«Катрине» нужен был принципиально новый источник силы. Легкий, чтобы не съедать всю подъемную силу. Безопасный, чтобы не взрываться от шальной искры. Управляемый, чтобы регулировать его мощность. И достаточно емкий, чтобы его хватало и на подъем, и на движение. Без решения этой фундаментальной задачи весь грандиозный замысел Государя останется лишь красивой, абсолютно бесполезной мечтой. Я должен был найти ответ.
Упершись в глухую стену невозможности, мысль начала искать обходные пути. Память, нырнув в глубины, подсунула не грохот битв, а тихий шелест лабораторных журналов Игнатовского. Перед глазами встал полутемная лаборатория, запахло кислотой и горячим металлом, проступило терпеливое лицо Магницкого и то детское, почти забытое чувство чуда, когда медная и цинковая пластины, опущенные в жидкость, впервые заставили дернуться стрелку примитивного гальванометра. Электричество. Вот он, идеальный кандидат — бесшумная, холодная сила, без огня и дыма, послушная, управляемая.
Но как заставить эту силу летать? Первые же прикидки, набросанные на обрывке пергамента, обернулись удручающим выводом. Мои ранние «вольтовы столбы» были неуклюжими, прожорливыми монстрами: чтобы запитать даже самый слабый электродвигатель для винта, требовалась батарея из сотен медных и цинковых пластин. Мысленно взвесив этот ворох металла и прикинув объем едкого электролита, я насчитал несколько пудов мертвой тяжести. Чтобы поднять такую махину в небо, понадобится шар размером с Успенский собор. Замкнутый круг. Тупик. Пергамент с расчетами с досадой полетел в угол кареты.
Взгляд зацепился за легкие, почти невесомые облака, плывущие в безграничном океане воздуха, — и я аж затаил дыхание. Решение оказалось настолько простым, настолько очевидным, что я едва не расхохотался, напугав дремавшего на козлах возницу. Медь. Проклятая, тяжелая медь, которую я собирался тащить в небо в качестве окислителя. Зачем⁈ Зачем тащить с собой то, чего вокруг в избытке? Самый мощный, легкий и абсолютно бесплатный окислитель не нужно грузить в корзину — он повсюду. Воздух. Оставалось лишь заставить батарею «дышать».
Вспыхнув, идея мгновенно начала обрастать плотью, выстраиваясь в голове с инженерной четкостью. Так родилась концепция «Воздушной батареи» — того, что в моем мире назовут цинк-воздушным элементом.
Анод — сменная цинковая пластина. Твердое, безопасное «топливо», которое можно менять на земле, как дрова в печи. Катод — вот он, ключ ко всему. Не металл, а пористый угольный элемент, пропитанный катализатором. Он не участвует в реакции, а служит мембраной, «легкими» батареи, обеспечивая контакт цинка с кислородом воздуха. Электролит? Простой и доступный раствор едкого кали, который можно в промышленных масштабах получать из обычного поташа.
Эта схема давала значительные, революционные преимущества. Во-первых, вес. Отказавшись от тяжелого медного катода, я снижал массу батареи на порядок. Она становилась невероятно легкой для своей емкости. Во-вторых, энергоемкость. Теперь она ограничивалась лишь количеством цинка на борту. В-третьих, безопасность и бесшумность. Никакого нагрева, никаких взрывоопасных газов и абсолютная тишина в работе.
На этом прочном фундаменте мгновенно выстроилась вся силовая установка, мысленно окрещенная мной «Триадой».
Источник: модульный блок цинк-воздушных батарей. Эдакая кассета из сменных элементов, заменяемых на земле быстро, как патроны в обойме.
Двигатель: легкий и надежный электродвижок. Мгновенное включение, точная регулировка оборотов, а значит — и тяги.
Движитель: большой деревянный (либо иной легкий материал) пропеллер. Технология его изготовления отработана на мельницах и кораблях, требовалось лишь рассчитать верный шаг и профиль.
Более того, электричество элегантно решало и первоначальную проблему с огнем! Простая спираль из железной проволоки, раскаляемая током, могла бы обеспечить точный, дозируемый и абсолютно безопасный нагрев воздуха. Никакого открытого пламени, никакой угрозы пожара. Я мог бы построить безопасную «Катрину 2.0». Это означало прорыв. Решение всех поставленных задач.
Но мысль, освобожденная от оков, уже неслась дальше. Глядя на легкие перья облаков за окном, на парящего в вышине коршуна, я понимал, что цепляюсь за вчерашний день. Нагревать воздух… Все равно что прилаживать паровую машину к скаковой лошади. Громоздко, неэффективно. Раз уж у меня в руках появился безопасный и легкий источник энергии, зачем вообще нужен этот огромный, неповоротливый мешок с теплым воздухом? Не проще ли найти нечто, что легче воздуха само по себе?