С чего начнет деятельность попаданец? С 3D-ручки.

Электроника не нужна, пластики — от PCL(1930-40е) до ABS(1954) давно известны. Простенький мотор с нагревателем, брошюра с примерами и популярная игрушка готова. В нашей реальности до ручки дошли лишь в 2013 году.

Настоящими принтерами стоит начинать заниматься лишь [...]]]> История развития 3D-принтера — прекрасный пример ограничений и возможностей попаданца.

С чего начнет деятельность попаданец? С 3D-ручки.

Электроника не нужна, пластики — от PCL(1930-40е) до ABS(1954) давно известны. Простенький мотор с нагревателем, брошюра с примерами и популярная игрушка готова. В нашей реальности до ручки дошли лишь в 2013 году.

Настоящими принтерами стоит начинать заниматься лишь с момента доступности пристойной электроники. Любительские принтеры начали c 8 битных процессоров и характерные размеры файлов вполне влезают в сотни килобайт.

Электроники уровня IBM PC 1981 года более чем достаточно для управления принтером и создания моделей, а опытный спец может подвинуть рамки на несколько лет назад.

Но самая популярная технология FDM была запатентована лишь 7 лет спустя, до этого изобретатели перебирали десятки вариантов вроде метания жидких капель аля струйный принтер.

Основанная на этой технологии Stratasys уже через 5 лет стоила $5.7, а сегодня стоит миллиарды.

Попробуйте представить себя на месте первых изобретателей. Сначала вам надо определиться с базовым процессом. Сама история патентов на эту тему показывает что победитель не так уж и очевиден.

Затем надо определиться с основными идеями конструкции. Человек знакомый с внутренностями своего принтера способен сэкономит месяцы или годы попыток просто потому что он уже знает самый подходящий пластик и топорную конструкцию хотэнда E3D V6.

А главное — ему известны ограничения, так что он подготовится к пику завышенных ожиданий и соберет урожай на впадине разочарования.

Начнем мы, разумеется, с риса.

Отбор всхожего риса флотацией +10% урожая

Посадка квадратно-гнездовым методом для удобства прополки

Гордость Powerhouse Museum — Whitbread Engine, 1785 года, старейший работающий ротативный паровой двигатель в мире.

Сам двигатель возвышается на три этажа.

Так что рядом для удобства стоит модель поменьше.

Australian National Maritime Museum может похвастаться целым набором [...]]]> Некоторые экспонаты австралийских музеев. Размер файлов я не ужимал, так что на мобильном открываем с осторожностью.

Гордость Powerhouse Museum — Whitbread Engine, 1785 года, старейший работающий ротативный паровой двигатель в мире.

Сам двигатель возвышается на три этажа.

Так что рядом для удобства стоит модель поменьше.

Australian National Maritime Museum может похвастаться целым набором кораблей — от реплики HMB Endeavour Джеймса Кука до старой подлодки и эсминца на приколе. Обратите внимание на тупую форму носа парусника — результат феерического регуляторного факапа с Builder’s Old Measurement.

Устройство для записи курса:

Береговые батареи Сиднея защищали город от возможного нападения пиратов или европейских (в т.ч. и российских) рейдеров. Станок решает проблему отката-наката простейшим возможным способом.

Museum of Fire посвящен пожарным.

Огнетушитель-шприц конца 16 века.

Пожарные насосы на тележках.

Крутая помпа могла задействовать сразу 8-12 человек.

Вентиляция для пожарного. Обратите внимание на инструкцию по сигнализации на мехах.

Большую лестницу на тележке уместить было трудновато, так что пожарные обзаводились гарпунами.

Индустриальный огнетушитель на 160 литров.

Центральный пожарный пост.

Taronga Zoo — 12-фунтовые карронады для торговых судов, обратите внимание на размеры — для сравнения 12-фунтовка образца Грибоваля имела ствол длиной 3.2 метра.

Sydney Tramway Museum

Единственный в мире трамвай для перевозки заключенных. История о побеге в нагрузку.

Тележка для выжигания сорняков на трамвайных путях.

Двухэтажный троллейбус.

Miniature Train Rides — Western Sydney. Паровоз для езды верхом. На настоящем можно покататься в NSW Rail Museum.

Сельская паровая машина в Glenworth Valley Camping.

Berrima District Museum.

Карманный Кодак времен Первой мировой.

Прищепки.

Мясорубка с деревянным корпусом, обложенным СВИНЦОМ. Компания получила две медали на Парижской выставке 1855.

Станок непонятного назначения в кафешке рядом. Обратите внимание на пружинную-кулачковую муфту, очевидно для отключения «питания», возможно и для осторожного подключения на низких оборотах.

Что произойдет если одно колесо чуть больше другого? Очевидно, компас начнет врать.

Прикинем требования к точности. Метровое колесо, 1.5 метра расстояния, точность интегрирования плюс-минус 30 градусов — примерно пара десятых оборота колеса или 60-70 см. Дистанция — двух часовой пеший [...]]]> Берем дифференциальную передачу, подсоединяем к колесам и получаем механический компас. В теории все прекрасно.

Что произойдет если одно колесо чуть больше другого? Очевидно, компас начнет врать.

Прикинем требования к точности. Метровое колесо, 1.5 метра расстояния, точность интегрирования плюс-минус 30 градусов — примерно пара десятых оборота колеса или 60-70 см. Дистанция — двух часовой пеший переход, 7 км.

Нетрудно видеть что нам нужна точность в 1 / 10,000 -длина окружности колес должна отличаться на десятую мм, ну а диаметр колес — не больше чем на три сотых миллиметра.

Ну, допустим колеса мы подгоним — катим колесницу несколько км, шкурим провинившееся колесо, повторяем до победы. Или добавим одометр и каждые несколько сотен метров будем ручками делать коррекцию на известную ошибку.

Допустим. Заодно забудем про налипающую грязь, разбухание дерева от влаги (порядка процентов, так что разность влияния влажности на колеса легко перевалит за десятитысячные), проскальзывание колес.

Но едем то мы не по идеальной плоскости. На неровной дороге колесо наматывает чуть больше чем на идеальной плоскости. Левое и правое колесо едут по разным неровностям.

На длинных дистанциях эффект ослабляется за счет компенсации случайных возмущений — отклонение пропорционально квадратному корню расстояния. То есть если на расстоянии 7 км у нас допустимо отклонение в 70 см, то на расстоянии порядка диаметра колеса допустима разность длины поверхности порядка 3 мм — несколько тысячных. Если под одно колесо на метровый отрезок попадает лишний камешек — все, навигатор сломался. Допустимое количество камешков / ямочек можете прикинуть сами.

В общем продемонстрировать работу колесницы на расстояниях в десятки, может сотни метров несложно. Но уже на единицах км начинаются проблемы. Про расстояния порядка дневного перехода рассуждать уже бесполезно.

Можно конечно пофантазировать что колесница двигалась по прямым отрезкам, а интегрирование выполняла на реееедких поворотах. Можно. Если вы никогда не видели грунтовой дороги. Подказка — с прямизной у них всегда проблемы даже в ровном поле.

Возможно, колесница работала на другом принципе, от компаса до поляризатора? Но существует несколько описаний колесниц за разные столетия — все упоминают сложные шестеренные передачи. Еще можно было бы поверить в единственное устройство, изобретатель которого замаскировал истинный принцип отводящей глаза механикой. Но поверить что секрет сохранялся в течении столетий трудновато.

Теперь посмотрим на «научную» литературу:

Reconstruction of the South-Pointing Chariots of the Northern Sung Dynasty by Sleeswyk
A systematic approach for the structural synthesis of differential-type South Pointing chariots by Yan and Chen
The south-pointing chariot on a surface by Bernard Linet
An Approach for the Reconstruction Synthesis of Lost Ancient Chinese Mechanisms by Hong-Sen Yan
The Chinese South-Pointing Carriage by Moule
Reconstruction Designs of Lost Ancient Chinese Machinery Volume 3 || South-pointing Chariots.
STRUCTURAL SYNTHESIS OF SOUTH POINTING CHARIOTS WITH A FIXED AXIS WHEEL by Hong-Sen Yan and Chun-Wei Chen
STUDIES OF THE SOUTH-POINTING CHARIOT: SURVEY OF THE PAST 80 YEARS

Ни одного обсуждения проблемы точности. Ни одного полевого испытания модели.

В общем типичный пример древнего изобретения великой китайской нации.

Вряд ли классическое ткачество было первой подобной технологией. Скорее люди черпали вдохновение из навыков заплетания кос / плетения прутьев (сейчас похожая техника используется [...]]]> Нитки и веревки известны человеку по меньшей мере последние 40 тысяч лет. Неизвестно как именно развивались технологии плетения / прядения, но можно не сомневаться что люди издавна проявляли изобретательность в этом вопросе.

Вряд ли классическое ткачество было первой подобной технологией. Скорее люди черпали вдохновение из навыков заплетания кос / плетения прутьев (сейчас похожая техника используется в макраме).

Альтернативный способ — образовать ткань вывязыванием множества узелков. Так появился почти забытый ныне предок вязания — копанье, сканди-вязание или налбиндинг / нольбиндинг.

(отсутствие устоявшегося написания намекает на низкую популярность технологии и та же ситуация наблюдается и в английском языке — Nalbinding, also referred to as nalebinding, nailbinding, naalbinding or naalebinding, also written nålbinding, naalbinding, nalebinding, naalebinding or needle-netting, single needle-netting, single needle-looping, looping)

Небольшой кусок нити закреплялся в грубой игле, протаскивая иглу мастер добавлял новые узлы. Простейший узел вы можете увидеть на следующей иллюстрации.

Более сложные узлы:

Протаскивать длинные концы было неудобно, так что мастеру приходилось постоянно наращивать нить. Энтузиасты любят преуменьшать недостатки, но факты говорят за себя — до изобретения классического непрерывного вязания налбиндинговые издели составляли ничтожную долю археологических находок и практически не отражены в культуре. Сейчас технология практически забыта и используется лишь для нишевых решений вроде вязанных тканей с повышенной плотностью / устойчивостью с повреждениям.

(Одно время была популярна гипотеза что Пенелопа распускала именно вязанную ткань, но сейчас можно уверенно утверждать что до нашей эры классическое вязание не было известно. Возможно сложность распускания плетеной или вязанной налбиндинговым методом ткани должна была подчеркнуть добродетель героини.)

Но где-то в 8 веке нашей эры в арабском мире, возможно в районе Египта, был открыт метод непрерывного вязания. По иллюстрации видно что основная идея тривиальна — мы держим петли предыдущего слоя на одной спице и пропускаем через них свободный конец нити, образуя следующий слой петель, который удерживается второй спицей.

Существует бесчисленное количество тонкостей и дополнений — отметим изобретенную через несколько столетий «резинку». Первые вязанные носки / шапки приходилось поддерживать подвязками. Но ткани можно придать повышенную упругость. Простейший способ — менять направление пропускания петель на каждой последующей петле, создавая изогнутую упругую структуру.

Теперь стало возможно быстро получать предметы одежды заданной формы. В ткани вязанной непрерывным методом нити легко смещаются под нагрузкой. Это ведет к проблеме с растягиванием и распусканием. Но это же свойство помогает вязанной ткани еще лучше облегать тело.

Новый метод быстро распространился по Евразии и вязанные предметы стали использоваться повсеместно, а вяжущая женщина стала символом домашнего уюта. Художники усадили за вязание даже Деву Марию:

Где-то к 1500 году было придумано вязание крючком — теперь уже и жесткие узлы научились вязать непрерывным способом.

Множество узлов можно объединять в узоры.

Идея автоматизации процесса достаточно очевидна и первая вязальная машина увидела свет как минимум в 1598 году. Она имела 8 крючков на дюйм (каждые три миллиметра), но уже следующая версия удвоила плотность вязания и уже в 17-ом веке повсеместно применялись машинки с 20 крючками на дюйм.

Автоматическим вязальным машинам приходилось бороться с жесткой конкуренцией — вязание чулков / носков / шапок было идеальным занятием для фермерских домохозяек в промежутках между бытовыми делами. Пара спиц и моток пряжи — и в редкие моменты отдыха вполне можно соорудить пару чулок за неделю, заработав копеечку в семейный бюджет.

Сложно сказать насколько попаданец будет успешен на поприще автоматизации, но сама возможность весьма интересна.

Вязальная машинка изготовленная на 3D-принтере
Изготовление шапки за полчаса
Детали современной вязальной машины

В общем история вязания будет весьма интересна попаданцу — это и пример на удивление поздно открытой простой и полезной технологии, популярность вязания позволяет легко обосновать факт владения им попаданцем, а история автоматизации даст простор заклепкотворчеству.

Проблема раннего парового двигателя — простейший котел съест уйму металла и порядка половины от веса двигателя. Пар обожает конденсироваться на любой холодной поверхности, выделяя при этом уйму тепла, а резкое уменьшение объема при конденсации подсасывает [...]]]> Рассказ будет не о Firefox’е, а о предшественнике ДВС — вакуумном двигателе (vacuum engine, also called flame-licker engine, flame-engine, flame-dancer).

Проблема раннего парового двигателя — простейший котел съест уйму металла и порядка половины от веса двигателя. Пар обожает конденсироваться на любой холодной поверхности, выделяя при этом уйму тепла, а резкое уменьшение объема при конденсации подсасывает новый пар — поэтому пар отдает тепло намного быстрее чем просто горячий воздух, что и используется в паровом отоплении.

А что если сделать все наоборот, в цилиндр подать воздух из топки, нагретый до нескольких сотен градусов, а потом охладить его водяным душем? В результате в цилиндре образуется разрежение до половины-трети атмосферы.

Сэмюэль Браун изготовлял такие двигатели с 1826 года, но двигатели Ленуара и Отто не оставили им никаких шансов.

Как показывают прикидки, идеальный КПД схемы перевалит через 10% уже на 450 градусах Цельсия. В общем на практике вполне можно ожидать эффективности выше чем у пароатмосферной машины, но без тяжелого и дорогого котла.

Конечно цилиндр придется увеличить в разы, на весе мы все равно сэкономим, большая точность расточки не нужна — протечка будет отбирать тепло у воздуха не так эффективно как у пара, уплотнения скорее всего выдержат не больше сотни градусов (идеальный КПД порядка 1,5%), хотя их наверняка получится защитить от перегрева. У Стирлинга цилиндры постоянно ломались, но в вакуумном двигателе тепловые перепады поменьше, на худой конец цилиндр можно держать холодным. Но котел придется топить продуктами перегонки нефти или чистить выхлоп топки от сажи — иначе цилиндр долго не проживет.

В общем при наличии чистого топлива / экспертизы по чистке выхлопа вариант интересный, но не факт что получится заменить паровик.

А что если скрестить схему с двухтактным насосом Гемфри и раскачивать вакуумом воду в трубе? КПД упадет не сильно, но мы избавимся от возни с газогенерацией и зажиганием и обеспечим более «мягкий» рабочий цикл по сравнению со вспышкой сжатого газа. А попозже двигатель можно и переделать на более эффективную схему Гемфри.

Быстро изготовить круглые колышки для деревянных граблей можно при помощи металлической трубки с заточенными краями — просто вбиваем кусок дерева с трубу молотком.

Деревянные вилы распаривают и оставляют на форме для придания нужной формы.

Различные виды лестниц, в основном для [...]]]> Все иллюстрации из книги The forgotten arts and crafts by John Seymour.

Быстро изготовить круглые колышки для деревянных граблей можно при помощи металлической трубки с заточенными краями — просто вбиваем кусок дерева с трубу молотком.

Деревянные вилы распаривают и оставляют на форме для придания нужной формы.

Различные виды лестниц, в основном для сбора фруктов.

Деревянная дымовая труба (обмазана глиной изнутри).

Проходы в изгородях для скота.

Устройство деревянного колеса.

Греем железный обод и насаживаем его на колесо.

Лебедка для стягивания клепок.

Маслобойки.

Устройство телеги.

Сани для сбора моллюсков после отлива.

Корзины.

Ловушки для рыбы и раков / крабов.

Ткацкий станок.

Чистка фруктов.

Захват для переноса ледяных блоков.

Устройство ледника.

Ручная(!) ледоделка.

Обратите внимание на упоры для рычага на прессе.

Пасечник успокаивает пчел дымом.

А когда вы в последний раз видели стиральную доску?

А как насчет веника?

Еще один вымирающий вид — утюги.

Стиральные машины.

Меха и ручной вентилятор для раздувания углей.

Грелки.

Складная ванная.

Чистка дымохода.

Ловушки для крыс, пчел и тд тп.

Мы уже упоминали про необходимость регулировки высоты подвеса над огнем. На иллюстрациях ниже можно увидеть некоторые альтернативные конструкции.

Наши авторы:

kraz 433 статей vashu1 101 4eshirkot 38 LysenkoAA2 18 Grue 5 xolmc 4 PaRus 2 K_mert 2 Draft 2 KonungGogn 2 WhiteWind 1 karakh 1 o.volya 1

Комментаторы ходят [...]]]> 19 июля 2012 года kraz опубликовал первую статью на сайте. С тех пор мы опубликовали более 600 постов и получили почти 40 тысяч комментариев!

Наши авторы:

kraz 433 статей
vashu1 101
4eshirkot 38
LysenkoAA2 18
Grue 5
xolmc 4
PaRus 2
K_mert 2
Draft 2
KonungGogn 2
WhiteWind 1
karakh 1
o.volya 1

Комментаторы ходят к нам как на работу — в выходные число комментариев в полтора раза меньше чем в будни, а по времени суток пик приходится в аккурат на рабочее время (а заводы стоят!).

Самая активная двадцатка комментаторов (полный список):

kraz 4469
vashu1 3873
dan14444 2786
Taras 2572
dimav 1904
Hludens 1406
инженер 766
4eshirkot 765
2:5080/205 681
Йож 678
DlMFlRE 629
Akray 604
vpotapov1 528
Тарас 463
Гутенберг 446
hludens 413
onosamo 382
Nw 371
Grue 365
SaxaHorse 356

Число постов по годам:

Число комментариев по годам:

С днем рождения!

Какао, или шоколадное дерево, происходит из в субэкваториальных районах Южной Америки и культивируется человеком по меньшей мере 5 тысяч лет. Растет в жаркой и влажном климате, не выносит прямых солнечных лучей, так что его обычно затеняют другими деревьями, [...]]]> История шоколада содержит целый ряд открытий не содержащих особых технологических трудностей, а потому весьма интересна попаданцу.

Какао, или шоколадное дерево, происходит из в субэкваториальных районах Южной Америки и культивируется человеком по меньшей мере 5 тысяч лет. Растет в жаркой и влажном климате, не выносит прямых солнечных лучей, так что его обычно затеняют другими деревьями, вроде кокосовых пальм. Плоды ростут прямо на стволе. Дерево начинает плодоносить через 6 лет и достигает полной зрелости в 12, принося урожай эквивалентный примерно половине килограмма какао в год.

Разрезав плод, вы обнаружите несколько десятков какао-бобов в белой и влажной оболочке, содержащей темную и горькую сердцевину. Первым делом плоды надо оставить ферментироваться (гнить) в темном прохладном месте полторы-две недели — например на подстилке из банановых листьев или в решетчатом ящике.

После этого сердцевину извлекают, сушат на солнце и прожаривают на огне. Получившийся темный и твердый боб прекрасно хранится. Все эти действия были открыты еще аборигенами. Теперь боб можно растолочь и размешать с горячей водой, добавив перец чили, мед и другие добавки. Индейцы часто пили этот напиток холодным, так что не факт что попаданец вообще узнает в напитке шоколад, особенно учитывая его чудовищную жирность с сильным горьким и кислым привкусом.

Европейцы оценили необычный вкус и быстро пристрастились к новому лакомству. Рецепт постепенно эволюционировал в горячий напиток на молоке с добавлением тростникового сахара и специй вроде ванилина.

В зависимости от степени прожарки бобов напиток мог иметь жирный и менее горький вкус (слабая прожарка) или менее жирный и более горький вкус. В любом случае оставался кислый привкус. Тем не менее за 18ый век производство какао-бобов выросло с сотни тонн в год до нескольких тысяч.

В 1815 году голландцы отладили процесс ощелачивания раствором карбона кальция, что убрало кислый вкус. Затем жирность стали понижать, извлекая масло какао винтовым прессом (процесс запатентован в 1828) и/или отстаиванием в тканевых мешках в духовке. Получившийся продукт в целом идентичен современному какао.

Какао-масло интересно тем что его температура плавления близка к температуре плавления человеческого тела. В 1847 году его начали смешивать с какао, с добавлением сахара и ванили, получая твердые плитки — аналог современного темного/горького шоколада. Продукт имел очень неравномерную структуру и горький привкус.

Горькость пытались ослабить молоком, но оно упрямо не хотело смешиваться с маслом какао. В 1875 проблему решили использованием известного с начала века сухого молока — так был получен король шоколадов, молочный шоколад.

В 1879 году был открыт ключевой процесс — конширование. Горячая шоколадная масса в течении минимум суток перемешивалась с максимальным увеличением поверхности. Продукт наконец-то обрел современную однородную структуру тягучей суспензии, а дегазация и полное покрытие твердых частиц жировой оболочкой сделали вкус намного приятнее. Изобретатель процесса Линдт держал его в секрете как минимум 20 лет — однородный шоколад стал мегапопулярен в элитных кругах и обеспечил огромные прибыли.

Последним шагом стало понимание тонкостей кристаллизации шоколада. Шоколад образует кристаллы 6 типов и проще всего получить самые неинтересные — матовые мягкие и легко тающие. Со временем они перейдут в плотную блестяющую и хрустящую форму, но при этом на поверхности некрасивый выделится белый налет жира. В шоколад можно добавить затравку из шоколада в кристаллах желательного типа — этот способ относительно прост для кустарного применения, но в современных промышленных условиях обычно шоколад остужают до определенной температуры, потом чуть подогревают и разливают в формы. (детали популярно описаны в книге «Из чего это сделано?» Марка Медовника)

Конечно на этом прогресс не остановился. В 1920-ых годах был придуман хрустящий и крупнопористый Flake. В 1936 был разработан белый шоколад — в него добавляют какао-масло, но не порошок, хотя этот вид стал популярным куда позже. Выдерживая жидкий шоколад в вакууме несколько часов получают пористый шоколад. Новинка 21 века — рубиновый шоколад.

Невкусный и трудноплавящийся шоколад рационов американской армии, шоколадные фонтаны, шоколадные чипсы, пиццы, фадж, ликеры и молоко, нутелла и брауни, мокачинно, шоколад с добавкой мяты, орехов, сала и рома… В общем перечислять все разновидности и производные можно бесконечно.

Разумеется изготовление хорошего шоколада включает бесчисленное количество тонкостей, но уже видно что знание нескольких ключевых моментов будет бесценно для попаданца в 19 век и раньше.

Так появился принципиально новый механизм — линейный подшипник роламит. Он отличается на порядок меньшим [...]]]> В середине 1960-х доктор Wilkes работал над использованием S-образных металлических лент в акселерометрах. Такая конфигурация отличалась замечательной чувствительностью, но ее нестабильность убивала любую надежду на практическое применение. Но добавление пары роликов в ленту убирало все проблемы системы, сохраняя все ее достоинства.

Так появился принципиально новый механизм — линейный подшипник роламит. Он отличается на порядок меньшим трением чем шариковые подшипники (лента и ролики не движутся относительно друг друга) и для него не нужна точная выдержка диаметров роликов.

Роламиты широко использовались в 70-х и 80-х в механических акселерометрах, от атомных боеголовок до сенсоров удара воздушных подушек (patent US4092926A, в настоящее время вытеснены MEMS-акселерометрами). Экспериментальные инерциальные системы на основе роламита показали способность отслеживать положение машины с точностью порядка процентов в радиусе нескольких километров.

Исследовались вариации принципа роламита — от систем из нескольких соединенных роламитов (см Rolamites and non uniform motion mechanisms) до термостата из роламита с биметаллической лентой с треугольным вырезов (в разы чувствительнее простой биметаллической пластины).

Еще интереснее возможность использования принципа роламита в подшипниках вращения.

Сложно сказать насколько данные подшипники применимы в попаданческих условиях. Как минимум это гаджет аналогичный капельнице Кельвина — явно оригинальная и интересная игрушка, которая откроет перед нищим попаданцем двери университетов и лабораторий.

При перемещении больших каменных частей вечная головная боль — крепление подвеса, особенно если блок со всех сторон окружен другими элементами или точку подвеса надо замаскировать. Дополнительную проблему создает низкая прочность камня на растяжение.

Методы соединения деревянных брусьев в Античности.

Опоры крыши.

Инструменты плотника, Египет.

Подвесной [...]]]> Источники иллюстраций — см. название файла.

При перемещении больших каменных частей вечная головная боль — крепление подвеса, особенно если блок со всех сторон окружен другими элементами или точку подвеса надо замаскировать. Дополнительную проблему создает низкая прочность камня на растяжение.

Методы соединения деревянных брусьев в Античности.

Опоры крыши.

Инструменты плотника, Египет.

Подвесной потолок, Рим.

Экономим на соединении камней в стене.

Сверление каменной вазы египтянином.

Обработка сегмента колонны на вертикальном станке.

Обработка колонны на горизонтальном станке.

Изготовление свинцовой трубы.

Простейшее поселение под навесами.

Хижина из костей мамонтов, реконструкция.

Мегалиты.

Крупное мегалитическое захоронение.

Польская деревня времен античной Греции.

Свайное поселение.

Славянское поселение на холме над рекой.

Усадьба богатого египтянина.

Ворота форта американских колонистов.

До XVIII в. все винты нарезались или вручную, или на [...]]]> Винт и гайка это не только резьбовое соединение, но и важнейший элемент станков и измерительных приборов. Чтобы винт можно было использовать в этих целях, винт должен иметь постоянный шаг и наклон резбы.
Поэтому попаданцу следует знать приемы, с помощью которых такие винты можно изготавливать.

До XVIII в. все винты нарезались или вручную, или на различных винторезных станках, каким-либо образом копирующих оригинальный винт, тоже нарезанный вручную. Изготавливаемые таким образом резьбовые соединения в целом удовлетворяли потребностям промышленности и техники того времени, но оказались совершенно непригодны, например, для астрономических измерений уже к началу XVIII в.
Изготовители научных приборов и часов делали весьма хитроумные станочки для нарезки достаточно точных винтов, однако лишь небольших.

Кардинальное изменение ситуации началось лишь в 90-х годах XVIII в., когда за эту проблему взялся выдающийся механик Генри Модсли.
Модсли построил станок со сменными шестернями, позволяющими получать любой шаг резьбы при использовании одного ходового винта.

Это была не новая идея (аналогичный принцип использовался в станках Нартова, Сенота, и др., а предложен был еще Леонардо да Винчи), но Модсли приложил огромные усилия для изготовления исходного винта, максимально точно соответствующего употребляемой системе измерений.
Пытаясь получить такой винт, он перепробовал все известные методы, и остановился на способе с наклонным ножом, который при движении вдоль вращающегося цилиндра из дерева или мягкого металла производил достаточно точную нарезку с требуемым шагом.

Установив сделанный таким образом винт в свой станок и нарезав в нем винт из латуни, Модсли получил прочный и износостойкий винт, пригодный в качестве ходового, но содержавший, однако, практически все неточности исходного винта.
И здесь Модсли сделал важное открытие — используя несовершенный ходовой винт, он смог нарезать новый, лишенный большей части погрешностей. Для этого он прогонял резец множество раз, всяческими способами меняя положение участков резьбы исходного и нарезаемого винтов — например, переворачивая ходовой винт, перенося точку крепления ходовой гайки, устанавливая два ходовых винта и закрепляя резец между ними, как в машине да Винчи, и т.д. Также для доводки Модсли использовал плашки, причем он первым применил режущие, а не просто сминающие металл плашки.
При этом все неравномерности усреднялись, и в итоге Модсли смог изготовить весьма севершенный винт длиной около 7 футов, отличавшийся от эталона лишь на 1/16 дюйма, то есть менее чем на 1/1000 общей длины. Поскольку исправить это отклонение с помощью шестеренок оказалось слишком сложно (для этого они должны иметь 999 и 1000 зубцов), был использован очень остроумный метод: на ходовой гайке размещалась ось неравноплечего рычага, короткий конец которого держал резец, а длинный скользил по расположенной под небольшим углом направляющей.

Таким образом, Модсли получил возможность производить винты практически любых размеров и со стандартизированной резьбой, т.е.четко заданным шагом.
Винты Модсли выглядели совершенными, однако исследование специально изготовленного им винта, выполненное в 1810 г. известным производителем научных приборов Эдвардом Троутоном двумя жестко соединенными микроскопами, показало, насколько этот винт далек от идеала.
Основной причиной недостаточной равномерности полученных описанным выше способом эталонных винтов являются дефекты самого станка — например, несовершенство зубчатых колес, люфты и т.д. Можно избавиться от всех этих факторов, просто исключив сам станок, как это сделал Джон Бартон в 1810-х.
По его способу предварительно нарезанный (например, плашкой) винт доводился двумя парами раздвижных плашек, жестко соединенных между собой на расстоянии половины длины винта. Плашки изготавливались таким образом, что одна срезала металл при вращении по часовой стрелке, вторая — против. Таким образом, прогоняя винт много раз и понемногу сдвигая плашки, можно достичь полной идентичности обоих половин винта, после чего плашки переставлялись на расстояние в 1/3 винта и процесс продолжался до их полного сближения. А чтобы исправить непостоянство наклона резыбы, плашки можно поворачивать относительно друг друга. Таким образом достаточно легко уменьшить ошибки винта до 0.01 мм; большую точность достичь не получается из-за влияния теплового расширения металла в ходе рвботы.
Полученный высокоточный винт Бартон использовал в делительной машине, а сам метод двух плашек получил широкое распространение при изготовлении различных приборов и продолжал использоваться до начала XX в.
Проблемой нарезки винтов занимались и другие инженеры и механики. Например, Клемент использовал две раздвижные плашки и резец, закрепленные в раме с нарезаемым стержнем.

При этом плашки сначала служили для нарезания первичной резьбы, которая затем приводилась к единообразности резцом, укрепляемым на разных расстояниях от плашек, выполняющих уже функцию ходовой гайки.
Дальнейшее повышение требований к эталонным винтам связано с оптикой, а именно изготовлением дифракционныых решеток, в которых недопустимы даже самые небольшие отклонения в равномерности расположения штрихов. Поскольку известные на тот момент методы не давали требуемой точности, Генри Роуланду пришлось придумать собственный. Для этого сначала нарезался винт обычной ручной плашкой, а также изготавливалась к нему гайка почти во всю длину винта. Гайка разрезалась вдоль на четыре части и снабжалась оправой, позволяющей сближать все части. Смазаный маслом с порошком наждака винт помещался в гайку, а вся конструкция — в воду с постоянной температурой для предотвращения теплового расширения металла.

Медленно вращая винт и постепенно стягивая оправу, резьбу доводили до высочайшей степени равномерности, на что, однако требовалось до двух недель шлифовки. Поскольку первая и последняя треть резьбы при этом получались несколько хуже, они отрезались.

Используя свой метод, Роуланд добивался высочайшей правильности винта, который устанавливался в специальную делительную машину. Роуланд смог изготавливать решетки с 40000 линий на дюйм и отклонением 1/300000 дюйма, которые позволили записать полный спектр Солнца.

Конечно, достичь такой степени совершенства, которой добивался Роуланд, попаданцу будет сложно, но в упрощенном варианте этот метод хорошо подойдет, например, для микрометров.
Хорошо видно, что в основе всех описанных приемов лежит очень простой принцип — усреднение всех дефектов.