я

Не думай о секундах свысока

Chronometer-Meister-John-Harrison

Давненько тут у нас клокпанка не было. Пора освежить рубрику, тем более, что есть годовщина: 255 лет назад, в ноябре 1761 года из Портсмута вышел в путь к берегам Нового Света бриг "Дептфорд". Казалось бы, вполне заурядное событие, однако, на борту брига было уникальное механическое устройство - первый в мире функционально-пригодный морской хронометр, сконструированный талантливым часовщиком-самоучкой Джоном Харрисоном.

От обычных часов хронометр Харрисона отличался исключительной точностью, позволявшей использовать его для навигации, определяя координаты судна в открытом море по разнице времени восхода и захода солнца относительно точки отплытия. Когда через 81 день плавания "Дептфорд" вошел в порт столицы Ямайки - города Кингстон, сверка хронометра показала, что он за это время отстал всего на 216 секунд, то есть, в среднем за сутки часы отставали менее чем на три секунды. Даже для современных механических часов, это очень хороший показатель. Нынешние наручные часы самых престижных фирм и высшей ценовой категории имеют допустимую суточную погрешность 30 секунд - в 10 раз больше, чем хронометр Харрисона.

Еще в 1714 году британское Адмиралтейство объявило конкурс на создание навигационного прибора, позволяющего определять местоположение судов в океане с точностью по долготе до одного градуса. За такой прибор оно предложило огромную сумму в 20 тысяч фунтов стерлингов (примерно 7 тонн серебра по весовому эквиваленту). Однако почти полвека приз оставался невостребованным.

Хотя все понимали, что в качестве такого прибора подойдут часы, но никто не мог сделать часовой механизм, способный в течение многих недель поддерживать необходимую точность в условиях морской качки, повышенной влажности, перепадов температур и центробежных сил, возникающих при корабельных маневрах. И только Харрисон сумел справиться с задачей, хотя, на ее решение он потратил 37 лет жизни, а еще 8 лет он боролся с адмиралтейской бюрократией, "выколачивая" заслуженную награду. Лишь апелляция к королю помогла преодолеть жадность чиновников и получить, наконец, деньги, но к тому моменту мастеру было уже 75 лет и прожил он после этого недолго.

Хронометр, совершивший путешествие на "Дептфорде", имел индекс Н4, то есть, это была уже четвертая модель, сделанная Харрисоном. Все предыдущие модели имели сложные системы балансиров, состоящие из нескольких маятников, которые, по замыслу создателя, взаимно уравновешивали друг друга для компенсации влияния качки. Но первые три попытки не дали нужного результата: через некоторое время часы начинали "врать". Тогда Харрисон применил пружинный балансир с анкерным механизмом. Много времени ушло на подбор материала пружины, минимально реагирующего на колебания температуры. В конце концов Харрисон изобрел комбинированную биметаллическую пружину, состоящую из двух слоев металла с разными коэффициентами температурного расширения.

Наконец, многолетняя работа дала плоды: хронометр Н4 оказался настолько совершенным, что его механизм почти без изменений использовали на протяжении почти 200 лет, вплоть до появления электронных часов. В частности, в СССР морские часы Харрисона выпускались Московским часовым заводом имени Кирова под обозначением 6МХ и ставились на крупные корабли и суда.

На заставке - портрет Джона Харрисона и авторские чертежи его хронометра Н4.

H1

Первые часы Харрисона Н1, сделанные в 1725 году, представляли собой довольно громоздкую конструкцию с четырьмя циферблатами и двумя гантелевидными маятниками, соединенными пружиной.

large
Вторая модель - маятников уже шесть.

h3-1

Третья модель (в центре - современная копия с прозрачными панелями) - к двум маятникам добавлены два маховика.

8734085553_442b71158a_b

И наконец - Н4 - совершенно иная конструкция, внешне похожая на крупные карманные часы. Слева - они с заводным воротом, а справа - без задней крышки корпуса. Чисто функциональное изделие Харрисон украсил тончайшей резьбой, превратив его в произведение ювелирного искусства. Сейчас так уже не делают.

Harrison's_Chronometer_H5

Н5 - последняя модель морского хронометра Харрисона. Фактически это немного усовершенствованный и одновременно упрощенный Н4. При его разработке Харрисон старался снизить себестоимость прибора до 100 фунтов стерлингов, чтобы сделать его более доступным для моряков. Впрочем, по тем временам, это тоже была довольно солидная сумма.  
promo centercigr november 10, 10:40 3
Buy for 30 tokens
Девочка стала жертвой обстрела Еленовки подразделениями ВСУ, которые проводились с завидной регулярностью, и нуждалась в срочной операции. Ранение было серьезным, осколок повредил позвоночник, в результате чего у Вики отнялись ноги. Вика приняла на себя основной удар, в определённый момент…
Спасибо за пост, очень интересно!
В этом конкурсе участвовал некто Майер, с которым работал великий Леонард Эйлер. Майер предложил конкурсной комиссии т.н. лунные таблицы, которые были вычислены при помощи вариационного исчисления Эйлера. Существует легенда, что именно этот конкурс сподвиг Эйлера на работы по этой теме, что в итоге вылилось в уравнение Эйлера-Лагранжа.
Именно так, но с не стал вдаваться в эти подробности, чтобы не разгонять текст, поскольку большинство людей не любит читать длинные "простыни", а любит смотреть картинки. :)
Интересно, такая ажурность колес, чтобы избежать моментов инерции?
Для снижения момента инерции полезней диаметр уменьшить, или хоть зубцы подлиннее... Видимо по принципу "хоть такЪ"...

Edited at 2016-11-27 02:26 pm (UTC)
Ажурное колесо - это снижение не только момента инерции, но и массы, а следовательно, и нагрузки на цапфы.
Удивляет, как отличаются четвертая и пятая модели от остальных. Невольно вспоминается спор насчёт автоматов Калашникова 47-го и 46-го годов...
Калашникосрач - это, конечно, хорошо, но, боюсь, не поддержат, т.к. всем уже давно надоело переливать из пустого в порожнее. :)
Ни в коем случае не ставил целью развести срач. Просто, можно сказать, к слову пришлось. Первая ассоциация именно с "Калашами".
(Anonymous)
Да, очень и очень подозрительно. Не в этом причина упругости Адмиралтейства. Купил поди в Швейцарии, да выдал за свои. Фильм был хороший на Vista History про него.
Кхм, а точно по разнице восхода / захода, а не по полдню? Время восхода / захода ведь сильно зависит и от широты и от даты, а полдень - "он и в африке полдень" :)
Восход и закат отследить гораздо проще, чем момент полудня. А широту тогда уже умели определять по максимальной высоте солнца над горизонтом в зависимости от календарной даты.
//А широту тогда уже умели определять по максимальной высоте солнца над горизонтом в зависимости от календарной даты.
Правильно. Секстантом. Местный полдень. И в это время и фиксировались показания хронометра ибо без знания широты знание времени восхода бессмысленно (разве что приблизительно определить, если в полдень небо в тучах окажется).
Т.е. автор полностью "разочаровался" в маятниках и маховиках и для 4-го образца открыл какой-то новый принцип?
Ну, да, я же написал - пружинный балансир с анкером, как во всех современных безмаятниковых часах. Только он его не открыл (этот балансир был известен и ранее), а усовершенствовал, чтобы повысить точность и минимизировать влияние внешних факторов (прежде всего - температурного) на работу механизма.
30 сек в сутки - это типовая точность механических наручных часов (на советские примерно столько же указывали). Дорогие механизмы с турбийоном дают несколько секунд в сутки.
Ну, значит, "Ориент", "Ситизен", "Романсон" и "Лонжин" это типовые советские часы.
Насколько я помню, послевоенные советские часы делали по трофейным немецким технологиям.
А "Жигули" делали по итальянским технологиям. :)
30 секунд в сутки - это гарантированная долговременная точность хода. В любом положении, при тряске, толчках и колебаниях температуры, с учётом износа цапф и высыхания масла.
Если же часы спокойно лежат в шкафу и заводятся каждый день в одно и то же время, то точность в несколько секунд в сутки можно получить не только на мануфактурных часах с турбийоном, но и на "Кировке"-штамповке. Вот только продержится эта точность от силы неделю...
Прекрасно о поиске долготы написано было у Сергея Доли во втором выпуске альманаха Кружева и Сталь о семилетней войне, он там и технических аспектов коснулся и методических.
Сергей Доля написал исторический альманах о Семилетней войне?! Ни фига себе, а я думал, что он только туристические заметки, фотки и рекламу в ЖЖ постит. :)
Виконт, спасибо за статью, ты как всегда высоте:)😊
И Вам спасибо, только мой ник - Виконд. Это акроним от моего имени, отчества и фамилии. :)