ПИПУНЫРОВ ИСТОРИЯ ЧАСОВ

ми ножовки; одному дню года соответствовал один зуб. На наружной сто­ роне ленты находилось большое количество выгравированных указателей про­ должительности каждого дня в году в часах и минутах, воскресные надписи, имя святого, память которого приходилась на этот день, и месяц. Названия месяцев были вызолочены и высеребрены, выгравированные надписи покрыты красной и голубой (небесного цвета) эмалью.

Календарь, показывавший переходящие праздники, состоял из трех различ­ ного назначения цепей, соединенных между собой. Большой годичный кален­ дарный круг приводился в действие шестерней, сидящей на оси широкого острозубчатого колеса. Оно вращалось шестью штифтами, расположенными на оборотной стороне вращающегося 24-часового циферблата. Цепной кален­ дарь приводился в движение двумя зубчатыми рейками от годичного кален­ дарного круга. Автоматическая коррекция для високосных годов в календаре часов Донди не была предусмотрена.

В часах Донди имелось семь отдельных циферблатов для показа движе­ ния небесных тел: два из них — для Солнца и Луны, а остальные — для пяти планет: Марса, Юпитера, Меркурия, Венеры и Сатурна. Циферблат, показы­ вающий движение Солнца, или так называемое первое движение, приводился непосредственно от 24-часовой зубчатой передачи, а она в свою очередь при­ водила в движение лунный циферблат посредством зубчатой передачи с ко­ сыми (тангенциальными) зубьями. Другие пять астрономических циферблатов приводились в движение от годичного календарного круга. Поскольку шесть штифтов на задней стороне 24-часового циферблата приводили в действие все эти семь сложных механизмов и, кроме того, календарный механизм, то в те­ чение ночи могло возникнуть сильное напряжение, способное вызвать замед­ ление хода часов. Чтобы предупредить это, Донди предусмотрел включение в работу дополнительной движущей силы с началом движения механизма го­ дового календаря.

Циферблат «первого движения», заключающий в себе циферблат Солнца, приводимый в движение от 24-часового циферблата и показывающий среднее время, производил свое движение так, чтобы 366 звездных дней заканчивались в течение 365 средних солнечных дней. Донди считал, что среднее солнечное и звездное время находятся между собой в таком же соотношении, как 366,25:365,25.

Циферблат Венеры приводится в движение годовым календарным коле­ сом, и зубчатая передача у него рассчитана так, чтобы он мог пройти за год только дугу в 11 минут.

Циферблат Меркурия показывает три движения, одно из которых нерав­ номерное и осуществлено оно весьма необычным путем, а именно путем ис­ пользования эллиптических колес, одно из которых неподвижно, а другое вра­ щается вокруг него.

Вторым весьма сложным циферблатом является циферблат для Луны. Для нее механическая передача движения была составлена из колес с зубцами овальной формы. Два колеса с зубцами такой формы были разделены на не­ одинаковые секторы, каждый с тем же количеством зубцов. Внутреннее колесо с овальными зубцами было закреплено в ступице колеса с регулярным круго­ вым движением и таким образом было предусмотрено регулярное увеличение фаз Луны в одинаковые периоды времени. Внешнее колесо с овальными зуб­ цами увлекало за собой внутреннее колесо, и тем самым равное количество

зубцов в неравных секторах обеспечивало воспроизводство движения Луны по дугам со все увеличивающимся радиусом по мере возрастания ее углового перемещения (в следующие один за другим промежутки времени). После Донди это принял в расчет в 1779 г. знаменитый английский часовщик Томас М.юдж.

Циферблат Сатурна показывал два его движения, одно из которых — за­ медленное. Движение остальных циферблатов (Юпитера и Марса) было осу­ ществлено более или менее общепринятыми средствами.

Применение овальных, эллиптических колес, колес с косыми зубьями, вин­ товой передачи и другие идеи, воплощенные в конструкции часов Донди, были большой новинкой. Они намного опережали свое время. Не только современни­ кам, но и преемникам Донди эти прогрессивные идеи были мало понятны, и они не могли их заимствовать. Поэтому идеи, воплощенные в устройстве часов Донди, лишь с трудом можно уложить в рамки истории техники той эпохи, когда жил и работал Донди.

Часы Страсбургского собора. Почти современниками часов Донди явля­ ются часы Страсбургского собора (1354 г.). Их конструкция была несколько проще конструкции часов Донди, но, как часы общественного пользования, они стали предметом подражания в последующие годы.

Страсбургский собор, один из древнейших в Западной Европе, построен в 510 г. при короле Хлодвиге, а при Пипине Коротком и Карле Великом он перестраивался. Но свой современный вид и архитектурное оформление собор получил только к 1413 г. В 1354 г. внутри башни собора были установлены замечательные астрономические часы. Они были высотой около 12 м и имели годовое календарное колесо около 3 м в диаметре. Часы содержали календарь переходных праздников; перед часами находилась астролябия, стрелки кото­ рой показывали движение Солнца и Луны и дневных звезд. Над часами по­ мещалась фигура богородицы, перед которой ежедневно в полдень проходила процессия волхвов, поклонявшихся ей. В это время кричал, махая крыльями, механический петух. Для пения петуха использовались воздуходувные меха и свирели. Часы были снабжены набором небольших гонгов, исполнявших гимны. Имя строителя часов осталось неизвестным.

Вторые часы для Страсбургского собора (рис. 95) были начаты в 1547 г., конструктивная их разработка осуществлена Михаилом Херусом и Никлаусом Брукнерусом вместе со знаменитым математиком того времени профессо­ ром страсбургской высшей школы Христианом Герминусом. Однако вскоре после смерти обоих компаньонов Герминуса постройка часов была приоста­ новлена. В 1570 г. по приглашению страсбургского магистрата ученик Герми­ нуса и преемник его по кафедре высшей математики Кондрад Дезиподиус до­ вел постройку часов до конца. Дезиподиус не следовал первоначальному пла­ ну, но разработал свой собственный и приступил к его осуществлению после одобрения проекта многими учеными. Механическая часть часов была выпол­ нена Исааком и Иозие Габрехтами из Шафгаузена, и в 1574 г. вторые часы были пущены в ход. В архитектурном ансамбле вторых страсбургских часов снова был использован механический петух. Эти часы шли с 1574 по 1789 г. и считались в свое время непревзойденным чудом механики.

Наряду со страсбургскими часами большой славой заслуженно пользо­ вались нюрнбергские башенные часы весьма сложного устройства, которые

были построены в 1356—1361 гг. Их создатель тоже остался неизвестным. Они

Рис. 95. Страсбургские астрономические башенные часы 1574 г.

Рис. 96. Нюрнбергские башенные часы

Рис. 97. Ходовой механизм парижских башенных часов де Вика, 1370 г.

были установлены на соборной башне и воспроизводили церемонию избра­ ния в 1356 г. императора Карла IV. Он восседает на троне в окружении семи своих избирателей-курфюрстов. Под звуки груб мимо трона проходят фигуры, склоняя перед императором головы. В 1506—1509 гг. часы подвергались рекон­ струкции. Современный их вид показан на рис. 96.

Парижские часы де Вика. Наряду с планетарными часами Джиованни Дойди и ранними башенными страсбургскйми часами весьма большой исто­ рический интерес представляют башенные часы, установленные в 1370 г. де Виком в королевском дворце в Париже по указу Карла V. На рис. 97 показан ходовой механизм этих часов.

Вокруг деревянного вала А диаметром около 30 см намотан канат с ги­ рей В на конце. Гиря весом около 500 фунтов (0,2 т) падала с высоты 10 м в течение 24 ч. Гири большого веса требовались в связи со значительным трением в колесном зацеплении и наличием тяжеловесного регулятора фолио. Все детали часов, по-видимому, изготовлялись кузнецами на наковальне.

На валу А находится зубчатое колесо С, сцепленное с шестерней D, си­ дящей на оси, расположенной параллельно валу А. Эта зубчатая передача нужна для поворота рукоятки во время завода часов. Вал и поворотное ко­ лесо С свободно установлены на оси большого главного колеса Е, с которым вал соединяется собачкой F и храповым колесом G. При таком соединении вал может вращаться без движения большого (главного) колеса во время завода часов. Большое колесо приводит в движение шестерню, сидящую на

оси, где находится второе колесо Н, а это последнее приводит в движение шестерню, находящуюся на оси, где имеется третье, или ходовое, колесо /, на­ зываемое коронным (его зубцы наклонены в стороны от радиального их рас­ положения и напоминают корону). Это колесо является неотъемлемой частью спускового устройства, или шпиндельного хода, имеющего своей задачей регу­ лирование скорости движения зубчатой передачи. Коронное колесо, получая энергию от зубчатой передачи, затрачивает ее на вращение шпинделя, с ко­ торым находится в постоянной кинематической связи. Нижний конец шпин­ деля покоится на опоре, а верхний подвешен на веревке, которая помогает опоре принимать тяжесть шпинделя. Шпиндель снабжен двумя палетами (К и К1), размещенными на нем против верхнего и нижнего зуба коронного колеса. Палеты по отношению друг к другу расположены под углом 90° или несколько больше (меньше) и поочередно зацепляют зубцы ходового колеса, вызывая вращение шпинделя с палетами то в одну, то в другую сторону. Ког­ да, например, выступающий зуб колеса сталкивается с нижней палетой и уда­ ряется о нее, это производит вращение шпинделя на его оси, а затем стано­ вится причиной того, что верхняя палета входит в промежуток между двумя зубцами, находящимися в верхней части коронного колеса. Давление, оказы­ ваемое этим зубом, затем изменяет вращение шпинделя на обратное. Зуб ходового колеса при каждом таком повороте шпинделя освобождается, но сразу же попадает в контакт с другой палетой. Как только одна палета со­ скакивает с зуба колеса, другая под действием балансира тотчас падает на зуб, и это все повторяется снова и снова. Поэтому шпиндель находится в постоянной кинематической связи со спусковым колесом. Характерным для шпиндельного хода является отход назад ходового колеса и, следовательно, связанной с ним колесной системы.

Балансир фолио связан непосредственно со шпинделем и представляет собой коромысло с передвигающимися по нему двумя грузами. Грузы должны быть установлены так, чтобы центр тяжести регулятора совпадал с геометрической осью шпинделя. Изменение периода колебаний шпинделя достигается переме­ щением грузов. Коронное колесо перемещается на один зубец при каждом полном колебании балансира фолио. У этого балансира отсутствует собствен­ ный период колебания. Оно испытывало влияние того вращающего момента, который приложен к коронному, или спусковому, колесу.

До появления маятниковых часов при отсутствии повышенных требований к точности хода часовщики считали фолио наилучшим балансиром, поскольку он был малочувствителен к изменениям температуры и легко и просто регу­ лировался.

Часы Генри де Вика с боем, и потому они, кроме ходового механизма, имеют также механизм боя (рис. 98), который с часовым механизмом связан лишь включением его в действие в запрограммированное время. Он состоит из двигателя, колесной передачи и регулятора; вместо стрелочного механизма он имеет специальное сигнальное устройство. Механизм боя приводится в дей­ ствие гирей; заводятся часы ключом в А.

В механизме боя имеется подъемное колесо Е, по окружности которого вставлены восемь штифтов. Штифты, расположенные на одинаковом расстоя­ нии как от центра колеса, так и друг от друга, во время боя часов поднимают рычаг молотка. Когда рычаг падает с подъемного штифта, вместе с ним падает молоточек, который ударяет по колоколу.

Рис. 98. Механизм боя башенных часов де Вика

Колесо Е делает один оборот за 12 ч; за то же время второе колесо де­ лает 78 оборотов. В течение этого времени молоток отбивает часы от 1 до 12. Каждому полному обороту второго колеса. соответствует один удар молотка в колокол. Второе колесо N приводит в движение вал ветряка посредством шестерни К. Ветряк В, регулирующий скорость вращения колес в течение дей­ ствия боя часов, своими двумя лопастями свободно сидит на оси. Он прихо­ дит во вращение в течение действия механизма боя благодаря наличию со­ бачки С, сцепленной с зубом храпового колеса D.

Механизм боя со счетным кругом приходит в движение каждый час. Счетный круг М (см. рис. 98) содержит по окружности 11 пронумерован­

ных (от 1 до 11) выступов. Между ними имеются выемки на неодинаковых расстояниях друг от друга. Начиная с 1 до 11, это расстояние прогрессивно увеличивается. Благодаря наличию в боевом механизме счетного круга замы­ кание не может произойти до тех пор, пока рычаг, находящийся на оси ветря­ ка и снабженный шипом, не попадет в одну из этих выемок, имеющихся меж­ ду указанными выступами.

Механизм боя часов автоматически приходит в движение ежечасно, про­ изводя соответствующее количество ударов, и автоматически же выключается. В остальное время механизм боя совершенно отделен от хода часов и находит­ ся в бездействии.

Рис. 99. Внешний вид часов де Вика, установленных во Дворце правосудия после их реконструкции

Де Вик в своей конструкции часов со всей тщательностью разработал и успешно осуществил механическое взаимодействие часового и боевого меха­ низма, необходимое для боя часов [142].

После реконструкции часов де Вика, осуществленной Жюльеном Леруа, они были установлены во Дворце правосудия (рис. 99).

Первые английские башенные часы. Строительство башенных часов в Анг­ лии имеет свою историю, однако ранний ее период содержит много неясного.

Более достоверными являются известия об установке здесь башенных часов лишь с 70-х годов XIV в. Теперь принято считать, что в Лондоне первые достоверно известные башенные часы с боем были установлены по приказу короля Эдуарда III (I327—1377) для Вестминстерского дворца. Они были установлены на специально воздвигнутой в 1365 г. часовой башне. Сохранилась

ипозднейшая запись монаха Мальмесбурна от 1373 г., на основании которой устанавливается, что «в этом году были впервые изобретены часы, последовательно разделяющие сутки на 24 часа» [157, 35]. Монах, по-видимому, не знал, что на континенте в это время существовало уже несколько таких часов

ипотому не могло быть часов, упоминаемых в этой записи, «впервые изобре­ тенных». Часы били 24 раза последовательно, подобно итальянским часам. Их бой был слышен ночью в Лондоне.

Строителями этих часов были три голландских часовщика, специально приглашенные в Англию королем Эдуардом III. В 1368 г. всем им были вы­ даны паспорта на временное проживание в Англии; в своих занятиях часовым искусством они пользовались особым покровительством самого короля.

Из английских башенных часов, дошедших до настоящего времени, са­ мыми старинными являются часы в Конене, Солсбери и Уэльсе.

Архивные материалы Конена свидетельствуют, что в 1379 г. были уста­ новлены большие часы, причем нет причин сомневаться, что сохранились имен­ но они. Они имеют часовой механизм, механизм боя часов и четвертей часа, которые все смонтированы внутри большой прямоугольной железной рамы. Рама имеет около 2 м в длину, 1,5 м в ширину и 2 м в высоту. Это наиболее ранние часы, обладающие механизмом для боя четверти часов. Сейчас ход этих часов управляется маятником, но он несомненно является позднейшим ново­ введением; некоторые колеса также заменены.

Механизм солсберийских соборных часов сейчас находится в северном нефе собора, а механизм уэльских часов — в Научном музее Лондона. Обе эти модели очень похожи.

В солсберийских часах, изготовление которых относят к 1386 г., имеется ходовой механизм и механизм боя часов, тогда как в уэльских часах, кото­ рые были построены, вероятно, около 1392 г., есть, кроме того, механизм для боя четвертей часа, хотя, может быть, он был добавлен позже. Механизм как тех, так и других часов смонтирован внутри в большой железной раме. Ци­ ферблат в солсберийских часах отсутствует, а в уэльских он сохранился, хотя, возможно, и не в первоначальном виде. Теперь эти часы в качестве регулятора хода имеют маятник, но видны следы применения более раннего балансира фолио.

Имеются свидетельства, что в Уэльсе в 1392 г. уже имелись башенные часы; по-видимому, они были изготовлены еще ранее. Однако теперь подверга­ ется сомнению предание, будто часы построены в 1325 г. Питером Лайфутом — монахом гластонберийского аббатства. Механизм боя уэльских часов приво­ дится в действие отдельной гирей; имеется счетный круг, который до сих пор используется в башенных часах. Механизм отбивает часы и дает перезвон на четвертях часа. Часы относятся к XIV в., однако некоторые их части более позднего происхождения, например внутренний циферблат, показывающий часы и минуты, фазы Луны. Над циферблатом помещены фигуры четырех рыцарей на лошадях. Каждый час двое из них с одной стороны нападают на двух дру­ гих и воспроизводится сцена турнира, причем один из рыцарей оказывается

Рис. 100. Английские башенные ча­ сы Доверского замка, в которых сохранился балансир фолио; со­ оружены около 1415 г.

Рис. 101. Пражские башенные часы

сброшенным с лошади. Внутри собора имеется фигура, известная под назва­ нием «Джека Бландифера», который ударяет пятками в колокола каждую четверть часа, а молотком по колоколу — каждый час.

С исторической точки зрения большой интерес представляют башенные

и регулятор хода часов фолио. Часов с таким старинным ходом и регулято­ ром до нашего времени дошло очень мало.

Их часовой механизм состоит всего лишь из трех колес: главное колесо

с96 зубцами, приводящее в движение колесо с 17 зубцами, и ходовое колесо

с33 зубцами. Главное колесо делает за час один оборот. Балансир фолио совершает двойное колебание примерно за 8 с. Длина балансирного рычага, или коромысла фолио, 70 см. Механизм хода заводится при помощи четырех радиальных рычагов, имеющихся на заводном барабане.

Механизм боя действует от отдельного груза и состоит из двух пар колес. Его ход регулируется ветряком. Включение и выключение механизмов боя осуществляется от штифта на главном колесе часового механизма; здесь для этой цели храповое устройство не применяется. Защелка западает в спицы колес. Как колеса, так и рама изготовлены из кованого железа. Рама скреп­ лена штифтами, а не винтами.