Джон Харрисон: Создатель морского хронометра

Введение

Английский часовщик (1693–1776)

Джон Харрисон (3 апреля 1693 [по старому стилю 24 марта 1693] – 24 марта 1776) был английским плотником и часовщиком, изобретшим морской хронометр – прибор, который долгое время искали для решения проблемы определения долготы в море. Решение Харрисона произвело революцию в навигации и значительно повысило безопасность дальних морских путешествий. Проблема, которую он решил, считалась настолько важной после кораблекрушения у островов Силли в 1707 году, что британский парламент предлагал денежные награды в размере до 20 000 фунтов стерлингов (эквивалент £ в современных деньгах) согласно Акту о долготе 1714 года, однако Харрисон так и не смог полностью получить эти награды из-за политической борьбы. Харрисон представил свой первый проект в 1730 году и много лет работал над его улучшением, добившись значительных успехов в технологии измерения времени и в конечном итоге перейдя к созданию так называемых морских часов. Харрисон получил поддержку от Комиссии по долготе в создании и испытании своих конструкций. Под конец жизни он был удостоен признания и награды от парламента. В 2002 году Харрисон занял 39-е место в общенациональном голосовании BBC, посвященном определению 100 величайших британцев.

Проблема долготы

Длина определяет местоположение точки на Земле к востоку или западу от меридиана, служащего началом отсчета, называемого нулевым меридианом. Она измеряется в градусах: от 0° на нулевом меридиане до +180° к востоку и −180° к западу. Знание координат судна в направлении восток-запад критически важно при приближении к суше. Во время длительных плаваний накопленные ошибки в определении местоположения методом прокладки курса часто приводили к кораблекрушениям и гибели людей. Предотвращение подобных катастроф стало жизненно важным в эпоху, когда торговля и потребность в точной навигации стремительно росли по всему миру, во времена жизни Харрисона. Было предложено множество способов определения долготы во время морского путешествия. Первые методы заключались в сравнении местного времени с известным временем в опорной точке, например, в Гринвиче или Париже, основываясь на простой теории, впервые предложенной Джеммой Фризиусом. Эти методы опирались на астрономические наблюдения, которые, в свою очередь, зависели от предсказуемости движения небесных тел. Однако эти методы были проблематичны из-за сложности точного определения времени в опорной точке. Харрисон поставил перед собой задачу решить проблему напрямую, создав надежные часы, способные точно показывать время опорной точки в течение длительных периодов без необходимости постоянной корректировки. Сложность заключалась в создании часов, устойчивых к колебаниям температуры, давления и влажности, не подверженных коррозии в соленом морском воздухе и способных функционировать на борту постоянно движущегося корабля. Многие ученые, включая Исаака Ньютона и Кристиана Гюйгенса, сомневались в возможности создания таких часов и отдавали предпочтение другим методам определения долготы, например, методу лунных расстояний. Гюйгенс проводил испытания, используя как маятниковые, так и спиральные часы для определения долготы, но оба типа давали противоречивые результаты. Ньютон отмечал, что "хорошие часы могут служить для ведения расчетов в море в течение нескольких дней и для определения времени астрономических наблюдений; и для этого может быть достаточно хорошего механизма, пока не будет найден более совершенный. Но если долгота будет потеряна в море, ее невозможно будет восстановить с помощью каких-либо часов".

Longitude fixes the location of a place on Earth east or west of a north–south reference line called the prime meridian. It is given as an angular measurement that ranges from 0° at the prime meridian to +180° eastward and −180° westward. Knowledge of a ship's east–west position is essential when approaching land. Over long voyages, cumulative errors in estimates of position by dead reckoning frequently led to shipwrecks and a great loss of life. Avoiding such disasters became vital in Harrison's lifetime, in an era when trade and the need for accurate navigation were increasing dramatically around the world. Many ideas were proposed for how to determine longitude during a sea voyage. Earlier methods attempted to compare local time with the known time at a reference place, such as Greenwich or Paris, based on a simple theory that had first been proposed by Gemma Frisius. The methods relied on astronomical observations that were themselves reliant on the predictable nature of the motions of different heavenly bodies. Such methods were problematic because of the difficulty in maintaining an accurate record of the time at the reference place. Harrison set out to solve the problem directly, by producing a reliable clock that could keep the time of the reference place accurately over long intervals without having to constantly adjust it. The difficulty was in producing a clock that was not affected by variations in temperature, pressure, or humidity, resisted corrosion in salt air, and was able to function on board a constantly moving ship. Many scientists, including Isaac Newton and Christiaan Huygens, doubted that such a clock could ever be built and favoured other methods for reckoning longitude, such as the method of lunar distances. Huygens ran trials using both a pendulum and a spiral balance spring clock as methods of determining longitude, with both types producing inconsistent results. Newton observed that "a good watch may serve to keep a reckoning at sea for some days and to know the time of a celestial observation; and for this end a good Jewel may suffice till a better sort of watch can be found out. But when longitude at sea is lost, it cannot be found again by any watch".

Первые три морских хронометража

В 1720-х годах английский часовщик Генри Салли изобрел морские часы, предназначенные для определения долготы: это были часы с большим балансовым колесом, вертикально установленным на фрикционных роликах и приводимым в действие фрикционным спусковым механизмом типа Дебауфре. Необычным образом колебания баланса контролировались грузом на конце поворотного горизонтального рычага, соединенного с балансом шнуром. Это решение позволило избежать температурной погрешности, вызванной тепловым расширением, проблемы, которая затрагивает стальные балансовые пружины. Однако часы Салли показывали точное время только в спокойную погоду, поскольку на колебания баланса влияли бортовые крен и качка корабля. Тем не менее, его часы были одной из первых серьезных попыток определить долготу путем повышения точности измерения времени в море. Машины Харрисона, хотя и значительно больше, имеют схожую компоновку: H3 имеет вертикально установленное балансовое колесо и связано с другим колесом того же размера, что устраняет проблемы, возникающие из-за движения корабля. В 1716 году Салли представил свои первые Montre de la Mer Французской академии наук, а в 1726 году опубликовал Une Horloge inventée et exécutée par M. Sulli. Он продемонстрировал их членам Королевского общества, которые ходатайствовали за него перед Советом по долготе. Эти часы стали первым предложением, которое Совет счел достойным морских испытаний. В 1736 году Харрисон отплыл в Лиссабон на HMS Centurion под командованием капитана Джорджа Проктора и вернулся на HMS Orford после смерти Проктора в Лиссабоне 4 октября 1736 года. Во время обратного рейса часы отстали. Однако на обратном пути они показали хорошие результаты: и капитан, и лоцман Orford высоко оценили конструкцию. Лоцман отметил, что его собственные расчеты поместили корабль в шестидесяти милях к востоку от фактической точки выхода к берегу, которую Харрисон правильно предсказал, используя H1. Это не было трансатлантическим плаванием, предусмотренным Советом по долготе в условиях получения приза, но Совет был настолько впечатлен, что выделил Харрисону 500 фунтов стерлингов на дальнейшую разработку. К 1737 году Харрисон переехал в Лондон и продолжил разработку H2, более компактной и надежной версии. В 1741 году, после трех лет строительства и двух лет наземных испытаний, H2 был готов, но к тому времени Великобритания вела войну с Испанией в войне за австрийское наследство, и механизм был признан слишком важным, чтобы рисковать его попаданием в руки испанцев. В любом случае, Харрисон внезапно прекратил работу над этой второй машиной, обнаружив серьезный конструктивный недостаток в концепции штанговых балансов. Он не осознал, что период колебаний штанговых балансов может быть подвержен рысканию корабля (когда корабль поворачивается вокруг своей вертикальной оси, например, при повороте во время смены галса). Это привело его к принятию круговых балансов в Третьих морских часах (H3). Совет выделил ему еще 500 фунтов стерлингов, и, ожидая окончания войны, он приступил к работе над H3. Харрисон проработал над этими третьими «морскими часами» семнадцать лет, но, несмотря на все усилия, они не работали так, как он хотел. Проблема заключалась в том, что Харрисон не до конца понимал физику пружин, используемых для управления балансовыми колесами, поэтому синхронность колес не была изохронной, что влияло на их точность. Инженерный мир не смог полностью понять свойства пружин для таких применений еще два столетия. Тем не менее, это был очень ценный эксперимент, и многое было извлечено из его конструкции. Безусловно, в этой машине Харрисон оставил миру два прочных наследия – биметаллическую пластину и роликовый подшипник в клетке.

In the 1720s, the English clockmaker Henry Sully invented a marine clock that was designed to determine longitude: this was in the form of a clock with a large balance wheel that was vertically mounted on friction rollers and impulsed by a frictional rest Debaufre type escapement. Very unconventionally, the balance oscillations were controlled by a weight at the end of a pivoted horizontal lever attached to the balance by a cord. This solution avoided temperature error due to thermal expansion, a problem which affects steel balance springs. Sully's clock kept accurate time only in calm weather, however, because the balance oscillations were affected by the pitching and rolling of the ship. Still, his clocks were among the first serious attempts to find longitude by improving the accuracy of timekeeping at sea. Harrison's machines, though much larger, are of similar layout: H3 has a vertically mounted balance wheel and is linked to another wheel of the same size, an arrangement that eliminates problems arising from the ship's motion. In 1716, Sully presented his first Montre de la Mer to the French Académie des Sciences and in 1726 he published Une Horloge inventée et executée par M. Sulli. He demonstrated it to members of the Royal Society who spoke on his behalf to the Board of Longitude. The clock was the first proposal that the Board considered to be worthy of a sea trial. In 1736, Harrison sailed to Lisbon on HMS Centurion under the command of Captain George Proctor and returned on HMS Orford after Proctor died at Lisbon on 4 October 1736. The clock lost time on the outward voyage. However, it performed well on the return trip: both the captain and the sailing master of the Orford praised the design. The master noted that his own calculations had placed the ship sixty miles east of its true landfall which had been correctly predicted by Harrison using H1. This was not the transatlantic voyage stipulated by the Board of Longitude in their conditions for winning the prize, but the Board was impressed enough to grant Harrison £500 for further development. Harrison had moved to London by 1737 and went on to develop H2, a more compact and rugged version. In 1741, after three years of building and two of on land testing, H2 was ready, but by then Britain was at war with Spain in the War of the Austrian Succession, and the mechanism was deemed too important to risk falling into Spanish hands. In any event, Harrison suddenly abandoned all work on this second machine when he discovered a serious design flaw in the concept of the bar balances. He had not recognized that the period of oscillation of the bar balances could be affected by the yawing action of the ship (when the ship turned upon its vertical axis, such as when "coming about" while tacking). It was this that led him to adopt circular balances in the Third Sea Clock (H3). The Board granted him another £500, and while waiting for the war to end, he proceeded to work on H3. Harrison spent seventeen years working on this third "sea clock", but despite every effort it did not perform exactly as he had wished. The problem was that, because Harrison did not fully understand the physics behind the springs used to control the balance wheels, the timing of the wheels was not isochronous, a characteristic that affected its accuracy. The engineering world was not to fully understand the properties of springs for such applications for another two centuries. Despite this, it had proved a very valuable experiment and much was learned from its construction. Certainly in this machine Harrison left the world two enduring legacies – the bimetallic strip and the caged roller bearing.

Долгомерные часы

После тридцати лет неустанных экспериментов Харрисон к своему удивлению обнаружил, что некоторые часы, изготовленные преемником Грэма Томасом Ма́джем, показывали время столь же точно, как и его огромные морские хронометры. Вероятно, Ма́джу удалось добиться этого после начала 1740-х годов благодаря появлению новой стали "Хантсман" или "Кру́цибельной" стали, впервые произведенной Бенджамином Хантсманом примерно в начале 1740-х годов, что позволило изготавливать более твердые зубчатые колеса, но, что более важно, более прочный и тщательно отполированный цилиндрический спуск. Тогда Харрисон осознал, что обычные часы вполне могут быть достаточно точными для этой задачи и представляют собой гораздо более практичное решение для использования в качестве морского хронометра. Он приступил к переосмыслению концепции часов как прибора для измерения времени, основывая свой дизайн на обоснованных научных принципах.

Часы Джеффриса

Уже в начале 1750-х годов он разработал точные часы для личного пользования, которые были изготовлены для него часовым мастером Джоном Джеффрисом в 1752–1753 годах. Эти часы включали в себя новый спусковой механизм с трением и были не только первыми часами с компенсацией температурных колебаний, но и содержали первый миниатюрный заводской механизм (fusee) конструкции Харрисона, который позволял часам продолжать работать во время завода. Эти особенности обеспечили высокую точность часов "Jefferys", которые Харрисон использовал при разработке дизайна двух новых хронометров, изготовление которых он предложил начать. Они представляли собой большие часы и часы меньшего размера, но аналогичной конструкции. Однако, по всей видимости, был завершен только большой хронометр № 1 (или "H4", как его иногда называют) (см. ссылку на "H4" ниже). При поддержке лучших лондонских мастеров он приступил к разработке и изготовлению первого в мире успешного морского хронометра, позволявшего мореплавателям точно определять долготу местоположения корабля. Важно отметить, что Харрисон доказал возможность определения долготы с помощью часов. Этот хронометр должен был стать шедевром Харрисона – инструментом, сочетающим в себе красоту и функциональность, напоминающим увеличенные карманные часы того времени. На нем выгравирована подпись Харрисона, обозначен номер 1 и дата – 1759 год нашей эры.

H4

Первые "морские часы" Харрисона (ныне известные как H4) заключены в серебряные парные корпуса диаметром в несколько дюймов. Механизм часов чрезвычайно сложен для того времени, напоминая увеличенную версию обычного механизма того периода. Спиральная стальная пружина внутри латунной пружинной бочки обеспечивает 30-часовой запас хода. Она закрыта барабаном фузее, который тянет цепь, обернутую вокруг конического шкива, известного как фузее. Фузее увенчана намоточной площадкой (требуется отдельный ключ). Большое колесо, прикрепленное к основанию фузее, передает энергию остальному механизму. Фузее содержит поддерживающую силу – механизм, позволяющий H4 продолжать работу во время завода. Из работ Гулда:

D-образные палеты эскапимента Харрисона изготовлены из алмаза, длиной около 2 мм с радиусом изогнутой стороны 0,6 мм, что было значительным производственным достижением того времени. По техническим причинам баланс был сделан значительно больше, чем в обычных часах того периода, – диаметром и весом, а колебания контролировались плоской спиральной стальной пружиной с тремя витками и длинным прямым концом. Пружина коническая, толще у ступицы и сужающаяся к кольцу в центре. Механизм также имеет центральную секундную стрелку с непрерывно движущейся секундной стрелкой. Третье колесо оснащено внутренними зубьями и имеет сложный мост, аналогичный прорезному и гравированному мосту того времени. Оно работает со скоростью 5 ударов (тиков) в секунду и оснащено крошечным 7 ½-секундным ремонтуаром. Балансовый стопор, активируемый положением фузее, останавливает часы за полчаса до полного разряда, чтобы ремонтуар также не остановился. Температурная компенсация реализована в виде "компенсационной планки" (или "термометровой планки", как ее называл Харрисон). Она представляет собой биметаллическую полосу, установленную на регулировочном слайдере и несущую ограничительные штифты на свободном конце. Во время первоначальных испытаний Харрисон отказался от этой регулировки, используя слайдер, но оставил его индикаторный циферблат или фигуру на месте. На создание этих первых часов ушло шесть лет, после чего Совет по долготе решил испытать их во время плавания из Портсмута в Кингстон, Ямайка. Для этого они были помещены на борт 50-пушечного корабля, который отплыл из Портсмута 18 ноября 1761 года. Харрисон, которому тогда было 68 лет, отправил их на это трансатлантическое испытание под присмотром своего сына Уильяма. Часы были протестированы перед отплытием Робертсоном, мастером Академии в Портсмуте, который сообщил, что 6 ноября 1761 года в полдень они отставали на 3 секунды, потеряв 24 секунды за 9 дней по среднему солнечному времени. Таким образом, суточный ход часов был установлен как потеря 24/9 секунды в день. Когда "Дептфорд" достиг пункта назначения, после корректировки на первоначальную ошибку в 3 секунды и накопленную потерю в 3 минуты 36,5 секунды с суточной скоростью за 81 день и 5 часов плавания, Уильям Харрисон вернулся на борт 14-пушечного корабля, прибыв в Англию 26 марта 1762 года, чтобы сообщить об успешном результате эксперимента. Тем временем часы Харрисона должны были быть переданы Королевскому астроному для долгосрочных наземных испытаний. К сожалению, Невил Маскелин был назначен Королевским астрономом по возвращении с Барбадоса и, следовательно, также вошел в состав Совета по долготе. Он представил отрицательный отчет о часах, утверждая, что их "ход" (количество времени, которое они выигрывали или теряли в день) было связано с самокомпенсирующимися неточностями и отказался учитывать это при измерении долготы. Следовательно, эти первые морские часы Харрисона не удовлетворили требованиям Совета, несмотря на то, что они успешно прошли два предыдущих испытания. Харрисон начал работу над своими вторыми "морскими часами" (H5), пока проводились испытания первых, которые, по мнению Харрисона, удерживались Советом в заложниках. Через три года ему надоело; Харрисон чувствовал себя "крайне плохо обращенным господами, от которых я ожидал лучшего отношения" и решил обратиться за помощью к королю Георгу III. Он добился аудиенции у короля, который был крайне возмущен действиями Совета. Король Георг лично протестировал часы № 2 (H5) во дворце и после десяти недель ежедневных наблюдений между маем и июлем 1772 года обнаружил, что они точны с точностью до одной трети секунды в день. Король Георг затем посоветовал Харрисону обратиться в парламент с просьбой о полной премии, пригрозив лично явиться и отчитать их. Наконец, в 1773 году, когда ему было 80 лет, Харрисон получил денежную награду в размере 8750 фунтов стерлингов от парламента за свои достижения, но он так и не получил официальную премию (которая никому и не была присуждена). Ему предстояло прожить еще три года. Всего Харрисон получил 23 065 фунтов стерлингов за свою работу над хронометрами. Он получил 4315 фунтов стерлингов частями от Совета по долготе за свою работу, 10 000 фунтов стерлингов в качестве промежуточного платежа за H4 в 1765 году и 8750 фунтов стерлингов от парламента в 1773 году. Это обеспечило ему разумный доход на протяжении большей части его жизни (эквивалент примерно 450 000 фунтов стерлингов в год в 2007 году, хотя все его расходы, такие как материалы и субподрядные работы другим часовщикам, должны были покрываться из этой суммы). Он стал эквивалентом мультимиллионера (в сегодняшних терминах) в последнее десятилетие своей жизни. Капитан Джеймс Кук использовал K1, копию H4, во время своих второго и третьего путешествий, после использования метода лунных расстояний во время своего первого путешествия. K1 был изготовлен Ларкумом Кендаллом, который был учеником Джона Джеффриса. В судовом журнале Кука полно похвал часам, а карты южной части Тихого океана, созданные с их использованием, были удивительно точными. K2 был одолжен лейтенанту Уильяму Блайху, командиру HMS Bounty, но он остался у Флетчера Кристиана после печально известного мятежа. Он был возвращен с острова Питкэрн только в 1808 году, когда он был передан капитану Мейхью Фолгеру, а затем перешел в руки нескольких владельцев, прежде чем попасть в Национальный морской музей в Лондоне. Первоначально стоимость этих хронометров была довольно высокой (примерно 30% от стоимости корабля). Однако со временем стоимость снизилась до 25–100 фунтов стерлингов (от полугодовой до двухгодичной заработной платы квалифицированного рабочего) в начале XIX века. Многие историки указывают на относительно небольшие объемы производства с течением времени как на доказательство того, что хронометры не получили широкого распространения. Однако Ландес Также многие морские торговцы обходились бортовым хронометром вдвое дешевле. Они были не такими точными, как морские хронометры в корпусе, но были достаточными для многих. Хотя метод лунных расстояний первоначально дополнял и конкурировал с морским хронометром, в XIX веке хронометр обогнал его. Более точное время Харрисона привело к необходимому точному вычислению долготы, сделав устройство фундаментальным ключом к современной эпохе. После Харрисона морской хронометр был вновь изобретен Джоном Арнольдом, который, хотя и основывал свой дизайн на наиболее важных принципах Харрисона, упростил его настолько, что смог производить столь же точные, но гораздо более дешевые морские хронометры серийно с 1783 года. Тем не менее, на протяжении многих лет, даже к концу XVIII века, хронометры были дорогими редкостями, поскольку их внедрение и использование происходили медленно из-за высокой стоимости прецизионного производства. Истечение срока действия патентов Арнольда в конце 1790-х годов позволило многим другим часовщикам, включая Томаса Эрншоу, производить хронометры в больших количествах и по более низкой цене, чем у Арнольда. К началу XIX века плавание в море без него считалось неразумным или немыслимым. Использование хронометра для помощи в навигации просто спасало жизни и корабли – страховая индустрия, личный интерес и здравый смысл сделали свое дело, превратив устройство в универсальный инструмент морской торговли.

The D shaped pallets of Harrison's escapement are both made of diamond, approximately 2 mm long with the curved side radius of 0.6 mm, a considerable feat of manufacture at the time. For technical reasons the balance was made much larger than in a conventional watch of the period, in diameter weighing and the vibrations controlled by a flat spiral steel spring of three turns with a long straight tail. The spring is tapered, being thicker at the stud end and tapering toward the collet at the centre. The movement also has centre seconds motion with a sweep seconds hand. The Third Wheel is equipped with internal teeth and has an elaborate bridge similar to the pierced and engraved bridge for the period. It runs at 5 beats (ticks) per second, and is equipped with a tiny 7 1/2 second remontoire. A balance brake, activated by the position of the fusee, stops the watch half an hour before it is completely run down, in order that the remontoire does not run down also. Temperature compensation is in the form of a 'compensation curb' (or 'Thermometer Kirb' as Harrison called it). This takes the form of a bimetallic strip mounted on the regulating slide, and carrying the curb pins at the free end. During its initial testing, Harrison dispensed with this regulation using the slide, but left its indicating dial or figure piece in place. This first watch took six years to construct, following which the Board of Longitude determined to trial it on a voyage from Portsmouth to Kingston, Jamaica. For this purpose it was placed aboard the 50 gun , which set sail from Portsmouth on 18 November 1761. Harrison, by then 68 years old, sent it on this transatlantic trial in the care of his son, William. The watch was tested before departure by Robertson, Master of the Academy at Portsmouth, who reported that on 6 November 1761 at noon it was 3 seconds slow, having lost 24 seconds in 9 days on mean solar time. The daily rate of the watch was therefore fixed as losing 24/9 seconds per day. When Deptford reached its destination, after correction for the initial error of 3 seconds and accumulated loss of 3 minutes 36.5 seconds at the daily rate over the 81 days and 5 hours of the voyage, William Harrison returned aboard the 14 gun , reaching England on 26 March 1762 to report the successful outcome of the experiment. In the meantime Harrison's watch would have to be turned over to the Astronomer Royal for long term on land testing. Unfortunately, Nevil Maskelyne had been appointed Astronomer Royal on his return from Barbados, and was therefore also placed on the Board of Longitude. He returned a report of the watch that was negative, claiming that its "going rate" (the amount of time it gained or lost per day) was due to inaccuracies cancelling themselves out, and refused to allow it to be factored out when measuring longitude. Consequently, this first Marine Watch of Harrison's failed the needs of the Board despite the fact that it had succeeded in two previous trials. Harrison began working on his second 'sea watch' (H5) while testing was conducted on the first, which Harrison felt was being held hostage by the Board. After three years he had had enough; Harrison felt "extremely ill used by the gentlemen who I might have expected better treatment from" and decided to enlist the aid of King George III. He obtained an audience with the King, who was extremely annoyed with the Board. King George tested the watch No. 2 (H5) himself at the palace and after ten weeks of daily observations between May and July in 1772, found it to be accurate to within one third of one second per day. King George then advised Harrison to petition Parliament for the full prize after threatening to appear in person to dress them down. Finally in 1773, when he was 80 years old, Harrison received a monetary award in the amount of £8,750 from Parliament for his achievements, but he never received the official award (which was never awarded to anyone). He was to survive for just three more years. In total, Harrison received £23,065 for his work on chronometers. He received £4,315 in increments from the Board of Longitude for his work, £10,000 as an interim payment for H4 in 1765 and £8,750 from Parliament in 1773. This gave him a reasonable income for most of his life (equivalent to roughly £450,000 per year in 2007, though all his costs, such as materials and subcontracting work to other horologists, had to come out of this). He became the equivalent of a multi millionaire (in today's terms) in the final decade of his life. Captain James Cook used K1, a copy of H4, on his second and third voyages, having used the lunar distance method on his first voyage. K1 was made by Larcum Kendall, who had been apprenticed to John Jefferys. Cook's log is full of praise for the watch and the charts of the southern Pacific Ocean he made with its use were remarkably accurate. K2 was loaned to Lieutenant William Bligh, commander of HMS Bounty, but it was retained by Fletcher Christian following the infamous mutiny. It was not recovered from Pitcairn Island until 1808, when it was given to Captain Mayhew Folger, and then passed through several hands before reaching the National Maritime Museum in London. Initially, the cost of these chronometers was quite high (roughly 30% of a ship's cost). However, over time, the costs dropped to between £25 and £100 (half a year's to two years' salary for a skilled worker) in the early 19th century. Many historians point to relatively low production volumes over time as evidence that the chronometers were not widely used. However, Landes Also, many merchant mariners would make do with a deck chronometer at half the price. These were not as accurate as the boxed marine chronometer but were adequate for many. While the Lunar Distances method would complement and rival the marine chronometer initially, the chronometer would overtake it in the 19th century. The more accurate Harrison timekeeping device led to the much needed precise calculation of longitude, making the device a fundamental key to the modern age. Following Harrison, the marine timekeeper was reinvented yet again by John Arnold, who, while basing his design on Harrison's most important principles, at the same time simplified it enough for him to produce equally accurate but far less costly marine chronometers in quantity from around 1783. Nonetheless, for many years even towards the end of the 18th century, chronometers were expensive rarities, as their adoption and use proceeded slowly due to the high expense of precision manufacturing. The expiry of Arnold's patents at the end of the 1790s enabled many other watchmakers including Thomas Earnshaw to produce chronometers in greater quantities at less cost even than those of Arnold. By the early 19th century, navigation at sea without one was considered unwise to unthinkable. Using a chronometer to aid navigation simply saved lives and ships – the insurance industry, self interest, and common sense did the rest in making the device a universal tool of maritime trade.

Смерть и мемориалы

Харрисон умер 24 марта 1776 года в возрасте восьмидесяти двух лет, не дожив до своего восемьдесят третьего дня рождения. На стене Summit House, модернистского офисного здания 1925 года постройки, на южной стороне площади, установлена синяя мемориальная доска, посвященная Харрисону. 24 марта 2006 года в Вестминстерском аббатстве была открыта мемориальная плита в память о Харрисоне, наконец, признав его достойным соратником его друга Джорджа Грэма и Томаса Томпйона, "Отца английского часового дела", оба из которых похоронены в аббатстве. На мемориале изображена меридианная линия (линия постоянной долготы), выполненная из двух металлов, чтобы подчеркнуть самое известное изобретение Харрисона – биметаллический термометр. На полосе выгравирована её собственная долгота: 0 градусов, 7 минут и 35 секунд западной долготы. Часы Corpus в Кембридже, представленные в 2008 году, являются одой работы Харрисона от их создателя, однако имеют электромеханическую конструкцию. Визуально в них использован механизм грахового спуска Харрисона, при этом "палетная рама" выполнена в форме настоящей саранчи. Это определяющая особенность этих часов. В 2014 году компания Northern Rail присвоила дизельному моторвагону № 153316 имя John 'Longitude' Harrison. 3 апреля 2018 года Google отметил его 325-летие, разместив Google Doodle на главной странице поисковика. В феврале 2020 года в Барроу-апон-Хамбере была открыта бронзовая статуя Джона Харрисона, созданная скульптором Маркусом Корнишем.

Последующая история

После Первой мировой войны часы Харрисона были вновь обнаружены в Королевской Гринвичской обсерватории отставным морским офицером, лейтенант-коммандером Рупертом Т. Гулдом. Часы находились в крайне запущенном состоянии, и Гулд посвятил много лет документированию, ремонту и реставрации, не получая за это никакого вознаграждения. Гулд первым присвоил часам обозначения от H1 до H5, изначально называя их No.1 до No.5. К сожалению, Гулд вносил изменения и проводил ремонт, которые не соответствовали бы современным стандартам музейной консервации, хотя большинство исследователей Харрисона признают его заслугу в том, что он обеспечил сохранность этих исторических артефактов в рабочем состоянии до наших дней. Гулд написал книгу «Морской хронометр», опубликованную в 1923 году, в которой рассматривалась история хронометров от Средневековья до 1920-х годов, и содержались подробные описания работ Харрисона и последующей эволюции хронометра. Эта книга и сегодня остается авторитетным трудом по морским хронометрам. Сегодня восстановленные часы H1, H2, H3 и H4 можно увидеть на выставке в Королевской обсерватории в Гринвиче. H1, H2 и H3 по-прежнему работают: H4 поддерживается в остановленном состоянии, поскольку, в отличие от первых трех, он требует смазки маслом и поэтому будет разрушаться в процессе работы. Часы H5 принадлежат Worshipful Company of Clockmakers of London и ранее экспонировались в Музее часовщиков в здании Гильдии в Лондоне как часть коллекции компании; с 2015 года коллекция экспонируется в Музее науки в Лондоне. В последние годы жизни Джон Харрисон исследовал вопросы музыкального строя и технологии изготовления колоколов. Его система строя (меантоновый строй, выведенный из числа пи) описана в его памфлете «Описание подобного механизма» (CSM). Эта система бросала вызов традиционному представлению о том, что гармоники возникают при целочисленных соотношениях частот, и, как следствие, вся музыка, использующая этот строй, производит низкочастотные биения. В 2002 году последняя рукопись Харрисона, «Истинный и краткий, но полный отчет об основании музыки, или, главным образом, о существовании естественных нот мелодии», была вновь обнаружена в Библиотеке Конгресса США. Его теории о математике изготовления колоколов (с использованием «радикальных чисел») до сих пор не полностью поняты. Одним из спорных утверждений, сделанных им в последние годы жизни, было заявление о возможности создания напольных часов, более точных, чем любой другой известный проект. В частности, он утверждал, что спроектировал часы, способные показывать время с точностью до одной секунды в течение 100 дней.

After World War I, Harrison's timepieces were rediscovered at the Royal Greenwich Observatory by retired naval officer Lieutenant Commander Rupert T. Gould. The timepieces were in a highly decrepit state and Gould spent many years documenting, repairing and restoring them, without compensation for his efforts. Gould was the first to designate the timepieces from H1 to H5, initially calling them No.1 to No.5. Unfortunately, Gould made modifications and repairs that would not pass today's standards of good museum conservation practice, although most Harrison scholars give Gould credit for having ensured that the historical artifacts survived as working mechanisms to the present time. Gould wrote The Marine Chronometer, published in 1923, which covered the history of chronometers from the Middle Ages to the 1920s, and which included detailed descriptions of Harrison's work and the subsequent evolution of the chronometer. The book remains the authoritative work on the marine chronometer. Today the restored H1, H2, H3, and H4 timepieces can be seen on display in the Royal Observatory at Greenwich. H1, H2, and H3 still work: H4 is kept in a stopped state because, unlike the first three, it requires oil for lubrication and so will degrade as it runs. H5 is owned by the Worshipful Company of Clockmakers of London, and was previously on display at the Clockmakers' Museum in the Guildhall, London, as part of the Company's collection; since 2015 the collection has been displayed in the Science Museum, London. In the final years of his life, John Harrison wrote about his research into musical tuning and manufacturing methods for bells. His tuning system (a meantone system derived from pi), is described in his pamphlet A Description Concerning Such Mechanism (CSM). This system challenged the traditional view that harmonics occur at integer frequency ratios and in consequence all music using this tuning produces low frequency beating. In 2002, Harrison's last manuscript, A true and short, but full Account of the Foundation of Musick, or, as principally therein, of the Existence of the Natural Notes of Melody, was rediscovered in the US Library of Congress. His theories on the mathematics of bell manufacturing (using "Radical Numbers") are yet to be clearly understood. One of the controversial claims of his last years was that of being able to build a land clock more accurate than any competing design. Specifically, he claimed to have designed a clock capable of keeping accurate time to within one second over a span of 100 days.

В литературе, телевидении, театре и музыке

В 1995 году, вдохновленный симпозиумом Гарвардского университета по проблеме определения долготы, организованным Национальной ассоциацией коллекционеров часов, Дава Собель написала книгу о работе Харрисона. «Долгота: правдивая история одинокого гения, решившего величайшую научную проблему своего времени» стала первым популярным бестселлером, посвященным часовому делу. В 1998 году вышла книга «Иллюстрированная долгота», в которой текст Собель сопровождался 180 изображениями, отобранными Уильямом Дж. Х. Эндрюсом. В 1999 году Чарльз Стерридж экранизировал книгу для британского телевидения в виде 4-серийного фильма Granada Productions для Channel 4 под названием Longitude. В США показ транслировался в конце того же года совместно с A&E. В фильме Майкл Гэмбон сыграл Харрисона, а Джереми Айронс – Гулда. Книга Собель также послужила основой для эпизода PBS NOVA под названием «Потерянные в море: в поисках долготы». Морские хронометры Харрисона стали важной частью сюжета рождественского специального выпуска британского ситкома «Только дураки и лошади» 1996 года под названием «Время в наших руках». Сюжет рассказывает об обнаружении и последующей продаже на аукционе часов Harrison's Lesser Watch H6. Вымышленные часы были проданы на аукционе Sotheby's за 6,2 миллиона фунтов стерлингов. Песня «John Harrison's Hands», написанная Брайаном Макнейлом и Диком Гоганом, вошла в альбом 2001 года Outlaws & Dreamers. Песню также исполнял Стив Найтли, включив ее в свой альбом 2011 Live in Somerset. Британская группа Show of Hands также записала кавер-версию, которая появилась в их альбоме 2016 года The Long Way Home. В 1998 году британский композитор Харрисон Биртуистл написал фортепианное произведение «Часы Харрисона», содержащее музыкальные изображения различных часов Харрисона. Композитор Питер Грэм создал произведение «Мечта Харрисона», посвященное сорокалетнему стремлению Харрисона создать точные часы. Грэм одновременно работал над версиями для духового и духового оркестров, которые впервые прозвучали всего через четыре месяца друг от друга – в октябре 2000 года и феврале 2001 года соответственно.

In 1995, inspired by a Harvard University symposium on the longitude problem organized by the National Association of Watch and Clock Collectors, Dava Sobel wrote a book on Harrison's work. Longitude: The True Story of a Lone Genius Who Solved the Greatest Scientific Problem of His Time became the first popular bestseller on the subject of horology. The Illustrated Longitude, in which Sobel's text was accompanied by 180 images selected by William J. H. Andrewes, appeared in 1998. The book was dramatised for UK television by Charles Sturridge in a Granada Productions 4 episode series for Channel 4 in 1999, under the title Longitude. It was broadcast in the US later that same year by co producer A&E. The production starred Michael Gambon as Harrison and Jeremy Irons as Gould. Sobel's book was also the basis for a PBS NOVA episode entitled Lost at Sea: The Search for Longitude. Harrison's marine time keepers were an essential part of the plot in the 1996 Christmas special of long running British sitcom Only Fools And Horses, entitled "Time on Our Hands". The plot concerns the discovery and subsequent sale at auction of Harrison's Lesser Watch H6. The fictional watch was auctioned off at Sotheby's for £6.2 million. The song "John Harrison's Hands", written by Brian McNeill and Dick Gaughan, appeared on the 2001 album Outlaws & Dreamers. The song has also been covered by Steve Knightley, appearing on his album 2011 Live in Somerset. It was further covered by the British band Show of Hands and appears on their 2016 album The Long Way Home. In 1998, British composer Harrison Birtwistle wrote the piano piece "Harrison's clocks" that contains musical depictions of Harrison's various clocks. Composer Peter Graham's piece Harrison's Dream is about Harrison's forty year quest to produce an accurate clock. Graham worked simultaneously on the brass band and wind band versions of the piece, which received their first performances just four months apart, in October 2000 and February 2001 respectively.