Вопросы физического порядка тоже интересовали Уатта при испытаниях этой модели. Он пишет о наивыгоднейшем давлении, о температуре пара и т. д.

Уатт думал и об усовершенствованиях в котле, имеющих целью сбережение топлива. Он описывает Рэбэку работу котла «черепаховой формы, колосники которого сделаны из полых труб, наполненных водой, который при сжигании 4 фунтов угля превращает в пар 25 фунтов воды в 44 минуты от начала кипения воды, а иногда и скорее».

Для испытания этой машины Уатт подвешивал груз не непосредственно к поршню, а шток поршня был соединен с рычагом, один конец которого был закреплен, а другой уравновешен грузом. Такое приспособление было необходимо, так как модель была уже настолько велика, что при непосредственном подвешивании Уатту пришлось бы возиться с пятипудовыми гирями. Результаты опытов с этой большой моделью оказались настолько удовлетворительными, что Уатт наконец решился приступить к постройке большой машины.

В ноябре 1765 года он посылает Рэбэку детальные чертежи и описания поршня и цилиндра, который нужно отлить на Карроновском заводе. Длина цилиндра 7 футов, диаметр 24 дюйма. «Его следует сделать возможно более круглым и сколь возможно одинаковой ширины во всех направлениях».

Трудно сказать, какой вид должна была иметь эта машина. Если судить по чертежам, вернее, эскизам Уатта, которые он сам впоследствии относил к этому времени (1765–1766 гг.), то в самой конструкции машины он вводил смелое новшество. Он совершенно отбрасывал коромысло — эту неотъемлемую часть ньюкомэновской машины, так что поршень насоса непосредственно был соединен со штоком поршня машины. Цилиндр был поставлен в перевернутом положении, т… рабочим движением поршня было движение вверх. Одним словом, тут в большом масштабе должна была быть осуществлена та же конструкция, которая, простоты ради, была применена в его первой модели. Впоследствии он осудил эту конструкцию, как нелепую фантазию неопытного инженера.

«В то время он имел, по его словам, пристрастие к перевернутому положению цилиндра и к другим изменениям его собственного изобретения, которые соблазняли его вследствие его неопытности в механической практике в большом масштабе».

Эта конструкция, действительно, была не осуществима в первых машинах Уатта, да еще и многие десятки лет спустя качались громоздкие коромысла паровых машин, но как-раз именно этой конструкции — машине без балансира — принадлежало будущее.

Для большой машины надо было внести изменения и в изобретенном им холодильнике. Вместо трубчатого холодильника Уатт придумал пластинчатый холодильник, в котором пар охлаждался в ряде очень плоских — в виде пластинок — тонкостенных резервуаров. Эта система оказалась гораздо проще, ибо для того, чтобы получить ту же поверхность охлаждения для большой машины, нужно было устроить холодильник чуть ли не с несколькими сотнями тонких трубок. То, что было осуществимо технически для маленькой модели, оказалось совершенно непригодным, слишком трудным для изготовления в больших масштабах.

Может быть, толчком к изменению конструкции послужило чисто внешнее обстоятельство. Как-раз в декабре 1765 года умер тот жестяных дел мастер, который паял для Уатта его холодильники. Уатт был в большом затруднении, где ему найти другого такого искусника. Кто теперь будет паять ему из жести бесконечное число трубок? Примитивная техника, даже в мелочах, всюду ставила ему рогатки. Характерно, что Уатт почти ни одной из них не смог устранить собственными силами.

Первая попытка воплотить в большом масштабе свое изобретение кончилась полной неудачей: Карроновский завод не справился с задачей, и отлитый там Цилиндр никуда не годился. И это не было случайностью. Дело было не в небрежности работы или в неопытности мастеров; Карроновский завод до этого изготовил не один десяток цилиндров для ньюкомэновских машин, вполне для них годных. Вместе с заводом Дэрби в Колбрукдэле Карроновский завод был единственным поставщиком этих цилиндров на всю Англию и даже за границу.

Знаменитый Смитон несколько позже (в 1769 г.) сконструировал даже специальный станок для расточки внутренней поверхности цилиндра, благодаря которому изделия Карроновского завода, по мнению современников, отличались особенно высокими качествами. Но когда Уатт заказывал свой цилиндр, этого станка еще не было. Прежние методы работы, годившиеся для ньюкомэновской машины, уже не годились для уаттовской. И хотя оборудование завода являлось тогда последним словом техники, оно уже было недостаточно для постройки машины Уатта даже в самой примитивной ее форме.

Когда Уатт получил из Каррона заказанный там цилиндр, оказавшийся недостаточно точным, то он был, вероятно, крайне неприятно поражен. Но как реагировал он на эту неудачу в качестве механика-изобретателя? Причину неудачи он очень хорошо знал: станок, растачивающий цилиндр, был недостаточно точен. Но Уатт не приложил никаких усилий, чтобы устранить эту причину. Вполне естественно было бы направить всю энергию и весь свой изобретательский талант на преодоление этого препятствия, на усовершенствование оборудования, но Уатт решительно ничего в этом направлении не придумал и не сделал, а между тем техника производства имела решающее значение для судьбы его изобретения.

Сфера производства оказалась ему чужда, она всегда останется ему чужда. Он будет строить свои машины при помощи тех средств, которые ему будет давать современная техника, но сам он не будет вносить никаких усовершенствований в нее, за него это сделают другие. На Карроновском заводе этого не сделали.

Тот же Рэбэк или Гаскойн посмотрели очень равнодушно на плохое выполнение поставленной им задачи. Да это и понятно: что за беда, если завод не может точить цилиндры для уаттовской машины, ведь еще большой вопрос, как в дальнейшем пойдет дело с этими машинами. Одну-две штуки можно будет как-нибудь сделать, а придумывать еще специальное оборудование для постройки их, пожалуй, преждевременно. Так, вероятно, рассуждали на заводе.

Рэбэк пока еще присматривался к Уатту и, повидимому, никаких денег затрачивать на его фантазии еще не собирался: никакого соглашения с Уаттом пока не было заключено, и большой еще вопрос, помогал ли уже тогда Рэбэк Уатту деньгами, как рассчитывал на это доктор Блэк, знакомя своего друга с ловким заводчиком.

С весны 1766 года занятия Уатта паровой машиной внезапно обрываются на целых полтора года. Неудача с большим цилиндром, несомненно, сыграла тут свою роль. Постройка большой машины оказалась делом несравненно более трудным, чем можно было ожидать: она требовала денег, и больших денег, а их У самого Уатта теперь едва ли было больше, чем в первые годы его пребывания в Глазгоу. Если он сейчас и зарабатывал больше, чем тогда, то зато возрасли и расходы: у него была семья — жена, двое детей.

После смерти его компаньона Крэга в 1765 году мастерская и лавка геодезических инструментов едва ли давали доход: сам Уатт коммерческими талантами не отличался. Повидимому, около этого времени он ликвидирует свое маленькое предприятие, — после 1765 года не сохранилось никаких деловых записей, относящихся к нему.

Казалось, гораздо выгоднее использовать свое знание геодезии и умение обращаться с геодезическими инструментами непосредственно на практике. Работа Уатта над паровой машиной также дала ему много знаний, из которых можно было попытаться извлечь и материальные выгоды. Летом 1766 года Уатт в компании с некиим Мак-Гилем открывает контору, как геодезист и инженер.

Вероятно только теперь, после знакомства с Рэбэком и неоднократных посещений Карроновского завода, Уатт ознакомился впервые с работой больших атмосферных машин. Осенью 1765 года он подробно исследовал работу ньюкомэновской машины на угольных копях, принадлежащих Рэбэку в Боустоне, рассчитал расход пара на каждый ход поршня и послал подробный отчет Рэбэку. Это было, возможно, первым его исследованием паровой машины в натуре.

«То, что я знал тогда (в декабре 1765 г.) о паровых машинах, — писал он года через два одному из своих приятелей, — является сущими пустяками по сравнению с тем, что я знаю сейчас».