Стрелки и завод
Прерывистое движение храпового колеса делало прерывистым и движение вала, и всех шестерёнок, включая ту, что вращала стрелку. Эта единственная часовая стрелка за сутки обходила циферблат с 24 делениями, указывая текущий час. В Средневековье этого было достаточно — минутами время тогда не мерили.
В первых часах не было механизма завода. Как только тяжёлая гиря опускалась, обслуге часов приходилось с помощью системы блоков снова поднимать её на высоту башни, преодолевая сопротивление всех зубчатых колёс, проворачиваемых в обратном направлении.
Циферблат башенных часов XIV в. Кьоджа. Италия. Возможно, создан астрономом Дж. Донли.
Шпиндельный спуск
Для поддержания колебаний регулятора-билянца и связи его с передаточным шестерённым механизмом служил спусковой механизм — шпиндель с двумя лопатками, которые располагались под углом 90° друг к другу и вклинивались между зубцами коронного (храпового или ходового) колеса. Коронное колесо, вращаемое колёсной передачей от вала, вращало и шпиндель, воздействуя на его лопатки. Одновременно на шпиндель воздействовали колебания билянца, к центру которого он также был прикреплён.
Как только одно плечо билянца опускалось, шпиндель поворачивался, и одна из его лопаток входила в зацепление с зубцом коронного колеса, тормозя его вращение. Однако, когда плечо билянца поднималось, поворачивая шпиндель в обратном направлении, лопатка под давлением колеса отпускала зубец и давала колесу провернуться. Но тут же другая лопатка вклинивалась между следующими зубцами, снова останавливая колесо. Так в соответствии с постоянностью периодов колебания билянца лопатки шпинделя в равные промежутки времени поочередно останавливали и отпускали колесо. Регулируя вращение коронного колеса, билянец в то же время получал от него энергию движения, не позволяющую его коромыслу вернуться в состояние равновесия и остановиться.
Шпиндельный спуск с вертикальным коронным колесом.
Лопатки (А, Б) шпинделя (9) поочерёдно входят в сцепление с зубцами коронного колеса (10), прерывая его вращение. Для сопротивления проворачиванию коронного колеса на плечи (а, б) сцепленного со шпинделем билянца навешивались грузы. Билянец вращался в горизонтальной плоскости, а коронное колесо — в вертикальной.
Часам от весов
Средневековые механики ничего не знали об ускорении, но на практике увидели, что нельзя доверять ход часов только силе падения груза. Нужно снабдить механизм регулятором — устройством, сводящим ускорение на нет. Идею подсказали рычажные весы. Издавна заметили, что, если в чашки весов положить равный груз и вывести весы из равновесия, коромысло весов будет довольно равномерно раскачиваться.
С каждым разом плечи коромысла будут подниматься и опускаться с меньшим размахом (амплитудой), но период (длительность) колебаний коромысла останется неизменной. За первую минуту плечи весов качнутся столько же раз, сколько и за каждую последующую до полной остановки. Механики придумали использовать равные периоды колебаний коромысла для преобразования плавного вращения вала во вращение прерывистое, когда колесо делает равные подвижки за равные промежутки времени. В часах коромысло называется билянцем (фолио) — это стержень-рычаг с равными грузиками на концах.
Изобретение механических часов
Самые первые механические часы появляются в Европе в 13 веке. О них сохранились лишь упоминания, и, к сожалению, имена изобретателей неизвестны. Появились самые первые часы в монастырях. Они ещё не имели циферблата, были довольно неточными, а сигналы времени передавали колокольным звоном. Например, одни из старейших в мире часов были установлены в 1288 г. в Вестминстерском аббатстве в Англии.
Массово башенные часы достаточно совершенной конструкции появляются в Италии в 14 веке. Такие часы имели циферблат с часовой стрелкой, а также оповещали о времени боем. Главным движителем механизма часов была тяжёлая гиря на длинном подвесе. Чтобы эта гиря опускалась постепенно, её движение передавалось на механизм часов через зубчатое колесо, которое тормозилось качающимся коромыслом. Выглядело это примерно так:
Такие часы также были не слишком точными (ошибка могла составлять полчаса-час за сутки), их нужно было несколько раз в день заводить, вручную подтягивая тяжёлую гирю. Однако башенные часы были очень сложными и дорогими, представляя собой вершину тогдашнего инженерного искусства. Такие часы были гордостью города, в котором их устанавливали, и мастера стремились всячески украсить часы и снабжали их всякими дополнительными элементами.
Например, одни из старейших сохранившихся до нашего времени башенных часов в Праге, построенные в 1410 г., украшены многочисленными фигурками ангелов и мифических животных, а также содержат календарь и показывают движение Луны и Солнца.
К концу 15 века появились более компактные часы, которые можно было разместить в доме. Важным нововведением, которое позволило уменьшить размер часов, стала пружина, которая заменила гирю на подвесе в качестве источника движущей силы для часового механизма. Наконец, в начале 16 века появились первые карманные часы. Изобретателем карманных часов считается мастер из немецкого города Нюрнберга Пётр Генлейн. Первые карманные часы были созданы им в 1505 г. Эти часы имели размер меньше 5 см. и были восприняты современниками как настоящее чудо.
Карманные часы конструкции Генлейна
Seiko TV Watch: 1982
В 1982 году компания из Японии Hattori Seiko выпустила поразительные наручные часы Seiko TV Watch, которые давали возможность пользователям кроме времени просматривать прямые телевизионные трансляции прямо на маленьком синем или сером ЖК экране, встроенном в аксессуар.
Конечно, этому способствовала дополнительная электронная часть тюннинга часов в виде внешней коробки, к которой подсоединялось носимое устройство, и наушников. Тем не менее, эти причудливые часы служили полностью функциональным, хоть и примитивным, мобильным дисплеем.
В 1983 году книга рекордов Гиннесса занесла Seiko TV Watch в свой выпуск как самый маленький телевизор в мире. В это же время актриса Роджер Мур продемонстрировала данный аксессуар на своем запястье в фильме с Джеймсом Бондом «Octopussy», что повлекло за собой взлет цены на устройство. Розничная цена в США составляла 495 долларов США.
Изобретение песочных часов
Песочные часы — это устройство, используемое для измерения времени. Он состоит из двух стеклянных сосудов, соединенных вертикально узкой горловиной, что позволяет регулировать струйку определённого вещества (исторически первым был песок) от верхней части колбы до нижней. Факторы, влияющие на измеренный интервал времени, включают количество песка, крупность песка, размер сосуда и ширину горловины. Песочные часы могут повторно использоваться бесконечно, переворачивая сосуды, как только верхний окажется пуст.
Происхождение песочных часов до конца неясно. Согласно американскому Институту Нью-Йорка, песочные часы изобрели в Александрии около 150 г. до н.э.
В Европе до 8 века песочные часы были известны только в Древней Греции, а в 8 веке франкийский монах по имени Луитпранд создаёт первые французские песочные часы. Но только в XIV веке песочные часы стали обычным явлением, самым ранним доказательством являлось изображение на фреске 1338 года «Аллегория доброго правления» Амброджио Лоренцетти.
Изображение часов на фреске «Аллегория доброго правления»
Использование морских песочных часов было зарегистрировано с 14-го века. Морские песочные часы были очень популярны на борту судов, поскольку они были наиболее надежным средством измерения времени, находясь в море. В отличие от водяных часов, движение корабля во время плавания не влияло на песочные часы. Тот факт, что песочные часы также использовали гранулированные материалы вместо жидкостей, давал более точные измерения, поскольку водяные часы были склонны к конденсации внутри неё во время температурных изменений. Моряки обнаружили, что песочные часы были в состоянии помочь им определить долготу, расстояние к востоку или к западу от определенной точки с разумной точностью.
Песочные часы также нашли популярность на суше. Поскольку использование механических часов для обозначения времени событий, таких как церковные службы, стало более распространенным явлением, создающим необходимость отслеживать время, спрос на устройства для измерения времени увеличился. Песочные часы были по существу недорогими, так как они не требовали редкой технологии, и их содержимое не трудно найти, и по мере того как производство этих инструментов стало более распространенным, их использование стало более практичным.
Песочные часы в церкви
Песочные часы обычно использовались в церквях, домах и на рабочих местах для измерения проповедей, приготовления пищи и времени, затрачиваемого на перерывы в работе. Поскольку они использовались для решения более повседневных задач, модель песочных часов стала сокращаться. Маленькие модели были более практичными и очень популярными, поскольку они повышали уровень пунктуальности.
После 1500 года песочные часы начали терять свою популярность. Это было связано с развитием механических часов, которые стали более точными, компактными и более дешевыми и упростили измерение времени.
Песочные часы, однако, не исчезли полностью. Хотя они стали относительно менее полезными, так как передовые технологии часов, песочные часы оставались желанными в своем дизайне. Самые старые из сохранившихся песочных часов находятся в Британском музее в Лондоне.
Современные песочные часы
Как и солнечные часы, песочные часы часто делают как объект достопримечательности:
Самые большие в мире песочные часы. Москва.
Данные песочные часы стоят в честь вступления Венгрии в Евросоюз. Они способны отсчитывать время целый год.
Но есть и миниатюрные варианты, использующиеся в качестве сувениров и брелоков. Например, достаточно популярны детские песочные часы-игрушки, которые позволяют отмерять время, которое необходимо потратить на чистку зубов. Их можно приобрести на aliexpress по достаточно низкой цене.
Но на самом деле песочные часы до сих пор используются на практике! Вы спросите где? Ответ — в поликлиниках и больницах. Эти часы удобно использовать, чтобы вести приём пациентов. Также их удобно использовать в качестве таймера при приготовлении еды на кухне. Такие часы продаются примерно в районе доллара на том же aliexpress
Ну и очень интересный вариант песочных часов, где вместо песка используются намагниченная стружка. При обсыпании в нижнюю часть часов образуется кучка специфической формы, смотреть на которую можно для релаксации (эффект наподобие кручения спиннера). Приобрести такие часы можно здесь, причём люди из России пишут, что доставка работает отлично и часы упаковываются хорошо.
Первые мужские часы
В 90-е годы XIX века английские армейцы обратили внимание на то, что в битвах пользоваться хронометрами, если они на запястье, намного удобнее. Так что идея надевать на руку кожаный футляр и вставлять туда громоздкие карманные изделия принадлежит военным
Подтверждение тому — вывод коллекционера Р. Эдвардса, проанализировавшего архивные фотографии той эпохи. Выяснилось, что на запястьях армейцев, воевавших с индийцами, хронометры красуются с 1885 г. Это и есть дата рождения наручных часов. Хотя то были все те же карманные варианты в футлярах.
Позже, в период войны с бурами в Африке (1899-1902), англичане стали применять новейшее тогда вооружение: карабины и пулеметы. Но считается, что одержать победу им удалось благодаря… наручным часам. Они были отлично оснащены, однако новые виды оружия требовали особой слаженности в тактике сражений. И завоеватели стали одерживать победу за победой, вооружившись самодельными наручными приборами.
Резко улучшилась координация действий воинских подразделений, и стали возможными синхронные атаки солдат на укрепления буров. Опыт англичан быстро переняли другие армии.
Интересные факты
- Первая в истории реклама, которая была выпущена в коммерческих целях, рекламировала как раз-таки часы.
- Вы никогда не задумывались, почему часы идут слева направо? Так уж сложилось исторически, что именно такой ход у солнечных часов, а так как они были одними из первых, то эта идея была скопирована и в дальнейших «моделях».
- Первые наручные часы изначально вошли в моду только у женщин. Они считался сугубо женским аксессуаром, тогда как мужчинам полагалось пользоваться карманными часами. Когда же началась Первая мировая война, то и мужчины оценили удобство наручных часов, которые не требовали никаких лишних движений.
- Точность разных видов часов отличается и сегодня человечество наконец нашло первые полностью достоверные часы. Ими являются атомные часы, которые работают с очень незначительной погрешностью в 1 сек. за 6 млн. лет работы.
- Самыми модными часами за всю историю были карманные часы на цепочке, которые носили в кармане жилета. На протяжении 200 лет этот аксессуар украшал наряды первых господ и, похоже, снова возвращается в моду – сразу несколько крупных часовых производителей предлагают модели карманных часов на цепочке.
Тарас С.Частный инвестор, предприниматель, блогер. Инвестирую с 2008 года. Зарабатываю в интернете на высокодоходных проектах, криптовалютах, IPO, акциях и других активах. Со-владелец нескольких ресторанов и сети магазинов электронной техники. Консультирую партнеров, делюсь опытом.
Присоединяйся в Telegram-канал блога со свежими новостями.
Чат с консультантом в Телеграм.
Изобретение карманных и наручных часов
Как мы уже отметили выше, первые карманные часы с пружиной вместо гири были созданы Гейнлейном ещё в 1505 г. Но в них не было маятника и они были очень неточными. Часы же с подвесным маятником, изобретённые Гюйгенсом, могли нормально работать лишь в неподвижном состоянии. Однако Гюйгенс нашёл решение — в 1674 он придумал пружинный аналог математического маятника.
После этого стало возможным изготовление достаточно точных карманных часов.
Что же касается наручных часов, то долгое время в них не видели необходимости, да и изготовить слишком миниатюрный и в то же время точный механизм было проблематично. Сложно сказать, когда именно и кто начал их изготовление, однако стали носить лишь в конце 19 века, а первыми обладателями таких часов были военные.
Английские военные, фото 1879 года, в центре — офицер с наручными часами
Но массово использоваться наручные часы стали лишь в 1930-е.
Развитие идеи
У первых башенных часов было много недостатков. Простой трёхколёсный часовой механизм быстро ломался из — за того, что разница в числе зубцов между большим ведущим колесом и малыми ведомыми колёсами была слишком большой и шестерёнки сильно бились друг о друга. Увеличив число переходных шестерёнок в зубчатой передаче, часовщики сделали её более плавной, и часы стали служить дольше. Это также позволило делать шестерёнки миниатюрнее, ведь нагрузка на каждую из них стала меньше. Из-за нечёткой периодичности колебаний билянца и ненадёжности шпиндельного спуска башенные часы шли неточно, за сутки ошибаясь на четверть часа и более.
Добиться точности от билянцевого регулятора со шпиндельным спуском не удавалось. Нужно было искать им замену. Башенные часы нельзя было перемещать — при любом колебании или наклоне билянец останавливался, спуск заедал, а гиря, отклоняясь, неравномерно крутила вал. Такие часы — недотроги не годились для корабельной качки, а этот прибор был необходим морякам для высчитывания географической долготы. Часам требовались менее «капризные» регулятор и двигатель.
Поделиться ссылкой
Изобретение часов с маятником
До 17 века точность механических часов была не очень хорошей, кроме того, они имели, как правило, лишь часовую стрелку. Однако потребность в точном измерении времени, в т. ч. небольших промежутков, становилась всё больше. Точное время требовалось не только для повседневных нужд. Развивалась наука, в частности механика, описывающая движение тел. Но в уравнениях механики присутствовало время, и для точного расчёта движения его нужно было точно измерить. Врачам нужно было измерять частоту сердцебиения, чтобы оценить состояние больного. А мореплавателям нужны были точные часы, чтобы правильно определять географическую долготу (а следовательно, своё положение на земном шаре).
К 17 в. некоторые люди догадались использовать для определения промежутков времени колебания маятника. Одним из таких людей был известный учёный, один из основоположников механики Галилео Галилей. Он заметил, что период колебаний маятника почти не зависит ни от амплитуды (т. е. размаха колебаний), ни от веса груза, ни от материала, из которого сделан маятник. А зависит он лишь от его длины. Таким образом, наблюдая за колебаниями маятника и подсчитывая их, можно достаточно точно отмерять промежутки времени. Но, конечно, постоянно подсчитывать колебания было неудобно, нужно было приспособить маятник к механизму часов. Галилей попытался решить эту задачу, но так и не успел создать часы с маятником, т. к. к старости у него значительно ухудшилось зрение.
Христиан Гюйгенс
В результате часы с маятником изобрёл другой выдающийся физик Христиан Гюйгенс, который пришёл к этой идее независимо от Галилея. В 1656 г. Гюйгенс придумал конструкцию маятниковых часов, а в 1657 г. получил на них патент. Вскоре изобретатель выпустил книгу с описанием конструкции изобретённым им часов, и часы с маятником прочно заняли место главного прибора для измерения времени на несколько веков. Изобретение Гюйгенса оставалось самым существенным усовершенствованием в конструкции часов вплоть до 20 века.
Часы конструкции Гюйгенса
Часы Гюйгенса очень сильно повысили точность измерения времени, теперь погрешность хода за сутки составляла не десятки минут, а всего 5-10 секунд. Впоследствии сам Гюйгенс и другие изобретатели внесли разные усовершенствования в конструкцию маятниковых часов.
В 1671 г. англичанин Уильям Клемент изготовил маятниковые часы с анкерным механизмом вместо шпиндельного, более подходящий для того, чтобы маятник раскачивался с небольшой амплитудой.
Кроме того, ещё на несколько десятилетий растянулась история создания морского хронометра — корабельных часов, достаточно точных для того, чтобы правильно определять долготу в длительном плавании
Задача создания морского хронометра была настолько важной, что в 1714 г. английский парламент создал специальную комиссию для её решения, а изобретателю, который создаст точный хронометр, была обещана огромная по тем временам награда в 20 тыс. фунтов стерлингов
Задачу в итоге решил английский часовщик Джон Гаррисон. Он взялся за создание хронометра в 1730 г., первый вариант представил в 1736 г., а четвёртый, точность которого, наконец, соответствовала требованиям, изготовил лишь в 1761 г. За время 61-дневного плавания этот хронометр отстал всего лишь на 9 секунд. Но из-за придирок комиссии свой приз престарелый Гаррисон окончательно получил только в 1772 году!
Морской хронометр Гаррисона — финальный вариант
В 19м веке значительный вклад в развитии часовой индустрии внесли швейцарские часовщики. Им не только удалось сделать свои часы очень точными, мало зависящими от колебаний температуры, влажности и других параметров, но и наладить их серийное производство.
В 20 веке были придуманы дополнительные способы повысить точность маятниковых часов. В 1921 г. Английский инженер Шорт сконструировал часы с маятником, погрешность хода которых составляла 0,01 с. за сутки. А самые точные маятниковые часы на сегодняшний день были созданы в 1954 г. советским изобретателем Ф. М, Федченко, их погрешность составляла всего 0,0003 с за сутки.
Как выглядели первые часы
Галилеем
Виды первых часов
- Кварцевые часы – в механизме часов начал использоваться кристалл под названием кварц. В истории часов этот кристалл появился не случайно, ведь при воздействии на кварц возникают вибрации, которые позволили сделать первые часы с более точными показаниями времени.
- Наручные часы – наручные часы являются исторически продвинутой версией карманных часов. Впервые носить устройство на руке стала известная в истории математики личность – Блез Паскаль, который с помощью нити привязывал карманные часы к своему запястью.
- Маятниковые часы – часы, которые использовали в своей работе раскачивающийся маятник. Первые часы такого типа были неудобными в действии, ведь маятник то и дело останавливался и его приходилось раскачивать в ручном режиме.
- Будильник – первые часы-будильник были придуманы греками – история их возникновения датируется 250 г. до н.е. Это были водные часы, в которых при достижении определенного уровня воды начинала свистеть механическая птичка. И только в XVIII веке был придуман первый полностью механический будильник, который имел небольшой изъян – часы звонили только в 4:00 утра. Первые часы-будильник с возможностью произвольной установки времени звонка появился только в 1878 году.
- Автоматические часы – первые часы с автоматическим заводом появились, конечно же, в Швейцарии и случилось это относительно недавно – в 1923 году.
Необычный поворот в истории наручных часов
Переломный переворот произошел во время Первой Мировой войны (1914 – 1918 гг.), когда спрос на ручные часы возрос в несколько раз.
И это было неудивительно. Ведь они доказали свою эффективность во время англо-бурских войн, о которых мы говорили ранее.
Часовые фирмы были просто завалены заказами на изготовление наручных часов, что привело к бурному и динамическому росту часовой промышленности.
Реклама наручных часов во время Первой мировой войны
К концу военных действий, примерно в 1917-1918 гг., появились наручные часы с пыле- и влагозащищенным корпусом для специальных войск.
Затем война закончилась, но мода на наручные часы не прошла. Солдаты продолжали их носить даже в мирное время и отношение к этому аксессуару быстро изменилось. Теперь это не было чисто женским украшением.
В 1920 году в отрасли наручных часов произошли новые модернизации: стекло было заменено на пластик, петли для крепления ремешка приобрели тот вид, который используют до сих пор, а эмалевый циферблат стал металлическим.
А в 1926 году появилась первая модель водонепроницаемых часов, выпущенная компанией Rolex, которая получила название Oyster (в переводе означает «Устрица»).
Позже появились ударопрочные часы и часы с автоподзаводом. Также производители часов стали выпускать новые каталоги, где были представлено огромное количество моделей наручных часов разных форм, размеров, изготовленных из разнообразных материалов, а также украшенные бриллиантами, жемчугом, драгоценными камнями и другими деталями.
Одна из страниц каталога наручных и карманных часов
В середине 30-х годов XX века наручные часы прочно вошли в жизнь людей и со временем окончательно завоевали рынок, вытеснив карманные часы. С тех пор наручные часы стали привычным элементом в жизни людей.
Вот такая удивительная история этого аксессуара: от женского браслета до необходимого элемента повседневной жизни.
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной, и вы теперь точно знаете, как произошли наручные часы.
А вы носите наручные часы? Какие часы вам больше всего нравятся?
Наручные часы в XX веке
Не сохранились подлинные документы, подтверждающие, какая из фирм первой начала производство по-настоящему наручных часов. Многие претендуют на пальму первенства, хотя убедительных доказательств для этого нет.
Например, часто утверждается, что первую партию в 2000 таких изделий создала для немецких морских офицеров фирма Girard-Perregaux в 1880 г. Но это лишь версия, поскольку ни один экземпляр этих хронометров нигде не сохранился. Однако можно точно быть уверенным: первые наручные часы появились в начале XX века.
В 1901 г. в каталоге английской фирмы Goldsmith’s под фото был помещен хвалебный отзыв некоего капитана, который утверждал, что он носил такие часы 3,5 месяца. Они точно показывали время и ни разу не подвели его. Отзыв имел открыто рекламный характер и преподносил часы как лучший хронометр во всем мире. И все же это был карманный вариант.
Но в 1902 г. появилась реклама Omega наконец-то настоящих наручных часов: фото из газеты свидетельствует об этом. Одной из первых была продукция фирмы Longines. А в 1904 г. Луи Картье создал прибор, встроенный не в футляр, а в браслет. И год спустя была учреждена фирма Wilsdorf & Davis, впоследствии — знаменитый Rolex. Его владелец Г. Вилсдорф страстно верил в будущее таких часов и проявил необыкновенную энергичность при их популяризации.
