Семен Бронников - История часов [Эволюция от солнечных до водородных]

Голландец Христиан Гюйгенс и англичанин Роберт Гук независимо друг от друга разработали другой колебательный механизм, который основан на колебаниях подпружиненного тела.

В состав балансирного механизма входят: балансирное колесо; спираль; вилка; градусник — рычаг регулировки точности; храповик.

Точность хода регулируется градусником — рычагом, который выводит из работы некоторую часть спирали. Баланс чувствителен к колебаниям температуры, поэтому колесо и спираль делают из сплавов с небольшим коэффициентом температурного расширения. Второй вариант, более старый — делать колесо из двух разных металлов, чтобы оно изгибалось при нагреве (биметаллический баланс).

Для повышения точности хода баланс снабжался винтами, которые позволяют точно сбалансировать колесо. Появление прецизионных станков-автоматов избавило часовщиков от балансировки, винты на балансе стали чисто декоративным элементом.

Балансирный механизм применяется преимущественно в переносных часах, так как, в отличие от маятниковых, может эксплуатироваться в разных положениях. Из-за нечувствительности к колебаниям температуры, а также благодаря большей долговечности в башенных и некоторых видах напольных и настенных часов всё равно применяется маятник.

В конце XVII века английский математик Фатио де Дюилье открыл метод сверления рубинов с использованием алмазного инструмента. Алмазное сверло позволяло делать в рубине отверстия небольшого диаметра с очень ровными краями; просверленные таким образом рубины могли быть использованы в качестве часовых подшипников, что повышало точность и долговечность механических часов. В марте 1705 году Фатио продемонстрировал часы на камнях в Королевском обществе.

До 1768 года часы на камнях изготавливались исключительно в Англии; на континенте этот метод впервые освоил швейцарский часовщик Фердинанд Берту. С тех пор рубиновые камни повсеместно используются в качественных механических часах.

Интересно, что до появления механических часов время узнавали по звуку церковных колоколов. Поэтому в первых механических часах был только бой, без циферблата. В некоторых языках башенные часы и колокол называются одним и тем же словом, например, по-голландски и то, и другое будет klok.

В часах появился репетир. От фр. répéter — повторять, воспроизводить. Более сложный механизм, позволяющий при нажатии на кнопку отбить время звуком. Изначально был разработан для моряков, которым надо было в тёмное время суток узнать текущее время, не разжигая огонь.

Существует несколько видов репетиров.

Минутный — отбивает часы, четверти, минуты. Пятиминутный — отбивает часы и количество пятиминут после часов.

Получетвертной — отбивает часы и количество получетвертей после часов.

Децимальный — отбивает часы и количество десяти минут после часов.

Четвертной — отбивает часы и количество четвертей после часов.

В часах появился календарь. Календарь бывает разной сложности — от простого указателя числа, который приходится переводить, если в месяце менее 31 суток, до сложного механизма, учитывающего високосные года.

Создали часы, показывающие фазы Луны. Это астрономическая функция. Дополнительный циферблат или диск, отградуированный на 29,5 дней и изображающий Луну в различных фазах.

Часы стали показывать уравнение времени. Астрономическая функция в часах, учитывающая разницу между средним местным временем, которое показывают обычные часы, и реальным солнечным временем.

Стали изготавливать командирские часы с люнетом. В некоторых наручных часах (например, «Командирских», Россия) вокруг циферблата установлено поворотное кольцо с делениями (люнет, безель). Предназначен он для того, чтобы засекать время. В водолазных часах люнет крутится только против часовой стрелки, чтобы при случайном повороте нельзя было увеличить оставшееся время (что может привести к нехватке воздуха). По водолазной традиции, последние 15 или 20 минут люнета делают красными (сигнал на всплытие).

Также безель используется в «вахтенных» часах с 24-часовым циферблатом. На безеле нанесены три временных отрезка по четыре часа, с четырехчасовыми промежутками между ними.

Часы с турбийоном. В первых механических часах точность хода могла зависеть от положения часов в пространстве и температуры окружающей среды. Для уменьшения зависимости от температуры стали применяться специальные сплавы с низкими температурными коэффициентами.

Бреге в 1795 году изобрёл, а в 1801 запатентовал турбийон (фр. tourbillon — вихрь) — устройство для частичной компенсации притяжения Земли. Турбийон состоит из баланса, анкерной вилки и анкерного колеса, расположенных на специальной вращающейся площадке (наиболее часто встречающаяся скорость вращения: 1 оборот в минуту). Это один из самых сложных и дорогих дополнительных механизмов. Максимальная точность хода недорогих механических часов достигает +5 секунд в сутки; высококачественных: до ±1 сек в сутки, недорогих кварцевых часов (это более современный механизм, для сравнения): ±1/2 сек. в сутки. Точность хода часов с турбийоном составляет: -1/+2 сек. в сутки. Часто турбийон делают видимым через окошко в циферблате. Фактически турбийон поворачивает весь часовой механизм вокруг своей оси в течение одной минуты, что, в связи с влиянием притяжения Земли, заставляет часы полминуты спешить, а следующие полминуты отставать, что нивелирует влияние притяжения Земли на точность хода.

В 2003 году известный часовщик Франк Мюллер изобрёл новую версию маятника турбийон — это был двухосевой Tourbillon Revolution. Он состоит из 2-х кареток, которые могут одновременно вращаться по горизонтали и вертикали. Таким образом, он устранил проблему, которая была присуща наручным часам с устройством турбийон. Год спустя, этот же изобретатель представил часы Tourbillon Revolution 2, которые могли вращаться уже в 3-х плоскостях.

Эффективность турбийонов многократно подвергалась сомнению с момента их изобретения. По мнению часовщика Александра Миляева, станки-автоматы делают настолько сбалансированные колёса, что турбийон просто не нужен, а часы с турбийонами являются «показателем исключительного мастерства часовщика и высокого статуса владельца».

Разрабатывается тахиметр. Шкала, расположенная по ободку многих современных часов (чаще всего встречается на хронографах). Эта шкала не вращается, она неподвижна.

Тахиметр предназначен для расчета скорости на основании времени в пути.

Индикатор запаса хода показывает, на сколько ещё часов или дней хватает завода пружины.

Особый тип часов — будильник. В указанный пользователем момент он даёт звуковой сигнал. Время сигнала задаётся с помощью дополнительной стрелки. Будильник обычно звонит 2 раза в сутки с традиционным циферблатом, разделённым на 12 часов и 1 раз с циферблатом, разделённым на 24 часа.