1. Конструкция и управление подходящим пропеллером.
2. Вес и громоздкость механизмов, необходимых для приведения в движение этого винта.
Пропеллер достаточной силы, чтобы поднять судно или автомобиль большого веса, должен быть с лопастями пропорциональной длины и ширины, способными вращаться с большой скоростью. Давление в фунтах на эти лопасти было бы неравномерным по всей их длине, будучи во много раз больше на их внешних концах, чем в тех местах, где они соединены с ведущим валом. Вследствие неравномерной нагрузки они могли бы сломаться или деформироваться, если бы были сделаны из слишком хрупкого материала; с другой стороны, если бы они были сделаны из слишком упругого материала, они могли бы согнуться до такой степени, что стали бы непригодными для той цели, для которой они были предназначены. Другая большая трудность, связанная с пропеллером, заключалась в трении ведущего вала в подшипниках, которое, если рассматривать его быстрое вращение и собственный вес, который он должен выдерживать (ведь весь вес судна будет приходиться на подшипники вала), представляло собой серьезное препятствие, которое необходимо было преодолеть. Вторая трудность, движущая сила, также была не из легких. Пар казался единственной силой, способной эффективно обеспечить необходимую движущую силу. Но пар подразумевал огромный вес. Во-первых, это двигатель и станина, которые должны были быть сделаны из цельного металла, чтобы предотвратить вибрацию, во-вторых, котел, в-третьих, вода и в-четвертых, топливо, которое необходимо было учитывать. Казалось, что даже если предположить, что можно построить подходящий движитель и приводить его в движение с помощью подходящих механизмов, вес всего аппарата будет настолько велик, что исключит возможность его подъема вообще! Перспектива, конечно, была далеко не обнадеживающей, но я все же решил продемонстрировать возможность или невозможность достижения поставленной цели. Чтобы убедиться в реальных достоинствах этого весомого вопроса, я занялся математикой и подошел к предмету с другой стороны. Линия моей аргументации была следующей: Динамическая одна "лошадиная сила" – это способность поднять 33,000 фунтов на один фут пространства за одну минуту времени, или (вес, пространство и время являются коррелятами в механике) 330 фунтов, на сто футов за одну минуту; следовательно, паровая машина в 50 лошадиных сил была бы способна поднять 330x50=16,500 фунтов на сто футов за одну минуту. Таким образом, транспорт или судно, содержащее двигатель мощностью 50 лошадиных сил с его обычными принадлежностями, обеспечивающий движение горизонтального винта подходящей конструкции, вес которого не превышает 16 500 фунтов, должно быть способно подниматься по воздуху со скоростью сто футов в минуту. Таким образом, теоретически продемонстрировав практическую возможность подъема судна по воздуху с помощью энергии, вырабатываемой внутри судна и применяемой к горизонтальному пропеллеру, я без промедления приступил к практической реализации своей теории. Почти год назад, с целью проведения некоторых научных экспериментов, которыми я тогда занимался, без риска вмешательства или слежки, я получил в пользование необитаемый фермерский дом на берегу реки Станислаус недалеко от Найтс-Ферри. Успешно проведя эти эксперименты, я получил достаточно средств для удовлетворения всех текущих потребностей, с уверенностью, что так будет и в будущем, я отправился в Сан-Франциско и передал свои заказы и чертежи на литейный завод "Циклоп". Я заручился услугами механика, мистера Джеймса Ачинклосса, чтобы он сопровождал меня на ранчо, предложив ему такие денежные стимулы, чтобы он был заинтересован в этом. Когда я говорю, что Ачинклосс был механиком из Глазго, досконально знающим свою профессию и разбирающимся в устройстве и управлении паровыми машинами так же, как обычные люди разбираются в использовании ножа и вилки, я говорю именно то, что есть на самом деле. После того, как машины были отлиты и подогнаны на чугунолитейном заводе, они были отправлены по частям, по мере необходимости, по Южной Тихоокеанской железной дороге в Окдейл, откуда я перевез их в повозках на свое ранчо. Здесь у нас была возможность свободно работать, не подвергаясь чужому любопытству и вторжению, которые неизбежно досаждали бы нам в более густонаселенных местах. Фермеры в нашем районе, а их было очень мало, были слишком равнодушны, чтобы заботиться о предмете наших трудов, и слишком невежественны, чтобы догадаться о нем. Под нашими руками работа шла полным ходом. Мы добросовестно и неустанно работали по десять часов в день с начала марта до середины сентября. За это время мы создали машину, новую по конструкции, прекрасную по исполнению, точную в деталях и не имеющую аналогов в летописи механизмов. К середине сентября в помещении, расположенном в задней части дома, стояло судно, которое можно кратко описать следующим образом – его корпус представлял собой плоскодонную лодку или плот длиной двадцать футов, заостренный с обоих концов, шириной пятнадцать футов в центре, с фальшбортами из легких перил высотой четыре фута. Материал, из которого изготовлено днище судна, был композитным, состоящим из дубовых и тиковых досок, уложенных поперек друг друга и скрепленных стальными ребрами. В центре днища находилась станина для механизмов, изготовленная из цельного чугуна и весившая полторы тонны. Через центр станины проходил ведущий вал пропеллера, так что подшипник вала был зацеплен с конической шестерней, которая свободно вращалась на вертикальном валу, но по желанию могла быть приведена в жесткое соединение с помощью храповика. Когда это зацепление было введено в действие, он передавало мощность от перпендикулярного вала к горизонтальному пропорционально соответствующим диаметрам их зацепления и соответствующим размерам их пропеллеров. Если диаметр зубчатого колеса на горизонтальном валу составлял только одну треть от диаметра зубчатого колеса на перпендикулярном валу, то на горизонтальный вал передавалось в два раза больше мощности (с учетом несоразмерности пропеллеров), чем на перпендикулярный, оставляя последнему только достаточную мощность для поддержания судна в равновесии. На передней стороне вертикального вала и напротив двигателя стоял генератор. Я с самого начала решил отказаться от пара, как слишком громоздкого, неуклюжего и хлопотного для моей цели, и использовать сжатый воздух, полученный несколько новым способом. Объем цилиндра двигателя составлял более полутора кубических футов, следовательно, на каждый оборот винта уходило три кубических фута сжатого воздуха. Оценивая используемое давление в девяносто фунтов на квадратный дюйм, для каждого оборота нужно было сжимать столько воздуха, сколько составляла разница между обычным атмосферным давлением (15 фунтов) и требуемым давлением двигателя, или в шесть раз больше, то есть восемнадцать кубических футов. Мой генератор состоял из цилиндра диаметром четыре фута и длиной шесть, объемом семьдесят пять кубических футов, снабженного свободным поршнем. Один конец этого цилиндра открывался в приемник из котельного железа емкостью 200 кубических футов, отверстие которого было снабжено клапаном, открывающимся наружу от генератора. Другое отверстие на верхней поверхности того же конца цилиндра, снабженное клапаном, открывающимся внутрь, пропускало наружный воздух в генератор. На другом конце генераторного цилиндра вращался на валу, введенном в головку цилиндра, массивный стальной диск, перфорированный двадцатью четырьмя отверстиями, расположенными на расстоянии шести дюймов друг от друга по периферии. Эти отверстия, когда диск вращался, проходили во вращении над устьем большего отверстия в головке цилиндра так же, как каморы револьвера проходят над казенной частью ствола. Генератор использовался следующим образом – в отверстия вращающегося диска вставлялись патроны, наполненные сжатым пороховым хлопком, причем размер заряда точно соответствовал содержимому цилиндра и требуемому давлению. Эти патроны, проходя при вращении над отверстием в цилиндре, автоматически замыкали цепь электрической батареи, искра от которой воспламеняла патрон. Приобретенная таким образом взрывная сила действовала непосредственно на свободный поршень генератора, который перемещался к дальней части цилиндра, сжимая воздух на своем пути и заставляя его проходить через клапан, который открывался наружу, в то же время закрывая клапан, который открывался внутрь от внешнего воздуха. Когда поршень достиг другого конца цилиндра, и сила взрыва была израсходована, после него остался частичный вакуум, которым немедленно заполнял внешний воздух, устремлявшийся внутрь через отверстие под станиной.