Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Төмен үйкелістік сағаттың тұйықтауышы
Low friction clock escapement
Шаранша тұйықтауышы – 1722 жыл шамасында британдық сағатшы Джон Харрисон тапқан маятник сағаттары үшін төмен үйкелістікпен жұмыс істейтін тұйықтауыш. Тұйықтауыш – механикалық сағаттың әрбір бөлігінің құрамында болады және ол сағаттың маятнигіне үнемі итеру арқылы оны қозғалыста ұстайды, ал әрбір қозғалыс сағаттың тісті дөңгелектерін белгілі бір мөлшерде алға жылжытып, сағат тілдерін тұрақты жылдамдықпен итереді. Шаранша тұйықтауышы Харрисонның өмірінде салынған бірнеше реттегіш сағаттарда және кейінгі жылдары тағы бірнеше сағаттарда қолданылған, бірақ кеңінен таралған емес. "Шаранша" термині осы тұйықтауыштың құрамында алғаш рет 19 ғасырдың соңында "Horological Journal" журналында пайда болды, бұл атау тілшелердің секіру қозғалысынан туындаған болуы мүмкін.
The grasshopper escapement is a low friction escapement for pendulum clocks invented by British clockmaker John Harrison around 1722. An escapement, part of every mechanical clock, is the mechanism that gives the clock's pendulum periodic pushes to keep it swinging, and each swing releases the clock's gears to move forward by a fixed amount, thus moving the hands forward at a steady rate. The grasshopper escapement was used in a few regulator clocks built during Harrison's time, and a few others over the years, but has never seen wide use. The term "grasshopper" in this connection, apparently from the kicking action of the pallets, first appears in the Horological Journal in the late 19th century.
Тарих
Джон Харрисон өз реттегіш сағаттарында, сондай-ақ өзінің алғашқы үш теңіз хронометрлерінде, H1–H3 үшін шегірткелік тепе-теңдік механизмін қолданды. Ұзындық координатын анықтау теңіз навигациясындағы маңызды мәселе болды; Ньютон астрономиялық позицияны пайдалануға болатынын айтты, бірақ оңай теориялық мүмкіндік – белгілі бір базалық орналасқан жердегі уақытты дәл білу еді. Жергілікті уақыт пен базадағы уақыт арасындағы айырмашылық база мен кеме арасындағы бойлық айырмашылығын көрсетеді, себебі 24 сағат уақыт 360 градус бойлыққа тең. Осы мәселені шешуге үлкен сыйлық ұсынылды, ал Харрисон өмірін жоғары дәлдіктегі хронометрлерді жасауға арнады. Дәлдік және үйкеліс – басты проблемалар еді. Шегірткелік тепе-теңдік механизмінің екі артықшылығы бар: оның жұмысының қайталанатындығы және майлау қажеттілігінің болмауы. Оның қайталанатындығы оның құрылымында жатыр. Бір диск (паллет) тек екіншісінің іске қосылуымен босатылады; маятникке берілген серпім уақытында толығымен тұрақты болады. Харрисонның қолжетімді майлау материалдары нашар, лас және аз өмір сүрді. Бұл конвенциялық сағаттарды тазалау және майлау үшін жиі тоқтату қажеттігін білдірді. Өзінің таза және толығымен тұрақты шегірткелік тепе-теңдік механизмін пайдаланып, Харрисон сағаттардың жұмысын ұзақ мерзімді зерттеулер сериясын бастады, бұл оның температураның өзгеруімен кеңею мен жиырылу әсеріне қарсы тұратын торлы маятниктің ойлап табуына әкелді. Оның жақсартылған сағаттарының жұмысы оған кемелік хронометрлерін сынау үшін дәл және ыңғайлы стандартты берді.
John Harrison used the grasshopper escapement in his regulator clocks, and also for the first three of his marine timekeepers, H1 H3. Determining longitudinal position was a major problem in marine navigation; Newton argued that astronomical positioning could be used, but an easier theoretical possibility was to use accurate knowledge of the time at a specific base location. The difference in time between local time, which was easy to measure, and the time at the base gives the difference in longitude between the base and the ship, since 24 hours of time is equivalent to 360 degrees of longitude. A large prize was offered for a solution to the problem and Harrison devoted his life to devising and building highly accurate timekeepers. Precision and friction were the main problems. Two advantages of the grasshopper escapement are the repeatability of its operation and that it does not need lubrication. The repeatability of its operation is inherent in its design. One pallet is released only by the engagement of the other; the impulse given to the pendulum is thus completely regular in its timing. Lubricants available to Harrison were poor, messy and short lived. This meant that conventional clocks had to be stopped frequently for cleaning and oiling. Using his clean and absolutely stable grasshopper escapement Harrison began a series of long term investigations into the performance of clocks, leading to his invention of the gridiron pendulum which counteracted the effects of expansion and contraction with changing temperature. The performance of his improved clocks in turn gave him an accurate, convenient standard against which to test his marine timekeepers.
Операция
Харрисон "Шаяншақ" құлағын Линкольнширдегі Броклзби Парктегі сарай блогына орнатылатын мұнара сағаты үшін жасаған дәстүрлі зәкір құлағынан дамытты. Бұл құлақ сенімсіз болып шықты, оған жиі назар аудару қажет болды, бұл Харрисонға ыңғайсыздық тудырды. Сондықтан шамамен 1722 жылы ол якорьдің әр қолының ортасына білік қойып, құлақты өзгертті. Екі білікті паллет те бір бағытта, құлақ дөңгелегінің айналуына қарсы бағытта бағытталған. Құлақ дөңгелегі паллетті итергенде, білік құлақ дөңгелегінен алыстайды. Паллет зәкірді итеріп бара жатқанда, дөңгелекпен жанасатын жерінен айналады. Сол кезде екінші паллет дөңгелекке жақындап келеді. Ол дөңгелекке тиген кезде, оны сәл артқа итеріп, дөңгелек пен бірінші паллет арасындағы байланысты үзеді. Екі паллеттің де артқы жағы ауыр болғандықтан, олар дөңгелектен алыстауға бейім. Сондықтан бірінші паллет құлақ дөңгелегінің жолынан шығып, маятникті импульске қосу жұмысы екінші паллетке жүктеледі. Бірінші паллет дұрыс ұстап тұратын тоқтағышқа демейді, сондықтан маятник екінші паллетпен итерілгенде, бірінші паллет дөңгелектің жолына қарай төмендейді. Ол дөңгелекке жанасып, маятниктің күшімен дөңгелекті сәл артқа итеріп жібереді. Бұл екінші паллетті босатып, ол тоқтағышқа тоқтап, импульсті бірінші паллетке қайтадан жүктейді. Паллеттің білігіндегі кішкентай қозғалыс дәстүрлі құлақтағы сыртқы үйкеліске қарағанда әлдеқайда аз үйкеліс тудырады; оған майлау қажет емес және тозу өте аз болғандықтан Харрисон паллеттерді ағаштан жасауға мүмкіндік алды. Броклзби Парктегі бастапқы паллеттердің бірі 2005 жылы сағат жаңартылғанда әлі де жұмыс істеп тұрды, ал екіншісі 1880 жылы болған апаттан кейін ғана ауыстырылды. Кейін Харрисон құлақ дөңгелегінің тістеріне жанасу үшін айналмалы қолдың соңына кішкентай ілгек қосып, итерудің орнына бір паллетті тарту арқылы құлақтың орналасуын өзгертті. Ол сондай-ақ екі білік осін ортақ тірекке біріктірді. Паллет құлақ дөңгелегін артқа итергенде, ол тоқтағышқа қарсы күшпен соғылады. Тозудың немесе зақымданудың алдын алу үшін тоқтағыштар иілуге арналған. Әрбір тоқтағыш өзінің паллетімен бірдей осьте бекітілген. Паллеттердің артқы жағы ауыр, бірақ тоқтағыштардың алды ауыр, дөңгелекке қарай құлауға бейім. Тоқтағыштардың алды соншалықты ауыр болғандықтан, паллет пен тоқтағыштың комбинациясы да дөңгелекке қарай құлауға бейім, бірақ бұл зәкірдегі бекітілген штырғынмен болдырылмайды. Бұл штырғын паллетті құлақ дөңгелегімен таза байланысу үшін қажетті дұрыс жерде ұстап тұратын тоқтағышты ұстайды. Паллет дөңгелекке тигенде, ол дөңгелекті артқа итеріп, тоқтағышты оның ілгегінен көтереді. Дөңгелек паллетті итергенде, тоқтағыш өз ілгегіне қайтадан түсіп, паллеттен ажырасады. Әрбір тоқтағыш әр циклде бір рет келіп тұратын паллеттің күшімен ілгектен көтеріледі.
Harrison developed the grasshopper escapement from a conventional anchor escapement which he built for a turret clock to go in the stable block at Brocklesby Park in Lincolnshire. This proved to be unreliable, needing repeated attention by which Harrison was inconvenienced, so around 1722 he modified the escapement by putting a hinge in the middle of each arm of the anchor. The hinged pallets both pointed the same way, opposing the rotation of the escape wheel. As the escape wheel pushes the pallet, the hinge moves away from the escape wheel. The pallet pivots about its contact point with the wheel as it pushes the anchor. At the same time, the other pallet is approaching the wheel. When it contacts the wheel, it pushes it backwards slightly and contact between the wheel and the first pallet is broken. Both the pallets are slightly tail heavy so that they naturally tend to move away from the wheel. The first pallet therefore moves out of the path of the escape wheel and the job of impulsing the pendulum passes to the second pallet. The first pallet comes to rest against a stop which holds it in the correct position so that when the pendulum is reaching the end of its travel, pushed by the second pallet, the first pallet swings down into the path of the wheel again. It makes contact with the wheel and, driven by the momentum of the pendulum, pushes the wheel backwards slightly. This releases the second pallet, which retires gracefully to its stop, having transferred the task of impulsing the pendulum to the first pallet again. The small movement of the pallet on its hinge involves far less friction than the sliding contact in a conventional escapement; it needs no lubrication and there is so little wear that Harrison was able to make his pallets from wood. One of the original pallets at Brocklesby Park was still working when the clock was renovated in 2005 while the other was only replaced following an accident in 1880. Harrison later modified the layout of the escapement by having one pallet pull rather than push, putting a little hook at the end of the pivoted arm to contact the teeth of the escape wheel. He also put both hinge axes together on a common pin. When the pallet is pushing the escape wheel backwards it is also being driven hard against its stop. To prevent wear, or damage, the stops are designed to give way. Each stop is hinged about the same axis as its pallet. The pallets are tail heavy but the stops are nose heavy, tending to fall towards the wheel. The stops are sufficiently nose heavy that the combination of pallet plus stop also tends to fall towards the wheel but this is prevented by a fixed pin on the anchor. This means that the pin holds the stop which holds the pallet in just the right place to engage cleanly with the escape wheel. When the pallet meets the wheel, it pushes the wheel backwards and as it does it lifts the stop off its pin. When the wheel then pushes the pallet, the stop comes back down onto its pin and parts company with its pallet. Each stop is also lifted off its pin once in each cycle by the momentum of the arriving pallet.
Шектеулер
Палитралардың дөңгелектен ығысу тенденциясының бірнеше ауыр салдары бар. Біріншісі, құтқару дөңгелегіне берілетін күш үзілген кезде, политралар байланысын жоғалтады, ал күш қайта жанданғанда, құтқару дөңгелегі тоқтатылмай, жылдам және бақылаусыз айнала бастауы мүмкін. Мұндай жағдайдың алдын алу үшін, сағатты ораған кезде Харрисон өзінің ұзақ қызмет ететін механизмдерінің бірін – энергияны сақтайтын құрылғыны ойлап тапты, ол бүгін де сағаттар мен сағаттарда кеңінен қолданылады. Оның әдеттегі құрылымында, қозғалыстың бірінші (және ең баяу айналатын) жетек доңғалағы мен салмағының (немесе серіппесінің) бекітілген барабаны арасында, олардың бір осінде орналасқан тісті дөңгелек болады. Сағат оралғанда барабан артқа жылжып, энергияны сақтайтын дөңгелектің тісі барабанға ойылған тістердің үстінен сырғанап өтеді. Бірақ бірінші жетек доңғалағы энергияны сақтайтын дөңгелек пен оған қарсы итермелейтін серіппе болғандықтан, алға жылжуын жалғастырады. Осы серіппе энергияны сақтайтын дөңгелекті артқа итеруге тырысады. Бұл энергияны сақтайтын дөңгелектің жиегіне ойылған тістерге ілігіп, сағаттың корпусына бекітілген тоқтау тілігінің арқасында болмайды. Сағат толық оралғаннан кейін кілттен қолды босатып, барабан энергияны сақтайтын дөңгелекті және бірінші жетек доңғалағын қалыпты жағдайда қозғалтады. Сонымен қатар, ол келесі орау үшін энергияны сақтайтын серіппені қайта керіп алады. Қалыпты жұмыс кезінде энергияны сақтайтын дөңгелектің артқа жылжуын тоқтататын тоқтау тілігі, энергияны сақтайтын дөңгелектің тістерімен сырғанап өтеді. Палитралардың дөңгелектен ығысу тенденциясының екінші салдары – сағат тоқтағанда екі политра да бастапқы орнына оралады. Бұл құрылғыны алғаш 1675 жылы Ричард Таунли ойлап тапқан, ал Джастин мен Бенджамин Вуллиами Гаррисонның дизайнын қолданып, бірнеше реттегіштер жасады, бірақ ол бүгінгі күні Гаррисонның заманындағыдай: тамаша, бірегей жаңалық.
The tendency of the pallets to move out of the way of the wheel has some serious consequences. The first is that any time that the drive to the escape wheel is interrupted the pallets lose contact and when the drive is restored, the escape wheel may not be restrained and may accelerate rapidly and uncontrollably. To prevent this happening while the clock was being wound, Harrison invented one of his longest lasting mechanisms, a maintaining power which is still widely used in clocks and watches. In its usual construction this consists of a ratchet wheel sandwiched between, and co axial with, the first (and slowest turning) driving gear of the movement and the barrel that the weight (or spring) is attached to. When the clock is wound, the barrel goes backwards and a ratchet on the maintaining wheel slips over teeth cut on the barrel. The first gear is still driven forward however because there is a spring between the maintaining wheel and the first gear which pushes against it. As it does so it tries to push the maintaining wheel backwards. This is prevented from happening by a pawl fixed to the frame of the clock which engages with teeth cut round the edge of the maintaining wheel. Once the clock is fully wound, pressure on the key is released and the barrel drives the maintaining wheel and the first gear in the normal way. It also rewinds the maintaining spring ready for the next time the clock is wound. During normal operation the pawl that stops the maintaining wheel from going backwards simply slips over the teeth of the maintaining wheel. The second consequence of the pallets' tendency to move out of the way of the wheel is that when the clock runs down and stops both pallets return to their stops. originally invented by Richard Towneley in 1675, and Justin and Benjamin Vulliamy made a small number of regulators using Harrison's design, but it remains today what it was in Harrison's time: a brilliant, unique curiosity.
Джон Тейлордың корпус сағаты
Джон Харрисонның шегіртке механизміне құрмет ретінде салынған Corpus Clock атты бірегей қоғамдық сағат 2008 жылдың 19 қыркүйегінде Кембридж қаласындағы Кембридж университетінің Корпус Кристи колледжінде ашылды. Индустриал Джон Тейлор осы механикалық сағатты салуға 1 миллион фунт стерлинг жұмсады. Харрисонның механизмі жеткілікті түрде танымал емес деп есептегендіктен, сағаттың шегіртке механизмі сағаттың үстіңгі жағында "Хронофаг" немесе "уақыт жегіш" деп аталатын демондық шегіртке түрінде көрсетілген, ол үнемі жауын ашып-жауып, уақыттың жұтылуын бейнелейді. Диаметрі 1,5 метрлік бұл сағаттың көптеген басқа да ерекшеліктері бар. Онда сағат тілдері жоқ, оның орнына сағат, минут және секундқа арналған үш концентрлі дискілер жұбы қолданылады – олар тігіліп, жарықтың шығуына мүмкіндік беретін линзалармен жабдықталған, ал жарықдиодтардың тоқтаусыз жарығы ішінде қалған. Әр дискідегі ойықтардың орналасуы және әр жұптың алдыңғы дискісінің айналуы Вернье эффектін тудырады, бұл сағат бетіндегі үш концентрлі шеңберде әртүрлі жылдамдықпен айналатын жарықтардың көрінісін жасайды. Маятник жылдамдап, баяулап, кейде тоқтап қалады, бірақ әр бес минут сайын дұрыс уақытқа оралады. Тейлор бұл сағатты өзінің өлшеулі екенін еске түсіру үшін жасады.
A unique public clock built as a tribute to John Harrison's grasshopper escapement, the Corpus Clock, was unveiled at Corpus Christi College, Cambridge University, in Cambridge, England on 19 September 2008. Industrialist John Taylor spent £1 million building the mechanical clock. Feeling that Harrison's escapement was not well enough known, the clock's grasshopper escapement is exposed on the top of the clock, built in the form of a demonic grasshopper called the "Chronophage" or "time eater", which rhythmically opens and closes its jaws, representing time being devoured. The clock, 1.5 metres in diameter, has many other notable features. It has no hands, but rather uses three concentric pairs of stacked annular disks—one pair each for hours, minutes and seconds—slotted and lensed to allow the selective escape of light from an enclosed, continuously lit set of light emitting diodes. The arrangement of slots in each disk, along with the rotation of the foremost disk of each pair, creates a Vernier effect, producing the illusion of lights rotating at various speeds about three concentric circumferences on the clock's face. The pendulum speeds up, slows down, and sometimes stops, but returns to the correct time every five minutes. Taylor designed the clock to remind himself of his own mortality.
Пармиджани сенфин
Сағаттарға арналған толығымен жаңа механизмде шегіртке түріндегі тежегіш қолданылады. Бұл жаңа типті механикалық реттегіште тежегіш пен осцилляторында икемді құрылымдар пайдаланылады. Кремний дөңгелек сағатына 86 400 рет дірілдейді, бұл дәстүрлі сағаттардан шамамен үш есе жылдам. Бастапқы әзірлеме Швейцарияның Электроника және Микротехнология орталығында (CSEM) швейцариялық физик Пьер Женекуан жетекші ойлап табушы ретінде жасалды. Ұғынуды барынша азайту арқасында, мұндай сағат керілгеннен кейін бір айдан астам уақыт жүре алады, бұл өте ұзақ қуат қоры. Мұндай жаңа калибрдің (механизмінің) прототипі Parmigiani Fleurier көрсетті.
A grasshopper type escapement is used in an entirely new mechanism intended for wristwatches. This new type of mechanical regulator uses flexible structures both in the escapement and the oscillator. A silicon wheel oscillates about 86,400 times an hour, approximately three times faster than in conventional wristwatches. The initial development was done at the Swiss Center for Electronics and Microtechnology (CSEM) with Pierre Genequand, a Swiss physicist, as lead inventor. By eliminating friction as much as possible, such a watch can run for more than a month after rewinding, an exceptional power reserve. The prototype of such a new calibre (movement) has been exhibited by Parmigiani Fleurier.
Бёрджесс сағаты B
Шарап құтылу механизмі – Мартин Берджесс жасаған мүсіндік сағаттың маңызды бөлігі, ол Берджесс сағаты B деп аталады. Джон Харрисонның кешіккен реттегіш сағатының технологиясына негізделген екі сағаттың бірі, оны иесі Дональд Саффтың өтініші бойынша Чарльз Фродшам & Компания аяқтады. Сәтті сынақтан өткен соң, оның ұзақ мерзімді жұмысын егжей-тегжейлі бағалау үшін Гринвич Корольдік обсерваториясына жіберілді. Бұл бағалауды Сағат жасаушылардың құрметті компаниясы және Ұлттық физикалық зертханасы қадағалады, олардың өкілдері сағат корпусына бұзуға қарсы мөрлер қойды. Сағат электрмен оралатындықтан, бағалау кезінде оның жұмысына ешқандай кедергі келтірмейді, бірақ қалған бөлігі толығымен механикалық. Жүз күнге созылған сынақтан кейін, максималды қателік бір секундтың бес сегізінен аспады, уақыттың (жылдамдықтың) тұрақты өзгеруіне ешқандай түзету енгізілген жоқ. Осының нәтижесінде, 2015 жылдың 18 сәуірінде Гиннес рекордтар ұйымы Мартин Берджеске ашық ауада жұмыс істейтін ең дәл механикалық сағатты жасағаны үшін әлемдік рекорд сертификатын табыс етті. Сағат ROG-де сақталады; 2017 жылы ол Гаррисонның теңіздік хронометрлері орналасқан галереяға көшірілді, онда оның жұмысы үздіксіз бақыланады.
A grasshopper escapement is an essential part of a sculptural clock by Martin Burgess, known as Burgess Clock B. One of a pair based on the technology of the late regulator clock by John Harrison, it was completed by Charles Frodsham & Company at the request of its owner, Donald Saff. After successful testing there it was transferred to the Royal Observatory, Greenwich for a detailed assessment of its long term performance. This was overseen by the Worshipful Company of Clockmakers and the National Physical Laboratory, whose representatives attached tamper proof seals to the case of the clock. Although the clock is electrically wound, thus preventing any disturbance whatever of the clock during the assessment, it is otherwise entirely mechanical. At the end of a period of one hundred days, the maximum error had not exceeded five eighths of a second no allowance for a steady drift of time (rate) having had to be applied. As a result, on the 18th of April 2015, the Guinness World Records organisation presented a World Record certificate to Martin Burgess for having made the most accurate purely mechanical clock working in free air. The clock remains at the ROG; in 2017 it was moved to the gallery containing the Harrison marine timekeepers where its performance continues to be monitored.