Часы. От гномона до атомных часов - Станислав Михаль

К 80-м годам прошлого века относится другой популярный вариант настольных фигурных часов с небольшим часовым механизмом, вложенным непосредственно в удлиненную штангу маятника. Часовой механизм с циферблатом является здесь противовесом для линзы маятника. Маятник подвешивается в точке, лежащей лишь незначительно выше его центра тяжести. Силовые импульсы осциллятора часов при этом почти уравновешенном положении маятника легко переносятся на маятник и поддерживают его колебания.

Часы с коническим маятником создал женевский часовщик Эмиль Болле, использовав для управления ходом часов простой центробежный регулятор, весьма похожий на известный регулятор Уатта. Повышению числа оборотов мешает момент инерции регулятора, который быстро увеличивается при самом малом отклонении шарика от вертикального направления. Ввиду простоты этого принципа такие часы в различных вариантах стали изготовлять во многих мастерских.

Говоря о секретных часах, нельзя не упомянуть о «вечных» часах, часах «перпетуум-мобиле». Причина непрерывности хода таких часов бывала различной. В 1771 г. французский часовщик Луи Антуан Ле Плат из Нанси сконструировал маятниковые часы, которые заводились воздухом, текущим в закрытом канале, находившемся в стенке за часами. Как только открывали двери в помещение, теплый, менее тяжелый воздух уходил через вертикальный канал в стене и выжимался холодным, более тяжелым, воздухом наружу. Небольшой ветровой двигатель с лопастным колесом, находившийся в воздушном канале, подымал груз часового двигателя.

Йоганн Йоахим Бехер (1635-1682), основатель когда-то весьма популярной теории флогистона, выбрал для своих вечных часов в качестве источника привода воду, стекающую во время дождя с крыши дома. Нет сомнения, что все же самым благодарным и самым надежным источником силы привода были изменения барометрического давления или температуры воздуха.

Рис. 44. Швейцарские «вечные» часы «Атмос»

Существует много типов «вечных» часов, использующих изменения температуры и давления. Вероятно, наиболее распространенным типом таких часов являются швейцарские часы «Атмос» (рис. 44). Цилиндрический сосуд в задней части прибора заполнен этилхлоридом и герметически закрыт. В сосуде находятся металлические мехи, составленные из круглых мембран, причем мехи растягиваются пружиной. Если в комнате повышается температура, то этилхлорид расширяется и сжимает мехи. При понижении температуры мембранная пружина возвращает мехи в первоначальное положение. Движение мехов передается на вал заводного механизма барабана пружины обычных часов с торсионным маятником. Изменения температуры на 1°C достаточно, чтобы завести пружину на 28 ч хода.

Часы с таким торсионным маятником, известные среди коллекционеров исторических часов под названием «годовые часы», выпускаются и в более обычном варианте с обычным пружинным двигателем. В маленькую вилку, укрепленную на струне-торсионе вблизи места ее подвески, заходило длинное плечо анкера, специально приспособленное для этой цели. Плечо при повороте вилки дает это движение на анкер спускового механизма и этим освобождает спуск часов. Спуск вследствие этого передает в обратном направлении импульсы привода вилке и струне торсионного маятника. Годовые часы производились еще совсем недавно, перед самой второй мировой войной, но их принцип весьма старый. Он разработан был уже в XVIII в. такими часовщиками, как Томпион (около 1713 г.), Деландер (1721 г.), Камю (1722 г.), Кваре (1724 г.). В промышленных масштабах такие часы стали производить в 80-х годах прошлого века. В современном исполнении такие часы появились и на нынешних зарубежных рынках.

К специальным часам относят так называемые лепестковые (календарные) часы, но теперь, в период появления и развития цифровой индикации времени такие часы почти утратили свою необычность. Необычным у них был только лепестковый часовой и минутный циферблат с механизмом для переворачивания лепестков — листочков точно через минутные интервалы. Основой таких часов опять-таки был совершенно обычный балансовый пружинный механизм, расположенный в нижней части футляра с циферблатами. В Европе такие часы распространились на рубеже XIX и XX вв.; они появились из США, где в 1902 г. их запатентовал Э.Л. Фитч. Еще перед первой мировой войной такие часы стали производить и некоторые немецкие фирмы.

Рекомендованная литература

Дорогой читатель!

Прочитанная книга, вероятно, в значительной степени расширила Ваши представления о часах и часовых механизмах, об истории развития этих интереснейших измерительных приборов и об их значении в развитии научного приборостроения, станочного производства, художественных ремесел и промышленного дизайна. Однако это лишь «вершина айсберга» — история часов и измерения времени только приоткрылась Вашему любознательному взору. Если эти новые знания не насытили, а лишь разожгли Ваш интерес, то к Вашим услугам обширная литература по разным аспектам этого вопроса.

В первую очередь это изданные на русском языке книги по общей истории часов:

Канн Г. Краткая история часового искусства (Л., 1926).

Завельский Ф.С. Время и его измерение (М., Наука, 1977), и наиболее полная:

Пипуныров В. H. История часов с древнейших времен до наших дней (М., Наука, 1982).

При желании, особенно если Вы владеете иностранными языками, можете ознакомиться с зарубежными изданиями по этому вопросу, в которых широко освещаются не только технические, но и художественные декоративные особенности часов, стилей, их оформления, имен и интересных фактов жизни художников, архитекторов, создавших эти шедевры часовой техники и художественной культуры. Среди них:

Giliss Т. Camerere R. The story of watches, L., 1952; Balvay L. C. Evolution de l'horlogerie. P., 1968; Celis, Edouard, L'Horlogerie ancienne, Historire, Decor et Technique, P., 1949;

а также

Georg D. Gallew W., Alte Uhren, Munchen, 1981.

Кроме таких общих монографий, имеется и обширная литература по различным частным вопросам истории часов — от объемистых книг по отдельным видам часов, например, увлекательный, смахивающий на детектив, том, посвященный многовековой истории морского хронометра:

Guld R. Т. The marine chronometer. Its history and development, L., 1923,

до детальных биографий «героев и мучеников» часового дела, которым посвящена, например,

John Ware. Simon Willard and his Clock, N. Y., 1968.

Достаточно полная библиография литературы по истории часов приведена, в частности, в специальном издании

Clock and Watches: an Historical Bibliography. L., 1951.

B. Шполянский

Примечания

1

См., например: Селешников С.И. История календаря и хронология. М., Наука, 1977, с. 224.

2

См.: Пипуныров В. Н., Чернягин Б. М. Развитие хронометрии в России. М., Наука, 1977.

3

Более точная дата, установленная современным английским исследователем Дж. Хокинсом, — 1850 г. до н.э. (Прим. науч. ред.)

4

Известны более ранние сведения о солнечных часах в Древнем Египте, например изображение солнечных часов и способа пользования ими на гробнице Сети около 1300 г. до н.э. (Прим. науч. ред.)

5

Эта дисциплина — гномоника — является первой в мире теорией научного приборостроения, ее начало датируется не XV в., а 400 г., когда основы гномоники были изложены в древнеиндийском трактате «Сурья сидд-хант» («Наука солнца»), затем у Ариабхата (V в.) и т.д. (Прим. науч. ред.)

6

В настоящее время звездными часами называют любые высокопрецизионные часы, обычно кварцевые или атомные, воспроизводящие шкалу звездного времени. (Прим. науч. ред.)

7

Автор, по-видимому, имеет в виду атомные часы или электрочасы с радиоизотопными источниками энергии, но ни в тех, ни в других «ядерная» энергия (энергия ядерного распада) не используется. (Прим. науч. ред.)

8

Это не совсем точно: изохронными называются колебания, частота которых не зависит от амплитуды. (Прим. науч. ред.)

9

Роль генератора колебаний в часах выполняют в своей совокупности осциллятор и спуск, взаимодействующие при своей работе как автоколебательная система. (Прим науч. ред.)

10

По современной терминологии такие часы относят к часам без собственного периода колебаний (догалилеевы часы), часы с маятником — к часам с собственным периодом колебании (часы Галилея — Гюйгенса). (Прим. науч. ред.)

11

Изохронизация колебаний с помощью специальных подвесов эффективно использовалась до настоящего времени, например, в современных маятниковых -астрономических часах Федченко. (Прим. науч. ред.)