壓水井在全市推廣之後，林遠陸續收到了各公社打井隊寄來的反饋信。信裡除了彙報打井進度，也提到了不少實際問題，有些地方地下水位太深，人力打井打到三丈還不出水，打井隊的人輪番上陣，進度拖得厲害；有些地方土質太硬，鑽頭打下去費時費力，幾個壯勞力輪流拉繩子，一天下來連一丈都打不到。
林遠把這些信一封一封看完，心裡有了計較。人力驅動的打井裝置有侷限性，人的體力是有限的，無論槓桿比怎麼最佳化、支點怎麼調節，終究要受制於人能持續輸出的力量。要解決這個問題，必須引入機械動力。
柴油機是最理想的方案，但那東西結構複雜，缸體鑄造、供油系統、冷卻系統都不是短時間內能搞出來的。在柴油機正式設計之前，需要一個技術難度更低、更可靠、更容易推廣的動力源來過渡。
他想到了蒸汽機。蒸汽機的技術門檻比柴油機低得多，不需要精密的高壓噴油系統，不需要高品質的柴油，只要能燒開水就能轉。
北平周邊有的是煤，打井隊在山裡作業，隨手就能撿到柴火。更重要的是，蒸汽機雖然早就發明了，但國內的研究方向一直偏重於大型和重型，火車頭、輪船、發電站用的那種大傢伙。小型蒸汽機這塊，幾乎沒有人專門去做。
國內蒸汽機的發展確實差強人意。從火車頭就能看出來，國產的蒸汽機車大多是仿製蘇聯的舊型號，熱效率低，故障率高，維修週期短。
部裡前幾年組織過一次蒸汽機技術交流會，會上展示的清一色是重型的工業蒸汽機和船用蒸汽機，小型化的樣機一臺都沒有。
搞蒸汽機研發的都盯著大功率、大噸位，覺得小型蒸汽機沒搞頭，出力小，用途窄，不如把錢和精力放在大傢伙上。但林遠知道，正是因為沒人重視，小型蒸汽機才更值得做。打井隊不需要火車頭那樣的大功率，他們只需要一臺能持續輸出的動力源，能帶動鑽桿，能抽水，能代替人力。
他有機械設計技能以及動力源構造技能，結合之前修蘇聯裝置時積累的結構設計經驗，開始畫草圖。
蒸汽機的基本原理不復雜，鍋爐燒水產生蒸汽，蒸汽透過管道進入氣缸，推動活塞運動，活塞透過連桿帶動曲軸，曲軸帶動飛輪高速轉動，輸出機械動力。但把原理變成一臺能幹活的小型蒸汽機，需要解決好幾個關鍵問題。
雙缸設計是因為雙缸比單缸運轉更平穩，扭矩輸出更均勻。雙缸意味著兩根連桿、兩個滑閥，相位角要錯開九十度，一根連桿在上止點時另一根正好在中間位置，這樣飛輪的轉速就不會忽快忽慢。
他參考了柴油發動機的曲軸結構——上次修蘇式銑床的時候測繪過傳動箱裡的行星齒輪和蝸桿減速器，對連桿機構和曲軸配合有了更深的理解。
蒸汽機的連桿比柴油機簡單，因為蒸汽壓力比燃油爆燃壓力低得多，不需要承受劇烈的衝擊載荷。滑閥配汽機構參考了銑床液壓調速回路的設計思路，閥芯的往復運動由曲軸透過偏心輪驅動，蒸汽進入氣缸的時間和順序自動配合活塞的運動節奏。
調速機構控制蒸汽流量，飛輪上裝離心式調速器，轉速過高時飛錘甩開，帶動節流閥減小蒸汽量，轉速過低時節流閥自動開大。飛輪儲存能量，衝程間隙靠飛輪的慣性平滑過渡。
氣缸的加工精度是整個設計裡最難啃的骨頭。內壁必須鏡面光滑——蒸汽壓力雖然不如柴油機缸內爆燃那麼高，但活塞要在裡面反覆高速運動，任何微小的粗糙都會導致蒸汽洩漏和活塞磨損。
他畫完氣缸的剖面圖，在光潔度要求旁邊標了個星號，備註“手工研”。老周端著搪瓷缸子路過軍工件區，低頭掃了一眼圖紙，缸子停在嘴邊。
“這又是啥？看著比立車的傳動箱還複雜。雙缸——這玩意兒做出來得多大？”
“長一米左右，高半米。預計出力十五馬力。”
“十五馬力？就這鐵疙瘩？”老周把缸子擱在料架上，彎下腰湊近了看，手指在草圖上點了點，“一個衝程能有多大勁？”
“蒸汽壓力比柴油機低，但轉速能拉上去。飛輪慣性平滑過渡，雙缸交替做功。十五馬力是保守估計，帶動壓水井鑽桿綽綽有餘。”
老趙從軍工件區後排走過來，手裡拿著劃針。他剛才一直在旁邊聽，沒出聲，走到林遠旁邊，低頭看了看圖紙，又拿起林遠標註了“手工研”的那頁氣缸剖面圖，看了好一陣。
“手工研，你打算研多久？”
“材料到位的話，幾天能研出來。”
老趙把圖紙擱回林遠桌上，沒說什麼，轉身走了。走出兩步又回頭看了一眼那個雙缸的剖面圖。
他帶了這麼多年徒弟，頭一回見到有人從無到有畫出一臺蒸汽機的全套圖紙。他嘴上不說，心裡知道這已經不是一個鉗工該乾的活了，這是一個工程師的工作量。但他也不覺得奇怪。
林遠修那臺蘇式銑床的時候就已經證明了他能幹工程師的活，現在只是換了個物件。
林遠按照汽缸、底座、活塞、曲柄連桿機構、滑閥配汽機構、調速機構和飛輪分門別類的畫圖紙。圖紙畫完了再去去供銷科查材料庫存，去五車間協調鑄造，去裝置科找錢民有借磨床。這又是一臺從圖紙到零件全由自己動手的鐵疙瘩。不過這次和之前修裝置不一樣，修裝置是救活別人造的東西，這次是他自己造的。
