И этот расчет оказался верным. Острый ум и конструкторский талант Папена сделали свое дело.

Обдумывая вопрос о замене пороха, Папен перебирал в уме всякие тела, способные силою собственного расширения поднять поршень. И тут ему пришла мысль: нельзя ли возложить эту работу на пар? Ведь упругость пара по мере нагревания возрастает. Это подтверждали работы Ворчестера; это доказали и опыты самого Папена. А если пар может поднимать водяной столб в фонтане и даже разрывать на части пушки, то почему бы не заставить его поднимать поршень?

Первый опыт, проделанный Папеном для проверки этого предположения, был очень прост. Он взял цилиндр, закрытый снизу, и налил в него воду, а в верхнее отверстие ввел поршень. Подведя под дно цилиндра пламя, Папен стал нагревать воду. Образовался пар. При дальнейшем нагревании упругость пара росла, он стремился все больше расширяться и давить на поршень. Поршень начал подниматься. Когда он дошел до конца цилиндра, Папен убрал пламя. Цилиндр начал остывать, пар уменьшался в объеме — конденсировался. Его давление в цилиндре уменьшилось, и поршень стал опускаться. Когда весь пар превратился в воду, поршень оказался внизу — лег на воду.

Итак, мысль верна: пар способен, двигать поршень!

Однако это не было еще решением вопроса. Ведь пар охлаждается в цилиндре довольно медленно, и, следовательно, так же медленно опускается поршень. Как же ускорить его движение?

Долго размышлял над этим Папен, пока на память ему не пришло приспособление, однажды уже примененное им в паровой машине, — защелка!

И Папен лихорадочно принялся за постройку новой «огненной» машины. Устройство ее было таково: в цилиндр вставляется поршень с обмоткой из просаленной веревки. Эта обмотка увеличивает плотность прилегания поршня к стенкам цилиндра и мешает пару просачиваться наружу. К поршню прикрепляется стержень, в нижней части которого имеется выточка. На крышке цилиндра имеется защелка. Когда поршень поднимается и стержень целиком выдвинется из крышки цилиндра, защелка заскочит в выточку и закрепит стержень так, что он, а вместе с ним и поршень не смогут опуститься под давлением атмосферы. Пар сконденсируется, и в цилиндре образуется разрежение, которое по мере конденсации будет увеличиваться. Между тем наружный воздух сквозь щели пройдет в верхнюю часть цилиндра над поршнем и будет давить на него с силою атмосферы. Когда весь пар превратится в воду, достаточно отвести защелку, чтобы поршень беспрепятственно опустился вниз и машина пришла в действие.

Прежде чем постройка этой машины была доведена до конца, Папену пришло в голову еще одно усовершенствование: чтобы ускорить действие машины и увеличить число движений поршня, нужно заставить пар быстрее сгущаться. Для этого мало убрать огонь — нужно еще искусственно охладить цилиндр, хотя бы просто поливая его холодной водой. Первый же опыт оказался удачным. Дело пошло быстрее.

Папен был счастлив.

Но если радовался Папен, то едва ли не больше был доволен ландграф, когда увидел, как работает новая машина. Он заставил повторить опыты с нею много раз, демонстрировал ее всем гостям, приглашенным специально ради этого случая. Он готов был даже созвать всех своих соседей — владетельных принцев, так не терпелось ему похвастаться «огненной» машиной, изобретенной в его владениях и под его покровительством. Карл искренне считал, что честь открытия принадлежит ему ничуть не в меньшей мере, чем Папену.

А Папену было не до торжеств. Сейчас его занимали смелые планы применения новой паровой машины. Его практический ум не мог ограничиться одной лишь научной стороной дела. Ему не терпелось использовать машину на практике. Ослепленный ее успехом, он не замечал, что она еще очень несовершенна и едва ли сможет найти практическое применение.

Парообразование в цилиндре все еще происходило очень медленно.