К началу XVI века уже имелись кроме солнечных, песочных и водяных часов достаточно интересные механические часы, указывающие не только время, но и фазы Луны, положение планет и звезд, отбивающие различные мелодии, управляющие движениями сложных фигур. Однако точность часов оставалась практически той же, что в XI - XII веках - + 1 час в сутки, а для определения долготы нужны часы, дающие погрешность не более десятых долей секунды в сутки. Неудивительно, что в метод перевозки часов не верили ни ученые, ни часовые мастера того времени.
Наиболее значительной и известной была `общественная награда`, предусмотренная биллем (законом), утвержденным английской Палатой общин и Палатой лордов в 1714 году. По этому закону человек или группа лиц, которые смогут определить долготу в море, получали беспрецедентную по своим размерам награду-10, 15,20 тысяч фунтов стерлингов в зависимости от точности предложенного метода.
Создателями первых точных часов по праву считаются два великих ученых - Галилео Галилей и Христиан Гюйгенс, о чем было сказано выше. Но это были стационарные маятниковые часы, неспособные работать на корабле. В 1674 году Гюйгенс отказался от использования маятника в морских часах и предложил в качестве регулятора часов колебательную систему баланс-спираль. Идея была прогрессивной. Гюйгенсу удалось сконструировать первые часы переносного типа, где в качестве регулятора была применена система баланс-спираль с собственным периодом колебания, в дальнейшем получившая широкое распространение для устройства карманных часов, хронометров и других переносных приборов времени. Г. Галилеем и X. Гюйгенсом были заложены основы для создания точных часов. Ученым и конструкторам был показан путь к достижению точности - самое главное, обеспечить свободу колебаний маятника или системы баланс-спираль и оградить это устройство от любых внешних воздействий - изменения температуры, влажности, давления и т.п. Это трудно, но когда есть понимание цели - легче ее достигнуть.
Тысячи часовых мастеров начали борьбу за точность и надежность приборов времени, способных работать на корабле. Наиболее целеустремленным, терпеливым и удачливым оказался английский мастер Джон Гаррисон, который создал в 1759 году морские часы очень высокой точности. В 1761 году для очередного испытания часов Гаррисона из английского Портсмута отправился на Ямайку корабль `Дептфорд`. Через 161 день плавания корабль вернулся в Европу и прибыл в Портсмут. Ошибка часов не превышала нескольких секунд. Задача определения географической долготы в открытом море была решена.
Д. Гаррисон создал часы, в которых практически были решены задачи, ставшие впоследствии предметом научных и конструкторских разработок. Это изохрониза-ция и стабилизация колебания системы баланс-спираль, уменьшение трения в кинематической схеме механизма часов, температурной компенсации колебательного устройства. Только после того, как последователям Гаррисона - Пьеру Леруа, Томасу Мюджу, Фердинанду Берту, Томасу Ирншау, Джону Арнольду удалось решить эти проблемы хронометрии, стало возможным создавать хронометр наших дней.
Конструкторы хронометров должны были решить несколько проблем, для того чтобы судовые эталоны времени работали как можно более точно и надежно. Во-первых, необходимо было добиться стабильности колебательной системы при изменении температуры, давления, влажности и других внешних воздействий. Во-вторых, колебания баланса или маятника, с одной стороны, должны быть как можно более свободными, а с другой - эти колебания должны поддерживаться притоком внешней энергии, иначе маятник и баланс остановятся. Исходя из простых физических соображений, конструкторы старались уменьшить взаимодействие спуска (хода) с колебательной системой. Так, на смену несвободным ходам, таким как шпиндельный, цилиндровый, пришли свободные - анкерный, хронометровый. Так, к началу XIX века, отобрав все лучшее из многочисленных изобретений, морской хронометр имел уже почти современный вид, включающий в себя следующие основные узлы:
|
Мебель
Организации
