечностях. Чтобы хоть чем-то отличиться от Хуанга, мы решили построить двуногое существо — таких в арсенале мастера еще не было. Проект моментально окрестили паровым роботом, хотя формально он таковым не является. Для амбициозных изобретателей всегда есть шанс отличиться: построить паровой орнитоптер или, на худой конец, дирижабль.

2. Больше жару!

Правильно подобрать котел и двигатель можно только методом проб и ошибок. Производители миниатюрных паровых машин не указывают в характеристиках мощность и расчетные обороты моторов. Большинство из них предназначены для работы с чисто символической нагрузкой или вообще без нее. Мы приобрели судовой комплект Wilesco D49, решив, что котел и двигатель из одной коробки должны идеально сочетаться друг с другом. Оказалось, что двухцилиндровый двигатель способен на многое: накопив пар в котле, можно было вывести его на форсаж с колоссальными оборотами. А вот компактный спиртовой котел оказался неспособен постоянно поддерживать необходимое давление пара. Знай мы об этом заранее, предпочли бы котел с газовой горелкой.

3. Семь раз отмерь

Для своего двуногого механизма мы выбрали схему с четырьмя эксцентриками, по которой построено немало шагающих игрушек. Два эксцентрика отвечают за движение каждой ноги вперед-назад, другие два поочередно наклоняют машину вправо или влево, перенося вес с одной ноги на другую. Чтобы робот не опрокинулся, а кипящая в котле вода не залила трубы, кузов пришлось сделать плавающим. Благодаря рычагам, подведенным к тем же эксцентрикам, кузов вместе с котлом и двигателем всегда сохраняет почти вертикальное положение. Эксцентрики, рычаги, превращение крутящего момента в сложные шагающие движения — все это абсолютно в духе стимпанка. Минус сложной кинематики — исключительная требовательность к точности изготовления механических частей.

4. Диалектика скоростей

Эх, прав был Архимед, обещая перевернуть Землю рычагом! Имея достаточный запас шестеренок, можно не сомневаться, что машина заработает со сколь угодно слабым двигателем, — нужно лишь подобрать правильное передаточное отношение. Потом останется решить вопрос терминологии: если один шаг в полсекунды для робота можно назвать бегом трусцой, то, скажем, один шаг в час — скорее, состоянием покоя. Крутящий момент нашего Wilesco D49 встречает на своем пути к эксцентрикам ног шесть понижающих передач. Найти подходящую трансмиссию очень сложно: важно отыскать не только надежные оси и шестерни, но и соединяющие их кронштейны. Чтобы изготовить раму со всеми необходимыми отверстиями самостоятельно, нужен точный сверлильный станок. Лучший выход — собрать трансмиссию из конструктора. И-Вей Хуанг в своих работах использует зубчатые и цепные передачи от знаменитого набора Meccano. У нас же под рукой оказался LEGO. Заставлять гибкие пластмассовые оси тащить железную паровую машину ростом 52 см, безусловно, жестоко. И все же LEGO с задачей справился — робот пошел!

5. Искать или память

Каждому, кто строит необычный механизм, приходится принимать решение: искать готовые детали или изготавливать все с нуля. И-Вей Хуанг разбирает множество отслуживших свое механических игрушек, радиоуправляемых моделей и предметов бытовой техники, чтобы подобрать необходимые элементы для своих машин. Мы решили, что искать гору никому не нужных моделей в Москве — перспектива сомнительная, и взялись строить машину из листового металла. За неимением станка с ЧПУ пришлось подружиться с ножницами по металлу, тисками и паяльником. Быть может, профессиональный жестянщик надо мной посмеется, но простому редактору для изготовления двух ступней, шести двухосных шарниров, восьми рычагов и пяти кузовных элементов понадобилось немало бессонных ночей. Кстати, почти все детали изготовлены из одного куска металла. Длина плоской развертки, из которой согнута ступня, — 62 сантиметра.

6. Декоративные страсти

Уже сломали себе голову, думая, зачем паровому роботу цепь? Очень просто: для красоты! Так же как и поручни на верхней палубе, и гайки-барашки. Эти наивные декоративные элементы — все, что осталось от наполеоновских планов по превращению нашей машины в корабль, вытащенный на сушу сумасшедшим ученым, или в ржавый бронзовый артефакт, пролежавший столетие под землей. Отчасти из страха сделать хуже, отчасти из-за стремительно приближающегося дедлайна общим решением стало оставить все как есть — мол, оцинкованная сталь и так выглядит по‑стимпанковски тяжело и грубо. Все же, чтобы сделать машину красивой, нужно быть художником, как И-Вей Хуанг.

7. Некуда спешить

Наконец машина готова! Все, кто хоть краем глаза видит сверкающего монстра, с сомнением в голосе спрашивают: «А он правда ходит?» — и просят «включить» аппарат. Не тут-то было! Чтобы увидеть, как работает паровая машина, гость должен иметь как минимум полчаса свободного времени. Перед запуском необходимо заправить моторным маслом коллектор каждого цилиндра двигателя (подходит обычное автомобильное), пополнить запас воды в котле и доверху заполнить топку сухим спиртом. Минут десять понадобится, чтобы вода в котле закипела, еще пять — чтобы накопить пар. Первый запуск будет не самым эффектным — двигателю нужно выплюнуть остатки конденсата воды и масла. И лишь затем машина заработает в полную силу.

+. 100 лет за два месяца

Несмотря на все трудности, парового робота, конечно же, стоило построить. Теперь прямо у нас в редакции функционирует механизм, созданный по технологии столетней давности. И не просто функционирует, а совершает работу, перемещая самого себя в пространстве. Блестящий металлический робот, как будто сошедший со страниц фантастического комикса, уверенно шагает по столу, пыхтит, свистит, выпускает пар и изредка плюется машинным маслом. Это очень весело, познавательно и, безусловно, стóит пары месяцев работы.

Полюбуйтесь на нашу чудо-машину в действии:

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№8, Август 2007).