Сейчас, конечно, исходный мономер для ПММА — метилметакрилат — получают из нефти, но долгое время [...]]]> Полиметилметакрилат (ПММА), известный всем как оргстекло или плексиглас, был бы очень полезен попаданцу благодаря комбинации прозрачности, прочности и прекрасных диэлектрических свойств. Тем более что для полученния этого пластика, производство которого начато еще в 1930-х годах, достаточно самого простого сырья.

Сейчас, конечно, исходный мономер для ПММА — метилметакрилат — получают из нефти, но долгое время его производили из ацетона.
Для этого сначала нужно получить циангидрин из ацетона и циановодорода, который, в свою очередь, генерируется из цианида калия или желтой кровяной соли и разбавленной серной кислотой. Ацетонциангидрин медленно добавляется к концентрированной серной кислоте и превращается при этом в амид метакриловой кислоты. Затем добавляется метанол и смесь кипятится несколько часов, что приводит к метилметакрилату и гидросульфату аммония. Метилметакрилат выделяется отгонкой, температура кипения 101 гр.

Как видно, все исходные материалы достаточно доступные, а сам процесс не требует сложного оборудования. Находящийся в цианиде азот не теряется, а остается в виде гидросульфата аммония.

Заполимеризовать метилметакрилат можно при добавлении небольшого количества радикального инициатора (0.02-0.5% перекиси бензоила или других перекисных соединений) и нагревании сначала при 60 гр. до загустения, а потом постепенного повышения температуры до 120 градусов. Самый прозрачный и свободный от дефектов материал получается при полимеризации без нагревания в течение 2-3 недель и последующей термообработке до 100 градусов. В крайнем случае полимеризацию можно осуществить вообще без инициатора, но это займет существенно большое время (несколько месяцев), а механические свойства продукта будут несколько хуже. Но, тем не менее, это вполне рабочий вариант.

Готовый блок ПММА можно распилить на куски нужного размера. Если же мономер полимеризовать между отполированными стеклами, сразу же получатся листы оргстекла нужной толщины и с гладкой поверхностью.

Обработка оргстекла не должна вызвать затруднений — его легко резать, пилить, шлифовать. При нагреве до 100-120 градусов ПММА размягчается и может быть отформован в прессе. Склеивать оргстекло можно растворителями типа дихлорэтана, а еще лучше — исходным метилметакрилатом.

Плексиглас вполне может заменить оптическое стекло, поскольку очень легко полируется и имеет показатель преломления около 1.49.

Если вместо метанола взять другие спирты, то получатся пластики с отличающимися свойствми. Полиэтилметакрилат и полибутилметакрилат менее теплостойкие, но более ударопрочные, особенно на морозе. Полимеры эфиров метакриловой кислоты и многоатомных спиртов (глицерина или этиленгликоля) — не термопласты, а реактопласты — теплоскойкие, неплавкие и устойчивые к растворителям.

Пламя обычной свечи или масляной лампы имеет достаточно невысокую температуру, потому что топливо сгорает в условиях недостатка кислорода. Если же вдувать дополнительный воздух в пламя через трубку с тонким отверстием, то пламя принимает вид острого языка, [...]]]> Паяльная трубка — это простое, но крайне полезное приспособление, которое служит человечеству уже не одну тысячу лет.

Пламя обычной свечи или масляной лампы имеет достаточно невысокую температуру, потому что топливо сгорает в условиях недостатка кислорода. Если же вдувать дополнительный воздух в пламя через трубку с тонким отверстием, то пламя принимает вид острого языка, в котором достигается очень высокая температура.

Сложно сказать, где и когда впервые использовали паяльную трубку (самое раннее изображение датируется 2400 г до н.э., в Египте), но она была обычным инструментом ювелиров и стеклодувов с древних времен и до появления газовых горелок. А в развивающихся странах ювелиры до сих пор используют паяльную трубку.

Стеклодувы, изготавливавшие термометры, научную аппаратуру и стеклянные украшения, в XVIII в перешли на подачу воздуха мехами, которые качал помошник или сам стеклодув ногой.

Все это, конечно, полезно для попаданца, ведь ему наверняка придется паять твердыми припоями, спаивать стеклянные трубки, плавить сферические линзы для простейшего микроскопа и т.д., но самое полезное применение паяльной трубки другое — это химический анализ.
Впервые использовать трубку для анализа начали в XVII в, а трудами Берцелиуса, Гана и многих других химиков огневой анализ стал очень информативным методом. С помошью паяльной трубки были открыты более десяти новых элементов! Суть анализа состоит в том, что испытуемое вещество (например, какой-нибудь минерал) подвергается действию окислительного или восстановительного пламени, на куске древесного угля, глиняной или гипсовой пластинке.

По поведению вещества (плавление, изменение цвета, окрашивания пламени, образование корольков металла или налетов на угле или гипсе), а также окрашивании капельки расплавленной буры с крупинкой вещества можно определять большое количество элементов, и даже их примерное содержание (например, по размеру королька металла). Вся аппаратура для анализа очень проста, не занимает много места и идеальна для использования в полевых условиях.

С помошью паяльной трубки можно осуществить в миниатюре практически все процессы выплавки металлов (обжиг руды, плавка, купелирование и т.д.) и за очень короткое время — буквально несколько минут — понять, стоит ли эту руду пытаться плавить в печи. Нагревая в пламени паяльной трубки образец глины, можно сразу же оценить ее степень огнеупорности.
С появлением более совершенных методов, в первую очередь спектрального анализа Бунзена и Кирхгоффа, а также развития мокрых методов анализа, огневой анализ быстро утратил свое значение, однако попаданцу этот метод может оказать огромную помошь.

Возьмите винтовой циркуль со стальными иглами на обоих концах(или с грифелем, но остро заточенным) и кусок прозрачного пластика(например крышку от DVD коробки). Нацарапайте на пластике окружность и осмотрите поверхность на солнце, [...]]]> Сегодня мы познакомимся с крайне простым, но весьма впечатляющим способом создания трехмерных изображений — скретч-голограммой(scratch hologram, scratchogram, mechanical hologram, abrasion hologram, poor man’s hologram).

Возьмите винтовой циркуль со стальными иглами на обоих концах(или с грифелем, но остро заточенным) и кусок прозрачного пластика(например крышку от DVD коробки). Нацарапайте на пластике окружность и осмотрите поверхность на солнце, плавно поворачивая ее. Вы увидите два точечных солнечных блика на окружности. Это обычное отражение от стенок «каньона» царапины.

Теперь нацарапайте на пластике букву V, выставьте иглу циркуля в одну из точек буквы, и нацарапайте небольшую дугу. Повторите процесс для нескольких десятков точек буквы, не меняя угол раствора циркуля. Теперь опять посмотрите на блики солнца на царапинах. Естественно, они складываются в ту же букву. При небольшом наклоне буква как-бы перемещается и чуть-чуть поворачивается — зрелище впечатляющее даже современного человека. Понятно почему она перемещается — при наклоне точки отражения смещаются на всех дугах, а вопрос, почему она поворачивается, оставим в качестве домашнего задания.

В первую попытку изображение лучше рассматривать на солнце в безоблачный день, но при минимальном навыке подойдет даже свет свечи(я проверял на свете пары спичек). Циркуль должен иметь регулирующий винт или иной способ фиксации ножек — если кривизна дуг будет меняться случайным образом, то изображение станет размазанным. Сначала лучше ограничится неглубокими царапинами — рваные стенки глубоких могут отражать свет неравномерно, обычно советуют даже затупить острие. По моему опыту, пластик неплохо царапается даже заточенным грифелем, но винты держателей стоит затянуть потуже — иголка и грифель могут сдвигаться при рисовании. Камера хорошо различает точки, но для глаза они сливаются в линии и вживую изображение выглядит намного эффектнее чем на иллюстрациях.

А что если мы будем менять кривизну дуг по мере рисования линии? Тогда линия будет вести себя отлично от соседей при повороте — наш мозг будет интерпретировать это как «объемность» линии(видео). Простой способ нарисовать такую линию — нарисуйте начальную и конечную точку дугами разной кривизны, затем возьмите точку посередине между ними и настройте циркуль так чтобы он рисовал дугу посередине между двумя предыдущими, затем повторите, разбивая линию на все более мелкие отрезки. Или отмеряйте циркулем расстояние от текущей точки линии до какой-то другой. Тогда по мере продвижения по линии раствор циркуля будет непрерывно меняться.

Еще один интересный прием — нарисовать половину изображения дугами загнутыми вверх, половину — дугами загнутыми вниз. Тогда эти части будут по разному реагировать на поворот поверхности. Собственно «объемность» изображения видна даже без движения поверхности — для левого и правого глаза изображение выглядит чуть по разному, так что оно будет объемным даже для многоглазого инопланетянина, в отличии, скажем, от стереоизображения 3D телевизора.

Строго говоря, под голограммой обычно подразумевают сложную дифракционную решетку, восстанавливающую исходное изображение в результате интерференции, скретч-голограмма же использует банальное отражение, так что часто возникают споры по поводу того, стоит ли причислять данный метод к голографическим. С другой стороны такие «строгие» определения голографии обычно содержат глупые ошибки. Скажем, определение голографии в вики жестко связывает технологию с лазерами, при том что первые голограммы были получены без их помощи, да и сейчас голограмму можно рассчитать на компьютере и воплотить в реальность штамповкой или аддитивными методами. В любом случае споры о терминах обычно малопродуктивны.

Метод, по-видимому, был открыт Либерманом(Gabriel Liebermann) в 1981, так что он будет интересен даже попаданцу в двадцатый век. Пластик прекрасно заменяется металлом, уверен что подойдет стекло и полированный камень. Только представьте себе, какой эффект будет производить на хроноаборигенов пайцза великого Впопуданца с волшебным объемным изображением…

Источники и интересные ссылки:

Abrasion holograms FAQ by William Beaty.
Подборка ссылок того же автора.
Видео с простейшим плоским вариантом.
Видео с объемными голограммами, еще видео.
Российские химики впервые в мире научились печатать scratch holograms.

Главная польза от этих печей была в двух направлениях — в выплавке стали, где печь оказалась очень экономной и управляемой. Втроре направление — выплавка стекла, где необходима температура даже выше чем для выплавки железа. Причем в случае со стеклом — до Сименса нормальное оптическое стекло получать [...]]]> Собственно, здесь будет разбираться регенеративная печь Симменса, 1856 год.

Главная польза от этих печей была в двух направлениях — в выплавке стали, где печь оказалась очень экономной и управляемой. Втроре направление — выплавка стекла, где необходима температура даже выше чем для выплавки железа. Причем в случае со стеклом — до Сименса нормальное оптическое стекло получать не умели, параметры стекла очень сильно отличались не только от плавки к плавке, но и если взять кусок выплавленного стекла — в нем были участки разного свойства. Поэтому если вы возьметесь за оптические приборы, то без регенеративной печи вам не справиться…

Сам принцип печи прост до безобразия.
Главная идея — использовать тепло выбрасываемых газов для подогрева входящего в печь воздуха.
Если вам кажется такая идея слишком малозначимой — то до начала 19 века входящий воздух вообще не подогревали. И причина была банальна — никто на самом деле не представлял какие процессы происходили в печи. Хотя общее представление уже имели. Но все — «методом тыка», то есть на каждый чих уходили поколения и дикое количество денег.

К примеру — та же регенеративная печь Сименса только называется «печью Сименса». Действительно, саму идею предложили братья Сименс, но практическую реализацию этой печи (в металлургии) смог добиться только Мартен, у которого за плечами было 20 лет опыта выплавки стали.

Вот одна из схем газовой регенеративной печи Сименса для тигельной плавки стали. Стеклоплавильная печь очень похожа конструкцией:

А — плавильное (рабочее) пространство, устраиваемое на 4, 6, 8 и более тиглей; в одной печи иногда соединяется несколько
отделений,
f — крышка над рабочим пространством из огнеупорных кирпичей на железных скобах; отверстия в крышке служат для наблюдения за ходом печи;
С, С — воздушные регенераторы с клетками огнеупорных кирпичей;
D, D — газовые генераторы с клетками огнеупорных кирпичей;
К — чугунное корыто, поддерживающее под печи;
m — коксовая набойка, на которую ставятся тигли;
В — пламенные пролеты, в которых газ соединяется с воздухом и где начинается горение входящих в печь газов.

Такая печь — сложная конструкция. Эти все отделения регенераторов делают с задвижками, чтобы во время плавки регулировать температуру.
Работа происходит так — продукты горения пропускали по кирпичным кладкам сверху вниз по пути в дымовую трубу. Когда кирпичи раскалялись, то задвижки перекрывали и через раскаленные кирпичи пускали воздух для его нагрева. В это время продукты горения раскаляли другой регенератор. И так попеременно. Это позволило поднять температуру, а чем выше температура, тем быстрее выплавляется сталь.
Можете представить насколько сложной будет эта операция, если приборов измерения температуры фактически нет. Тут хочешь-не хочешь а задумаешься над постройкой пирометра.

Кроме высокой температуры такие печи дали другой интересный эффект — они снизили качество топлива. То есть если в обычной печи нужно обязательно кокс, то регенеративную можно раскачать торфом

Но такие печи имеют и недостатки, ничего не дается просто так.

Во-первых — регенераторы на практике это очень объемные конструкции, которые нужно раскалить. А на это идет и время и топливо. Поэтому если плавки не идут одна за другой и регенераторы остывают — то вместо экономии на быстрых плавках получается как раз наоборот.

Во-вторых — высокая температура это очень здорово, но как насчет огнеупорных материалов? Требования к ним в регенераторной печи куда выше!
Огнеупорный кирпич — вещь сложная, а тут нужен особенно огнеупорный. Только на его нахождения легко уйдет цела жизнь.

Поэтому вывод — регенераторная печь вещь очень ценная. Если у вас уже промышленное производство. А если у вас выплавка болотной руды раз в пару месяцев… ну, тут можно найти варианты. Когда вам по каким-то причинам позарез нужна высокая температура.

Микроскопу — в любом случае быть. А [...]]]> Рано или поздно попаданцу понадобится микроскоп, причем я подозреваю, что именно рано.
И тут дело даже не в развитии медицины (хотя первое, что придется двигать — это гигиену, без разницы какую область будет развивать попаданец). Тут дело в том, что микроскоп очень сильно продвинул понимание человеком окружающего мира.

Микроскопу — в любом случае быть.
А самый простой микроскоп построил Антони ван Левенгук в 1665 году, поэтому мы именно его и возьмем за образец….

Хотя оригинальные Левенгуковские микроскопы и лежат в музеях (9 штук), но метод, которым пользовался изобретатель был неизвестен. Ведь основой микроскопов была линза диаметром в районе пол-миллиметра, которую и сейчас отшлифовать — большая проблема. Поэтому триста лет историки считали, что Левенгук имел тайный метод шлифовки, ныне неизвестный (хорошая зацепка для конспирологов, это хоть и не «тайны пирамид», но очень и очень).

Однако, в 1970 году в Новосибирске совершенно случайно нашли метод производства этих линз. И метод крайне простой.
Единственное, что необходимо — это развитое стеклодувное дело, а это — времена Римской Империи. И даже раньше, если попаданец сумеет проварить стекло.

Итак, что необходимо?
Мы должны выплавить кусочек стекла и, пока он не застыл, вытянуть нить.
Потом кончик этой нити опускается в пламя и нить начинает плавиться, а стекло на конце собирается в шарик. Это и есть будущая линза. Ее можно использовать и напрямую, но это неэффективно, ее фокусное расстояние — десятые, а то и сотые доли миллиметра, образец фактически должен касаться поверхности линзы.
Чтобы увеличить фокусное расстояние, необходимо сошлифовать одну сторону линзы, образовав плоско-выпуклую линзу. Фокусное расстояние увеличится до миллиметра или даже двух. Увеличится не только фокусное расстояние, но и поле зрения. Работа по шлифовке — как раз «ювелирная», потому что использует абсолютно те же инструменты и технологии, которые ювелиры использовали для огранки драгоценных камней, с той лишь разницей, что стекло много мягче алмаза и задача поэтому попроще.

Расстояние от линзы до глаза у нас будет 2-3 мм, к этому надо привыкать.

Давайте разберем технологию чуть подробнее.

1. Очень желательна спиртовка или газовая горелка. Тут вся задача — чистое (без копоти) пламя, иначе на поверхности линзы образуется налет, который резко снижает качество микроскопа.

2.Изготавливаем стеклянные палочки, если удастся — из оптического стекла. Нагреваем горелкой середину стеклянной палочки, когда она размягчиться, ее нужно вынуть из пламени и растянуть. Образуется тонкая стеклянная нить длиной 20-40 см. Переломим нить в центре — у нас две заготовки для линз.

3. Поместим нить вертикально сверху в пламя горелки, постепенно опуская с ростом капли стекла. Тут главное — как можно более сферическая форма капли, поэтому и опускаем нить сверху. Для отработки технологии сначала делаем шарики диаметром 1.5 — 2.0 мм, постепенно раз от раза делая их все меньше. Уже первые капли дадут увеличение порядка 50 раз.
Предел такого микроскопа — примерно 400 раз, хотя больше 200 раз строить вряд ли стоит — возникают проблемы с подготовкой препаратов. Самым употребительным будет стеклянный шарик диаметром около полумиллиметра.
Для лучшей сферичности толщина нити должна быть не более трети от диаметра шарика.

4. Хранить заготовки лучше под стеклянным колпаком, чтобы предохранить от пыли.
И помните — прикасаться к линзе нельзя никогда!

5. Берем два тонких медных или латунных листа (толщиной 0.3 — 0.5 мм), соединяем их по краям и просверливаем насквозь сверлом чуть меньшим диаметра линзы. В древние времена с этим могут быть проблемы, но ювелиры имели множество методов обработки тонких листов.

6. Зажимаем шарик между листами ножкой в ту сторону, где должен быть препарат и сошлифовываем вместе с латунной пластинкой.

Дальнейшее — вопрос приготовления и закрепления препарата. Для этого потребуются два тончайших стекла, это отдельная тема, придется продвигать флоат-процесс.
Левенгук вместо этого вытягивал из стекла тончайшие капиллярные трубочки, так что варианты есть. Хотя из-за кривизны поверхности микротрубочек у Левенгука на было четкого изображения.

Вообще можно сделать сам микроскоп подвижным и крепить его на предметном стекле:

Недостаток такого микроскопа — невозможность рассматривать непрозрачные предметы, потому что расстояние между линзой и предметом слишком мало, чтобы достаточно осветить. Поэтому для изучения структуры мартенсита нужно нечто иное.

Ну а напоследок — внимание, бонус!

В Сибири старатели издавна пользовались самодельным «микроскопом» из игральной карты.
В карте прожигали раскаленной иглой тонкое отверстие. На это отверстие наносили каплю воды, которая играла роль линзы. Если вода слишком быстро испаряется — можно попробовать каплю меда или масла.
Метод вполне годится и для каменного века и им гарантировано можно порадовать фараона.

Самая что ни на есть попаданческая технология!
Вам не кажется, что это попахивает революцией в медицине задолго до Гиппократа и Авиценны?

Литература:

Журнал «Наука и жизнь», 1980 №5, стр. 90-92;
Журнал «Наука и жизнь», 1981 №3, стр. 139-141;
Журнал «Наука и жизнь», 1982 №10, стр. 150-151.

Зеркала были [...]]]> Ну вот, наладил попаданец производство стекла. Возможно даже — стекла оптического. А какой массовый продукт можно выпускать? Конечно же зеркало! Если оконное стекло или стеклянную посуду будут покупать исключительно богатые люди (у бедных есть чем заменить эти предметы), то зеркало заменить нечем. В древности фраза «книга-лучший подарок» была неверна. Зеркало — лучший подарок!

Зеркала были известны давно. Собственно, уже шимпанзе узнают свое отражение. Но в лужу смотреться неудобно, да и солнце в затылок. Поэтому с древности для зеркал полировали различные поверхности, чаще всего металлические. В древнем Египте уже были медные зеркала и бронзовые зеркала. То, что изображение было тусклым и окрашеным — это еще полбеды. Хуже то, что поверхность бронзы быстро окислялась и ее нужно было чистить каждый день, как солдатскую бляху в Советской Армии. Конечно, у фараона было кому его чистить, но каждая чистка — это снятие нескольких микронов толщины и насколько зеркала хватит — неизвестно (хотя древний Египет любил массивные вещи). Поэтому для фараона делали зеркала из серебра. Их тоже нужно было постоянно чистить, но изображение было поярче. Делали зеркала и из железа, на Руси она назывались «булатные».

Но мы имеем стекло — и поэтому будем делать зеркало стеклянным. Задача распадается на две подзадачи — создать ровный стеклянный лист и покрыть его с одной стороны металлическим отражающим слоем.

Итак — сначала стеклянный лист. Нужно сделать очень ровный железный стол с бортиками и вылить на него расплавленное стекло. Но зеркала из такого не получится — будет просто оконное стекло. Дело в том, что поверхность стекла застывает неровно — там куча мелких и не очень выпуклостей и вмятинок. Если сделать из такого стекла зеркало, то отражение будет ужасным. Оно даже не будет напоминать кривое зеркало из «комнаты смеха», размеры неровностей не так велики и нерегулярны. Поэтому зеркало нужно шлифовать. Делали это так — на один стеклянный лист клали другой, между ними насыпали песок и начинали елозить одним по другому. Если зеркало небольшое — работы часов на 30, а большое вообще фиг сделаешь.

Но после шлифовки мы имеем два листа матового стекла — песок не только срезал неровности, но и сделал стеклянную поверхность шероховатой. Нужно полировать. Для полировки нужны пасты подобные современной ГОИ и на конечном этапе — полировка войлоком. Это еще минимум 70 часов. То есть на небольшое зеркало — 100 часов работы. А стекло ведь материал хрупкий, возможен стеклобой, да и качество плавки раз от разу отличается… Вобщем, можно представить, сколько стоило стеклянное зеркало.

Собственно, стеклянный лист для зеркала полируют до сих пор, только механическим способом и поэтому очень быстро. Удастся ли попаданцу ввести в этот процесс механизацию зависит от общего состояния техники и того, насколько попаданец сможет технику развить. Но получение гладкого стекла — самый сложный этап, потому что он многократно усложняется при увеличении площади стеклянного листа.
Тут спасает флоат-процесс, когда стекло отливают на расплавленное олово, поверхность которого по определению ровная. Как для попаданца это критическое ноу-хау.

Теперь второй этап — нанесение зеркальной пленки. Начиная с 16 века для этого использовали амальгамму — сплав олова с ртутью. Я не знаю, как там у кого, но мне не хочется, чтобы у меня в комнате висела такая фигня, покрытая ртутью, пусть даже поверху ртуть замазана краской. Кроме того — такие зеркала были тусклыми.
Поэтому будем делать по-современному — покрывать зеркало серебром. К сожалению, для этого нужно кое-какая химическая промышленность.

Итак, реакция первая, школьная. Реакция так и называется — «серебряное зеркало». В колбу наливают 2-процентный раствор нитрата серебра AgNO₃ и подливают в него раствор аммиака до тех пор, пока образующийся вначале осадок не растворится в его избытке.
Потом берем обезжиренное алкоголем стекло, у него стекле делаются бортики и раствор наливается сверху как в ванночку, Всю эту конструкцию нижней частью опускают в емкость с водой, которую можно подогреть. В раствор очень осторожно (чтобы не выпали хлопья) добавляют формалин. Воду под стеклом подогревают (можно до кипения). Серебро из раствора оседает на стекле пленкой до микрона толщиной. После высыхания серебро нужно покрыть двумя слоями масляной краски, чтобы избежать окисления металлического слоя.

Сейчас на производстве покрывают другим способом. Стекло обрабатывают раствором хлорида олова SnCl₂ после этого стекло обливают опять-таки раствором нитрата серебра AgNO₃, содержащим сахар. Сахар восстанавливает соль серебра до металла а хлорид олова играет роль активатора процесса.
Второй метод предпочтителен, но для производства химикатов к нему нужно иметь две кислоты — соляную и азотную, а для первого процесса достаточно азотной (ну и формалин, естественно).

Вобщем понятно, что зеркало — совсем недешевая вещь, и возможно, что индейцы, радующиеся зеркальцам и стеклянным бусам были не настолько неправы…

Стекло получить, на [...]]]> Стекло — это одно из древнейших технологий, доступных человечеству. Первые стеклянные бусины, найденные в Месопотамии, имеют больше 5.5 тыс лет. И что самое интересное — стеклянное производство в Египте и Месопотамии развивалось параллельно и независимо — из-за разного сырья (и, вероятно, секретности). Нам для промышленности в любом случае придется развивать свое производство…

Стекло получить, на первый взгляд, несложно. Нужно два составляющих — песок и сода. Ну и нагреть их хотя бы до 950°С. Вот начиная с последнего и идут проблемы. Проблемы, сразу скажу, решаемые — даже для Древнего Египта. Стекло, конечно, будет невысокого качества — темное, мутное, с нитями разных плотностей (свилями), с пузырьками и частичками, упавшими в расплав. Это явно не оптическое стекло, но им можно пользоваться.

Итак, запускаем производство. Во-первых, нам нужен качественный песок — белый, мелкий, чистый. Его желательно прокалить для выжига органических примесей. Нужный песок с первого раза вряд ли удастся найти, скорее всего его придется везти издалека. В любом случае — это выяснится только опытным путем.
Соду использовать не будем. Во-первых — месторождений естественной соды очень мало, ее везли из Египта и в ней было большое количество соли, поэтому такое стекло обязательно проваривалось два раза. Мы используем известь — с ней проблем не было. Весь вопрос — в чистоте этой извести, наверняка придется сменить нескольких поставщиков. Песка нужно 70-75%, остальное — известь.

Стекло — аморфный материал, состоящий из большого количества химических соединений, он даже не имеет определенной точки плавления, стекло при повышении температуры постепенно размягчается и в какой-то момент его можно считать жидким. Но чтобы получить действительно жидкость, нужна температура около 2000°С. Современные виды стекол более легкоплавкие, но в то время их получить крайне сложно — из-за невозможности получить некоторые добавки и из-за присутствующих в сырье примесей.

Вообще, главная проблема с качеством стекла — это количество примесей.
Примесь глины делает стекло матово-белым. Примесь железа — бурым (пивные бутылки все видели?). Со стеклом ситуация абсолютно аналогична стали — до сих пор ищут новые рецепты состава стекла.

Одним из важных этапов является отжиг. Стекло нельзя просто так поставить остывать — оно станет закаленным и поэтому очень хрупким, с внутренними напряжениями — и будет разлетаться в пыль от малейшего удара. Сейчас уже умеют закалять стекло, но в те времена не получится, уж слишком точен техпроцесс. Поэтому охлаждают стекло несколько часов и понемножку. Чтобы это не вышло слишком быстро, приходится его подогревать (еще расход топлива).

Конечно, не все так просто. В начале 17 века в Англии (на тот момент самой продвинутой стране по производству стекла — из-за убегающих туда от религиозного преследования мастеров) случился кризис производства. Просто потому, что печи нечем было топить — все доступное топливо закончилось. Ситуация не единичная — в В 1747 г в России Сенат запретил использование стекольных и металлургических заводов вблизи Москвы, чтобы остановить массовую вырубку лесов на топливо.
Но именно тогда началась Техническая Революция, которая подсадила мир на каменный уголь, которым благополучно пользуемся до сих пор в ожидании следующей революции. Каменный уголь кроме недостатков (у него больше сажи и всяких вкраплений, которые могут попасть в стекло), имеет и один существенный плюс — температура варки стекла выросла. Поэтому если вы уже захотели запускать массированное производство — сначала нужно добыть уголь.

Просьба попаданцу помнить, что стекло, из-за отсутствия пластмасс в древности, является стратегическим материалом. Очень много из него делалось для промышленности и военного дела. Именно поэтому больше всего топлива потребляло производства железа и стекла. Поэтому конкуренты будут. И переманивать мастеров будут. И воровать технологии — в особенности.

Если две двояковыпуклые линзы вставить в трубку [...]]]> В свое время, раскопав Трою, Шлиман очень удивился, когда нашел среди прочего отшлифованую линзу. То есть технологией шлифовки линз попаданцу не удастся удивить аборигенов. Правда, во времена средневековья это умение было близко к забвению, но с 16 веков интерес к оптике опять возник и все пошло в гору.

Если две двояковыпуклые линзы вставить в трубку на определенном расстоянии друг от друга — получится подзорная труба. Или телескоп — что кому надо. Это простое знание и сделало переворот в оптических приборах. Следует только помнить, что изображение будет перевернуто. Для того, чтобы изображение было прямое, окуляр нужно сделать составным — их дух-трех линз. Технологически это заметно сложнее, но даже для средневековья это не является невозможным, хотя на начальном этапе это не нужно — спрос будет все равно.

Поэтому можно попробовать организовать производство подзорных труб. Основные покупатели — как всегда военные и моряки. Рынок не будет большим, поэтому цена изделия получится немалая. Время внедрения — начиная с медного века и заканчивая 16 веком, когда это начали производить и без попаданца. Главное, что нужно иметь перед внедрением — это производство оптического стекла.

Одна из сложностей при производстве трубы — коллимационная ошибка. Это когда оптическая ось не совпадает с геометрической осью трубы и изображение вытягивается в одну сторону, как в кривом зеркале. Ее до сих пор сложно избежать, а уж когда линзы шлифовались вручную она гарантированно присутствовала. Для ее уменьшения линзы должны стоять в определенном положении — какие чуть наклонно, а какие нужно вращать вдоль оптической оси. А если еще учесть, что кривизну линз поначалу не удастся сделать стандартной, то длина каждой трубы будет чуть отличаться.. В общем, это все надо подбирать и подзорная труба получается вещью штучной, на конвейер не поставить.

Подзорную трубу в наше время делают с призмой, это сокращает ее длину. А раньше для сокращения длины ее делали складной, что давало проблемы с соосностью. А так как она из меди, то разбалтывается достаточно быстро и коллимационная ошибка увеличивается. Поэтому для начала рекомендуется делать трубу жесткой, не складной. Она будет сантиметров 70 длиной и обращаться с ней нужно крайне аккуратно — смять медную тонкостенную трубку несложно.

В 1608 году в Голландии были поданы четыре заявки на патенты создания подзорной трубы. Ни одна из них удовлетворена не была, потому что подзорная труба была военной хай-тек технологией и в целях секретности разглашению не подлежала. Нам, видимо, придется сделать то же.

Следует также помнить, что на начальном этапе желательно избегать демонстрации подзорной трубы духовенству и другим непрофильным организациям, которые все равно не будут в числе покупателей. Потому что духовенство легко может поставить клеймо «колдовская вещь», все равно ведь ему она не нужна. А когда на большинстве военных кораблей будет подзорная труба, то черную магию в обыденной вещи никто искать не будет.