Повышенное внимание уделял Н. Н. Демидов положению дел на золотых и платиновых приисках. Черепановы и здесь отличились. Крайне скупой на похвалы Демидов все же был вынужден признать, что «ежели случится необходимость по золотым промыслам», то Черепанов «всех знающее». Хозяин постоянно заставлял Ефима Алексеевича разъезжать по различным приискам и перенимать опыт добычи и выплавки драгоценных металлов, особенно золота. В итоге Черепанов и его коллега Иван Шмаков разработали и предложили Демидову собственный план развития золотодобычи. Он основывался на внедрении в производство «промывальной машины», которая должна была заменить примитивные промывочные верстаки, так называемые вашгерды. Промывка золота на них производилась исключительно вручную. Устройство Черепанова и Шмакова позволяло промывать в день 13–16 тонн золотоносного песка (для сравнения: на вашгердах рабочий в день промывал не более 650 кг песка). К тому же промывка песка производилась «с несравненною легкостью и чистотою против вашгердов». «Промывальная машина» позволяла освободить от тяжелой и вредной ручной работы «значительное число рук». Описав все достоинства нового устройства в письме хозяину, Черепанов с гордостью отмечал, что «такого рода промывальной машины ни на каких золотых промыслах хребта Уральского не находится».

Занимались Черепановы и вопросами добычи и выплавки такого ценного металла, как платина. В основном это направление было поручено Мирону Черепанову. Он быстро освоил новейший в то время способ извлечения платины из руды.

Учитывая многочисленные заслуги Черепановых перед Демидовыми, хозяева решили-таки дать старшему из механиков вольную. В январе 1833 г. на подпись Демидову заводская контора направила четыре отпускные, одна из которых предназначалась «Ефиму Алексеевичу Черепанову за отличные дарования и различные устройства разных при заводах машин». Из этих четырех вольных Демидов подписал три, включая черепановскую. «Дворовый человек» Демидовых Ефим Черепанов стал «вольноотпущенным», хотя его зависимость от прежних хозяев оставалась по-прежнему высокой.

В тот же период времени Мирон Черепанов, остающийся крепостным, получил «ордер» петербургской конторы на поездку в столицу России для изучения прокатных станов и других машин. Мирон в третий раз покидал Урал. Теперь он оставлял на Выйском заводе еще одно важное дело, а именно постройку «паровой телеги», или, как ее еще называли, «парового дилижанса», «парохода». Работы по ее сооружению развернулись сразу после возвращения Мирона Черепанова в Нижний Тагил в Выйском «механическом заведении» или «фабрике». Машину эту коллектив мастеров под руководством Мирона Черепанова строил на протяжении года, в начале 1834 г. она была закончена. Сохранилась запись о том, что «пароход уже был почти отстройкою собран и действием перепущен, в чем и успех был, но оного парохода паровой котел лопнул». Слава богу, никто в результате этой аварии не пострадал. Изобретатели же не пали духом и начали работу сызнова, стараясь не повторять старых ошибок. Решая сложные технические задачи создания первого паровоза, Черепановы не могли отложить ни одну из других своих многочисленных обязанностей, но все равно работа над паровозом спорилась. Главные изменения по ее ходу вносились в конструкцию парового котла. «После первых опытов, для усиления жара, прибавлено в котел некоторое количество парообразовательных медных трубок, и теперь имеется оных до 80», – писал весной 1834 г. «Горный журнал». Особо надо отметить заслуги Черепановых в создании для первых российских локомотивов оригинальных паровых машин, отличавшихся от всех предыдущих. В «Сведении» Выйского завода за 5–19 августа 1834 г. говорится: «пароходный дилижанец остройкою (отстройкою) совершенно окончен, а для ходу оного строится чугунная дорога, и для сохранения дилижанца отстраивается деревянный сарай; при исправлении чего находилось своих рабочих до 20 человек». Уральская пресса к 150-летию изобретения первого русского паровоза поместила на своих страницах чертеж черепановского паровоза, найденный в ГАСО. Чертеж этот, к сожалению, не датирован, его обнаружили в том же деле, что и черновики рапорта тагильского заводоуправления от 29 июня 1834 г., поэтому авторы публикаций в «Тагильском рабочем» и «Уральском следопыте» сделали вывод, что чертеж был приложен к рапорту. Однако в самом документе о чертеже паровоза упоминаний не содержится, к тому же на чертеже, нарисованном племянником Ефима Черепанова Аммосом, мы видим готовый паровоз, а в тексте рапорта говорится о необходимости многих доработок «пароходки», чем в то время занимался Мирон Черепанов.

Известно, что согласно предписанию петербургской конторы Демидовых от 29 сентября 1833 г. М. Е. Черепанову разрешалось построить две «паровые телеги для перевозки тяжестей», «одну для употребления при заводах, а другую для присылки сюда на показ». Учитывая дороговизну и сложность доставки паровоза в столицу, контора предложила «сделать с той пароходки модель в три аршина (2,1 м), которая может быть в действии, но оная ранее как к последнему зимнему пути следующего года готовою быть не может». Взгляды на использование «пароходки» у ее создателей и «господ правящих» были диаметрально противоположными. Черепановы прежде всего надеялись на ее практическое применение – для доставки руды. Приказчикам же важнее всего было потрафить хозяйскому тщеславию. Администрация Выйского завода, не получив «из центра» четких указаний, окончательно охладела к мысли о прокладке для машины Черепановых рельсовых путей. Как бы то ни было, первые 400 сажен (854 м) дороги для паровоза были проложены. К паровозу прицеплялся тендер (фургон) с запасом угля и воды и грузовые вагонетки или «приличная повозка» для пассажиров «в числе 40 человек».

Первый в России паровоз Е. А. и М. Е. Черепановых.

Чертеж паровоза Черепановых.

Первый русский паровоз Ефима и Мирона Черепановых. Художник В. П. Викторов.

На Уралвагонзаводе в Нижнем Тагиле создан полноразмерный макет «пароходного дилижанса». Именно так называли свой паровоз отец и сын Черепановы.

Итак, первый «сухопутный пароход» был построен к августу 1834 г. «Горный журнал» написал, что он возил состав весом 3,3 тонны со скоростью 13–16 км/час. Сразу после окончания строительства первого паровоза Черепановы стали готовиться к постройке следующего, больших размеров и мощности (по некоторым сведениям, мощность первого была 30 л. с., второго – уже 43 л. с.). «Сведения» Выйского завода за 3–17 марта 1835 г. сообщили, что «пароходный дилижанец» «совершенно отстройкою кончен».