Перейти в начало сайта Перейти в начало сайта
Электронная библиотека «Наука и техника»
n-t.ru: Наука и техника
Начало сайта / Раритетные издания / Часы. От гномона до атомных часов
Начало сайта / Раритетные издания / Часы. От гномона до атомных часов

Научные статьи

Физика звёзд

Физика микромира

Научно-популярные статьи

Журналы

Природа

Наука и жизнь

Природа и люди

Техника – молодёжи

Нобелевские лауреаты

Премия по физике

Премия по химии

Премия по литературе

Премия по медицине

Премия по экономике

Премия мира

Книги

Во главе двух академий

Как мы видим то, что видим

Магнит за три тысячелетия

Популярная библиотека химических элементов

Ум хорошо...

Яды – вчера и сегодня

Издания НиТ

Батарейки и аккумуляторы

Охранные системы

Источники энергии

Свет и тепло

Препринт

Наука сегодня

Научные гипотезы

Теория относительности

История науки

Научные развлечения

Техника сегодня

История техники

Измерения в технике

Источники энергии

Наука и религия

Мир, в котором мы живём

Лит. творчество ученых

Человек и общество

Образование

Разное

Часы. От гномона до атомных часов

Станислав Михаль

Особые часы

Такими можно считать часы необычной формы, часы с особым способом привода, с необычным регулятором хода, часы секретные и т.д. Такие часы весьма ценятся, поскольку преимущественно это произведения высококачественного индивидуального труда, отличающиеся от обычных коммерческих изделий. Их создатели стараются подчеркнуть свою изобретательность и оригинальность и удивлять этим мир. Нельзя, конечно, отрицать, что часто это делается в интересах повышения престижа данного предприятия, данной мастерской. В ходе мирового развития часового производства было создано много известных видов специальных часов. Наиболее удачные повторялись в несколько измененном виде бесчисленное количество раз, многие из них позднее стали производиться и массовым порядком, другие остались уникальными экземплярами и стали составной частью частных или музейных коллекций или же совершенно исчезли.

К менее обычным конструкциям механических часов относятся так называемые часы гравитационные, особенности и сущность которых заключаются в использовании веса механизма для привода этого же механизма, так что они не имеют гири или пружины. Привод под действием собственного веса можно осуществить многими способами, а потому имеется много типов подобных гравитационных часов.

Первые сравнительно простые гравитационные часы появились в середине XV в. в Бургундии (Франция), из них позднее, в начале XVII в., развились известные пилообразные часы. Бургундские гравитационные часы имели форму шара, в котором помещался весь часовой механизм. Пружину заменил небольшой плоский барабан с намотанной на него струной, к которой механизм был свободно подвешен. После отмотки последних витков с барабанчика часы рукой слегка подвигали вверх, в первоначальное положение. Возвратная пружина в полости барабанчика вновь наматывала струну на его поверхность.

Оригинальные гравитационные часы соорудил лионский дворянин Николя Гроллье де Сервье (1593...1686).

Основной частью этих часов была спиральная вертикальная дорожка, состоящая из двух параллельных проволок, по ним двигался сверху вниз стальной шарик, который специальным подъемным механизмом возвращался затем обратно на верхний край дорожки. Стимулом к созданию таких часов было открытие Галилея о том, что каждое тело шаровидной формы проходит один и тот же путь по наклонной плоскости за одно и то же время. Когда к прохождению шара через нижний выход его траектории присоединили простой счетчик, то прежнее физическое пособие превратилось в хронометрический прибор.

Гроллье не был, конечно, первым, кто использовал указанное открытие Галилея. Во время своей службы в австрийской армии он имел возможность ознакомиться с работами королевских часовщиков, трудившихся в пражском кремле Рудольфа II. Например, сюда относятся и шариковые часы Христофора Маркграфа. Под влиянием Маркграфа строил шариковые часы не только Гроллье, а в конце XVI в. такие часы построил и Ганс Шлоттхайм. Его «вавилонская» башня высотой в 112 см из позолоченной бронзы с аллегорическими фигурами на галереях относилась с 1603 г. к наиболее ценным и наиболее замечательным предметам дрезденского дворца. Часы Шлоттхайма имели необычный шариковый регулятор и были в техническом отношении исключительно сложными (они были оснащены встроенным сигнальным механизмом с флейтами, снабженным остроумными кинематическими элементами, синхронизирующими движение аллегорических фигур с этим механизмом).

Другим вариантом шариковых часов были часы, созданные в 1808 г. Конгревом. Подобно предшественникам, он давал возможность стальному шарику двигаться по закругленной траектории, созданной на сей раз в плоской толстостенной латунной плите, установленной в наклонном положении. Когда шарик доходил до конца своей траектории, специальный механизм, соединенный со счетчиком хронометрического механизма, изменял наклон доски так, чтобы шарик возвращался тем же путем в обратном направлении. Принцип Конгрева полюбился многим, так что за рубежом его и теперь используют в различных вариантах. В зависимости от конструктивного исполнения интервал времени между двумя следующими друг за другом поворотами плиты колеблется в пределах от 12,5 до 30 с.

Секретными часами иногда называют такие часы, в которых часовой механизм преднамеренно где-то скрыт или скрыто его соединение с индикатором времени. Иногда речь идет о специальном соединении между спуском и осциллятором или о необычной форме привода. Аналогичные попытки, конкурирующие с этой идеей, не новы. Ведь «секретными» следует считать и шариковые часы Маркграфа или приборы, изготовленные его последователями. Непонятный принцип работы подобных часов всегда привлекал внимание любителей и благоприятно сказывался и на сбыте часов подобного рода. Поэтому многие виды таких часов возникли именно в XIX и в начале XX в., когда требовалось оживить на конкурирующих рынках интерес к изделиям обычного уровня.

В карманных часах такого типа, созданных в начале 80-х годов прошлого века, в прозрачном стеклянном циферблате уложены два стеклянных диска с тонкими зубцами по периферии. Каждый из кружочков несет на своем центре одну стрелку. Триб на выходном валу малого часового механизма, втиснутого в верхней части втулки под заводной коронкой, передает движение на стрелку.

Совершенно иную систему придумал в 1808 г. Джон Шмидт из Лондона. За стеклянным прозрачным циферблатом его часов не видно было никаких следов наличия какого-либо часового механизма. Весь хронометрический прибор состоял только из циферблата и из металлической стрелки в его центре. Секрет часов таился именно в этой стрелке. В ее удлиненной части, выглядевшей противовесом для балансирования стрелки, находился маленький пружинчатый часовой механизм, который медленно вращался небольшим грузиком. Вместе с изменением его положения изменялось положение центра тяжести стрелки, которая сама еле заметно двигалась по циферблату, как у обычных часов.

Парижский часовщик А.Р. Гюильметен построил в 1872 г. специальные маятниковые часы, принцип которых быстро распространился по всей Европе. Механизм этих часов вместе с механизмом боя получасов находился в массивном футляре. Особенностью тут являлся маятниковый осциллятор, подвешенный на стальном планшете в руке большой бронзовой фигуры, свободно стоящей на металлической круглой плите, выступающей за основание. Фигуру можно в любое время снять вместе с маятником, но она все-таки достаточно сильно взаимодействует с часовым механизмом. Действительно, круглая плита, на которой стоит фигура, при легком прикосновении рукой к ней показывает, что на нее передаются от спускового механизма часов легкие, едва заметные импульсы, которые поочередно поворачивают ее в обоих направлениях. Однако эти незначительные движения достаточны для того, чтобы поддерживать незатухающие колебания маятника. Маятник, воздействуя на плиту, управляет периодичностью импульсов, передаваемых спуском.

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

Оглавление

 

Дата публикации:

7 сентября 2000 года

Электронная версия:

© НиТ. Раритетные издания, 1998

В начало сайта | Книги | Статьи | Журналы | Нобелевские лауреаты | Издания НиТ | Подписка
Карта сайта | Cовместные проекты | Журнал «Сумбур» | Игумен Валериан | Техническая библиотека
© МОО «Наука и техника», 1997...2016
Об организацииАудиторияСвязаться с намиРазместить рекламуПравовая информация
Яндекс цитирования
Яндекс.Метрика