Михаил Ивановский - Вчера, сегодня, завтра

Ложась спать, часы можно положить на столик, они будут идти, так как завода хватает почти на сутки. Утром, как только часы попадут в карман или на руку, они сразу же начинают заводиться и запасать энергию на ночь.

Часов-диковинок разного типа существует очень много; некоторые усовершенствования в них сделаны ради удобств, некоторые — ради рекламы или забавы. Они не представляют собой серьезно измененного или улучшенного часового механизма.

Инженеры точной механики стремятся усовершенствовать часовой механизм так, чтобы добиться от него долговечности, идеальной точности и равномерности хода.

Оси шестеренок изготавливают теперь из особо прочной стали, а концы осей опирают на подшипники, выточенные из драгоценных камней, главным образом рубинов.

Рубины, природные и искусственные, отличаются стойкостью и очень медленно снашиваются от трения.

В зависимости от качества часов, камней бывает либо девять, либо пятнадцать. Большее количество рубинов ставят только в самые лучшие хронометры.

Главным врагом всяких часов, если не считать небрежности владельцев, является изменение температуры.

От нагревания тела расширяются. Летом, когда тепло, маятники удлиняются — и часы идут медленнее. Зимой, наоборот, маятники становятся короче — и часы спешат.

Ход комнатных часов зависит от того, вытоплена лечь или нет. Это, конечно, неудобно.

Чтобы ослабить вредное влияние температурных колебаний, маятники стали делать составными или укреплять в них обыкновенный термометр. В некоторых домах сохранились еще старинные часы с термометром. От повышения температуры маятник удлиняется и его центр тяжести опускается. У термометра же, наоборот, ртуть в трубочке от нагревания ползет вверх и центр тяжести поднимается. У маятника, спаренного с термометром, общий центр тяжести остается почти неизменным и вредное влияние изменений температуры парализуется.

Сейчас от таких маятников отказались, — они дороги и излишне сложны.

Для маятников изобрели особый сплав — инвар [14] Сокращенное слово «инвариабль», что значит «неизменный». . Он состоит из 35,7 % никеля и 64,3 % железа. Инвар почти не расширяется под влиянием тепла. А чтобы обезвредить то ничтожное расширение от нагревания, какое все-таки имеется у него, придумано несколько различных приспособлений. Например, на стержень маятника надевают трубку. Эта трубка нижним концом опирается на гайку, которой оканчивается стержень маятника. К верхнему же концу этой трубки прикрепляется диск маятника.

Металл, из которого сделана трубка, а также и ее длина, подобраны с определенным расчетом: насколько удлиняется при повышении температуры инварный стержень маятника, настолько же удлиняется и трубка. Диск маятника, укрепленный на верхнем конце трубки, благодаря этому не меняет своего положения.

Кроме того, точные часы одевают в рубашку из материала, плохо пропускающего тепло, и содержат в помещениях с постоянной температурой.

Было замечено также, что и погода нарушает ход часов. Когда стоят ясные, тихие дни, часы отстают, а в пасмурную погоду и особенно перед бурей — начинают спешить.

Причина этих «капризов» маятника — изменение атмосферного давления. При хорошей погоде атмосферное давление высокое, воздух более плотен, и маятнику труднее его рассекать. Когда атмосферное давление падает — перед ненастьем или перед бурей, то более разреженный воздух не так мешает маятнику.

Он начинает раскачиваться быстрее, и часы уходят вперед.

Чтобы избавить маятник от помех со стороны атмосферного давления, точные часы пришлось поместить под стеклянный футляр. Из этого футляра откачивают воздух и часы содержат под неизменным давлением.

Составной маятник и маятник с термометром.

Точные часы — прибор необычайно чуткий ко всяким толчкам. Достаточно проехать поблизости трамваю или грузовику, и часы уже отзываются на сотрясение. Астрономические часы пришлось переселить из надземных помещений в подземелье. Их стали устанавливать в подвалах на массивных фундаментах, всячески оберегая от случайных потрясений. В Пулкове это было сделано еще в 1861 году.

Но, к огорчению ученых, самые тщательные предосторожности, самый бдительный уход не спасали астрономов от ошибок часов. Где-то скрывался мелкий и хитрый воришка, который, то подталкивая маятник, то притормаживая его, постепенно похищал сотые доли секунды.

Конструкторы понимали, что создать идеальные, совершенно безупречные часы невозможно. Они все равно будут ошибаться.

Но это не страшно! Пусть ошибаются! Не беда, если часы будут спешить или отставать на несколько сотых долей секунды в сутки. Пусть даже эта ошибка накапливается, она не опасна, если будет известна. Известную ошибку всегда можно учесть при вычислениях и таким образом обезвредить.

Опасны ошибки неизвестные, незамеченные. Они действительно, как мелкие воришки, «по копейке», могут растащить многое.

Строители точных часов стремились создать такой механизм, который ошибался бы всегда на одну и ту же величину. Погрешность часов должна быть постоянной.

Величина постоянной ошибки называется ходом часов. Чем неизменнее ход, тем лучше часы.

Чтобы создать хорошие, точные часы, необходимо найти и устранить причины, порождающие неточности.

Тщательное наблюдение за часами и многолетний опыт навели ученых на верный след. Воришек точности оказалось в часах целое семейство, и скрывались они в самом механизме часов; это были шестеренки — зубчатые колесики.

Оказывается, что совершенно невозможно изготовить шестеренку с абсолютно одинаковыми зубчиками. Все они хоть немного, да отличаются друг от друга. Все они снашиваются по-разному. Один зубчик толкает маятник чуть раньше, другой чуть позже. Равномерность хода нарушается. Если в ходовой шестеренке тридцать зубчиков — это тридцать ошибок.

Дружеская взаимопомощь маятника и шестереночного механизма оказалась не вполне добропорядочной. Они потакают друг другу в мелких грехах. Шестеренки дают маятнику не вполне равномерные толчки, а маятник, словно в отместку, так же неравномерно пропускает зубцы.

Шестеренкам, оказывается, нельзя доверять подачу толчков маятнику. Пусть шестереночный механизм знает только свое дело — двигать стрелки и считать секунды. Он не должен помогать маятнику и вмешиваться в его дела. Друзей пришлось разлучить и поселить в разных помещениях.

Маятник стал самостоятельным и важным прибором; к нему приставили слугу — другой маятник, который по проводам электрическим током подает своему хозяину толчки— импульсы — и сам подчиняется каждому качанию своего хозяина — главного маятника.