История часов (Эволюция от солнечных до водородных) - Бронников Семен - Страница 21

Первые в Западной Европе механические часы, устанавливаемые на башнях для того, чтобы можно было разместить гиревой движитель их механизма, имели всего одну стрелку — часовую. Минуты тогда не измерялись вообще; зато такие часы нередко отмечали церковные праздники. Маятника в таких часах также не было.

Первые часовые механизмы приводились в движение энергией опускающегося груза. Приводной механизм состоял из гладкого деревянного вала и намотанного на него пенькового каната с каменной, а позднее металлической гирей на конце. Благодаря силе тяжести гири, канат начинал разматываться и вращал вал. На вал было насажено большое или главное зубчатое колесо, находившееся в сцеплении с зубчатыми колесами передаточного механизма. Таким образом, вращение от вала передавалось механизму часов.

Период вращения колес в зубчатой передаче зависит от отношения диаметров входящих в нее колес (или отношения числа зубьев). Подбирая колеса с разным количеством зубьев, несложно добиться, например, чтобы одно из них совершало оборот за 12 часов. Если насадить на вал этого колеса стрелку, то она будет совершать полный оборот за то же время. Понятно, что так же можно подобрать колеса, делающие полный оборот за минуту или за час; с ними можно соединить секундную и минутную стрелки. Но такие часы появились значительно позже — только в XVIII веке, а до этого использовалась единственная часовая стрелка. Назначение передаточного механизма в таких часах состояло в том, чтобы передать и преобразовать соответствующим образом движение от главного зубчатого колеса к часовому колесу.

Однако чтобы часы могли служить для измерения времени, стрелка должна совершать свои обороты с одной и той же периодичностью. Между тем груз движется под действием сил притяжения с ускорением. Если бы гиря опускалась свободно, то вал вращался бы ускоренно, соответственно стрелка делала бы каждый следующий оборот за более короткое время, чем предыдущий. Столкнувшись с этой проблемой, средневековые механики сообразили, что ход часов не может зависеть только от движения груза. Механизм необходимо было дополнить еще одним устройством. Это устройство должно было обладать собственным, независимым «чувством времени» и в соответствии с этим управлять движением всего механизма. Так родилась идея регулятора.

В первых механических часах регулятором служило коромысло (билянец). Коромысло с древних времен применялось в таком широко распространенном устройстве, как весы. Если на каждое плечо таких коромысловых весов поместить равные грузы, а потом вывести весы из состояния равновесия, коромысло будет совершать достаточно равные колебания наподобие маятника. Хотя эта колебательная система уступает во многих отношениях маятнику, она вполне может использоваться в часах. Но любой регулятор, если постоянно не поддерживать его колебания, рано или поздно остановится. Для того чтобы часы работали, необходимо, чтобы часть двигательной энергии от главного колеса постоянно поступала к маятнику, или билянцу. Эту задачу в часах выполняет устройство, которое называется распределителем, или спуском. Спуск всегда был и остается самым сложным узлом в механических часах. Через него осуществляется связь между регулятором и передаточным механизмом. С одной стороны, спуск передает толчки от двигателя к регулятору, необходимые для поддержания колебаний последнего, а с другой стороны, подчиняет движение передаточного механизма (а, следовательно, и действие двигателя) закономерности движения регулятора. Правильный ход часов зависит главным образом от спуска. Именно над его конструкцией больше всего ломали голову изобретатели. Самый первый спуск представлял собой шпиндель с палетами, поэтому его называют шпиндельным.

Из всех главных узлов часового механизма большая часть по отдельности уже использовалась в античности. Новыми были только два изобретения: идея подвешивать груз в качестве двигателя для часов и идея использовать шпиндель в качестве спуска. Любопытно, что обе эти технические находки средневековая легенда приписывает одному человеку — ученому монаху Герберту, который позже стал римским папой под именем Сильвестра II.

В XII веке в монастырях и кафедральных соборах появляются несложные устройства без циферблата, которые боем колокола оповещают братию о времени молитвы. Это были водяные часы, механизм которых находился внутри башни.

Но как бы то ни было, эра механических часов в Европе началась только в конце XIII века. В 1292 году часами обзавелся храм в Кентербери. В 1300 году встречается сообщение о том, что башенные часы сооружены во Флоренции. В 1314 году часы были уже во французских Каннах.

В XIV веке в Италии появляются чисто механические башенные часы. Самые старые из тех, о которых есть достоверная информация, датируются 1335 годом. Они были установлены в Милане на башне стоявшего там дворца виконта. И если уж говорить о тех часах, какими мы их знаем теперь, то следует признать, что история часов Европы началась именно с этого времени. Помимо них имеются сведения еще о нескольких башенных часах этого периода: в Падуе, в Монзе и в Модене. После Италии городские башенные часы появляются в Страсбурге, Аугсбурге, Нюрнберге, Франкфурте и Лионе. Первые башенные часы в Англии строятся в 1370 году.

Ни один из этих ранних механизмов не сохранился до наших дней, имена их создателей тоже неизвестны. Однако мы можем достаточно точно представить себе их устройство.

Карманные часы

Первые переносные часы впервые изготовили по приказу короля Франции Людовика XI. Они помещались в специальном ящике. Когда король путешествовал, ящик с часами пристраивали на спину лошади.

В 1510 году немецкий механик Генлейн приспособил к часовому механизму стальную пружину и сделал первые карманные часы. В подтверждение этого приводится манускрипт современника мастера Иониа Коклея: «Петр Генлейн, еще молодой человек, создает творения, которым даже наиболее ученые математики отдают дань уважения: из небольшого количества железа он изготовляет снабженные многими колесами часы, которые, как бы их ни поворачивали, без наличия какого-нибудь груза, показывают и отбивают 40 часов, даже если находятся в кармане».

Он заменил в своем механизме гири на пружину. Пружина, как ее ни скручивай, всегда стремится раскрутиться. Этим свойством и воспользовался Петер Генлейн. Внутри карманных часов расположен механизм. В нем есть плоская коробочка — это домик, в котором находится пружина. Один конец ее — внутренний — неподвижный. Другой — наружный — прикреплен к стенке домика или барабана.

Когда механические часы заводят, то вращают барабан и пружина скручивается, наружный кончик описывает круги. Как только пружину закрутили, она начинает раскручиваться и постепенно возвращается на прежнее место.

Зубчатые колесики передают вращение стрелкам часов. В карманных часах, изобретенных Генлейном, была только одна стрелка. Стекла не было совсем. А над каждой цифрой располагался бугорок — так можно было на ощупь определить, который час. Ведь в старину считалось крайне невежливым смотреть на часы, находясь, например, в гостях. Поэтому, когда гость собирался уходить, он нащупывал часы в кармане своего камзола и определял время.

В старину не было необходимости в точном измерении времени, поэтому вполне обходились часами с одной стрелкой. Но годы шли. Развивалась торговля. Уходили в плавание корабли. Между городами прокладывались дороги. В городах открывались мануфактуры. Жизнь становилась все более торопливой и деловой. Люди научились дорожить своим временем. Минутная стрелка появилась на часах около 1700 года, а секундная — спустя еще шестьдесят лет.

Часовое стекло появилось только в XVII веке. Заводили карманные часы ключом.

Первые карманные часы имели округлую форму, футляр был украшен затейливым орнаментом, отчего такие часы получили название «нюренбергские яйца». Состоятельные люди имели такие маленькие часики со множеством колесиков, их можно было носить в кошельке.