О предложениях механиков было донесено Демидову. Он распорядился строить и ту и другую, а награду в тысячу рублей выдать тому, кто раньше построит свою машину и пустит в ход насосы.

Первым в июне 1827 года закончил работу Козопасов. Талантливый гидротехник соорудил колоссальное водяное колесо с валом и кривошипами, приводившими в движение штанги, укрепленные на столбах, отстоявших один от другого на пять сажен. Столбы и штанги шли от плотины до шахты, представляя оригинальный передаточный механизм, тяжелый и скрипучий, но заставлявший насосы откачивать воду из рудника.

Стоило содержание шатунной передачи в двести раз дешевле устройства конного привода.

Козопасов превзошел самого себя в строительном искусстве, рассчитывая получить «вольную», но получил только «тысячу рублей ассигнациями».

Черепановы пустили в ход свою паровую, в тридцать сил, машину через год, в 1828 году. Откачивала она меньше воды, чем штанговая машина, к тому же нуждалась в дровах, и казалась невыгодной. Но на штанговую машину при осеннем мелководье воды нехватало, она останавливалась, а паровая машина работала беспрерывно. Тогда решили, чтобы летом работала штанговая машина, а зимой паровая.

Черепановым предложено было построить еще одну машину для откачки воды. Откачка подземных вод, затоплявших рудники, и перевозка руды и угля от рудника к заводу были теми статьями расхода, которые больше всего беспокоили хозяина, а значит, и контору, желавшую угодить ему. Целый поселок, расположенный на левом берегу Тагила, занимался перевозками руды и угля, скупкой башкирских лошадей, приучением их к работе. Вереницы двухколесных тележек, управляемых женщинами и подростками, составляли неотъемлемую принадлежность индустриального пейзажа в Нижнем Тагиле и почти на всем Урале.

Эти картины пробудили у Мирона Ефимовича Черепанова мысль о том, что и здесь можно с выгодой и успехом заменить лошадей паровой машиной, как это сделано было у насосов.

И вот, пока строилась новая паровая машина для откачки воды, Мирон Черепанов начал обдумывать, как построить паровую телегу для перевозок медной руды с Выйского рудника до плавильного завода. О том, чтобы пустить паровую телегу по разбитой, ухабистой дороге, едва проходимой осенью и весной, негодной для колес зимою, нечего было и думать. Рельсового пути, или «колесопровода», как говорили уральцы, на заводах Демидова не существовало, но проложить его между рудником и заводом не было большой трудностью, — выемок, мостов, насыпей тут не требовалось.

Мирон Черепанов не сомневался, что «сухопутный пароход» должен ходить по колесопроводам. Вопрос заключался в том, как уместить паровой котел с машиной на железной телеге, как облегчить вес всех частей, не снижая их прочности, как устроить перемену хода с прямого на обратный.

Вторую паровую машину для насосов мощностью в сорок лошадиных сил достроили в 1831 году.

^{Нижнетагильская железная дорога Черепановых.}

«Сия вновь построенная машина, — говорилось в рапорте конторы Демидову, — далеко превосходит первую, как чистотою отделки, а равно и механизмами, а потому контора обязанною себя почитает труды Ефима Черепанова и его сына поставить на вид и просить о вознаграждении их за устройство сей машины, дабы не ослабить их усердия на будущее время на пользы ваши».

Донесла контора о черепановской машине и главному начальнику хребта Уральского. В ответ на это он прислал Ефиму Черепанову правительственную медаль. К денежной награде Демидов присоединил и «отпускную» Черепанову-отцу, но не его семейству. Такая «отпускная» для главы семейства не имела большой ценности: семья продолжала оставаться крепостной, и на ней в любую минуту помещик мог выместить свой гнев на «вольного» человека.

Что касается Мирона Ефимовича, ближайшего помощника отца, то ему в знак благодарности хозяин предписал отправиться в Петербург на открывавшуюся там в 1833 году Всероссийскую промышленную выставку, познакомиться с достижениями отечественной техники, а заодно осмотреть и пароходы на Неве и разные машины на заводах и вообще все то, что можно было бы перенять и ввести в заводское хозяйство Нижнего Тагила.

Осмотрев в Петербурге выставку, он уже собирался возвращаться в Тагил, когда получил приказ Петербургской конторы выехать в Англию «изучить выделку полосного железа посредством катальных валов». Познакомившись здесь с паровозами Стефенсона, Черепанов убедился в том, что он и отец не только справятся с постройкой «паровой телеги», но и смогут сконструировать более совершенную машину.

В отсутствие Мирона между Петербургской и Нижнетагильской конторами шла переписка по поводу предложения Черепановых построить колесопроводы между рудником и заводом, с тем чтобы пустить по ним «паровые телеги» с вагонетками. В ответ на запрос Петербургской конторы, может ли Мирон Черепанов справиться с таким делом, Нижне-Тагильская контора уклончиво отвечала, что он «по пристрастию своему, как и отец его, к паровым машинам, надеется быть в состоянии устроить паровые телеги для перевозки тяжестей».

Управлял Петербургской конторой в это время П. Д. Данилов, имевший от хозяина полную доверенность. По докладам Черепанова обо всем виденном им на выставке, на заводах в Петербурге и затем в Англии Данилов убедился в том, что в лице нижнетагильского механика демидовские заводы на Урале располагают таким инженером, который вряд ли сыщется в Петербурге среди людей, получивших специальное инженерное образование. При свидании с Черепановым он даже спросил его мнение по поводу некоторых технических проектов, рассматривавшихся в конторе, а затем перешел к вопросу о «сухопутном пароходе».

Мирон Ефимович объяснил свой замысел, выставил свои доводы, для ясности начертил на бумаге, с дозволения управляющего, конструкцию «парохода» и схему «колесопроводов».

Осенью Мирон приехал домой и нашел, что у отца работа над «пароходом» подвинулась значительно вперед: были готовы цилиндры, котел, жаровые трубки и многие мелкие детали. Мирон начал делать деревянные модели для отливки чугунных частей. В декабре и эти части были готовы. К новому году первый русский паровоз был собран, а с января 1834 года началось его опробование, первое робкое движение по колесопроводам, положенным возле механического заведения.

Опробование показало недостаточную паропроизводительность котла и несовершенство топки. На разогревание котла уходило слишком много времени.

Мирон Ефимович предложил перестроить котел заново, придав ему устройство, отличное от котлов стационарных машин, которые они делали до сих пор.

Новый котел разогрелся очень быстро, паропроизводительность его не оставляла желать лучшего, но при испытании предельной выносливости его в апреле 1834 года «оного парохода паровой котел лопнул», как было записано в протоколе испытаний.

Авария не могла обескуражить конструкторов, тай как: паровоз уже был «действием перепущен, в чем и успех был», тем более, что при взрыве котла никто не пострадал.

С гениальной проницательностью Мирон Черепанов пришел к выводу, что основной задачей конструктора является улучшение парообразования в котле, ибо пар составляет всю силу, машины. Черепанов правильно рассчитал и то, что повысить парообразование можно прежде всего увеличением поверхности нагрева. Для этого он решил резко увеличить число трубок в котле, доведя его в конце концов до восьмидесяти, что вчетверо больше, чем у первых паровозов Стефенсона.

При этом Мирон Черепанов столкнулся с трудностью размещения такого количества трубок в котле, в результате чего при опробовании котла и произошла авария. Как видим, авария была следствием того, что конструктор вовсе не следовал чужим образцам, проектируя свою машину, а шел своим собственным путем.

В конце концов все трудности были преодолены, и при опробовании нового котла оказалось, что паровоз «успех желаемой оказывает».