Станислав Михаль - Часы. От гномона до атомных часов

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.

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.