«Американский часовой журнал, том I, № 1, июль 1869 г.»

Здесь, таким образом, один пункт был установлен, и метод был хорош; но из-за недостатка точности в отношении движений луны и точного положения звезд он не мог быть практически реализован.

В этих обстоятельствах Карл II решил, что должна быть построена национальная обсерватория и назначен астроном; и место для здания было выбрано сразу. Рен, архитектор, выбрал Гринвич-парк как наиболее подходящую местность, потому что оттуда суда, проходящие вверх и вниз по Темзе, могли видеть сигналы времени, а также потому, что с выбранного холма открывался отличный обзор на север и юг. Обсерватория была завершена в 1676 году, и Флемстид, главный астроном, немедленно приступил к своим наблюдениям, но с очень несовершенными инструментами собственного изготовления. В течение тридцати лет Флемстид неустанно трудился, составил ценный каталог звезд и сделал обширную коллекцию лунных наблюдений. Его сменил Галлей, который продолжал подобные наблюдения; и с того времени до настоящего момента Гринвичская обсерватория является нашим штабом для астрономических наблюдений.

Работа, проводимая в Гринвиче, носит сугубо практический характер и заключается в составлении каталога звезд и планет и наблюдении за ними таким образом, чтобы каждое изменение в их движении немедленно обнаруживалось. Теперь, когда эта работа выполняется уже несколько лет, движения основных небесных тел определены настолько точно, что «Морской альманах» — официальное руководство по этим вопросам — публикуется за четыре года вперед, и таким образом мы находим, что в определенную ночь 1868 года луна будет находиться на определенном угловом расстоянии от звезды, а второй спутник Юпитера исчезнет в определенный момент. На внешней стене обсерватории находятся большие электрические часы, которые, будучи соединены «контактом» с различными другими часами в обсерватории, показывают точное гринвичское время. Циферблат этих часов показывает двадцать четыре часа, так что новичку требуется взглянуть на них дважды, прежде чем сравнивать свои часы. Слева от этих часов в стену вмонтированы металлические стержни, каждый из которых представляет собой длину стандартной меры, такой как ярд, фут и т. д. И позвольте нам здесь сказать несколько слов об этих стандартах. Для непосвященного ярд — это просто три фута, а фут — двенадцать дюймов, причем дюйм, как нам говорят в наших «Таблицах», — это длина трех ячменных зерен. Теперь, поскольку длина ячменного зерна значительно варьируется, требуется нечто более определенное, чем это, чтобы определить наши национальные меры. Таким образом, вопрос, что такое фут, ответить сложнее, чем кажется на первый взгляд. Много лет назад французы осознали трудность, связанную с национальным стандартом, и поэтому решили, что метр должен быть десятимиллионной частью одной четверти окружности земли — то есть десятимиллионной долей расстояния от экватора до полюса. Но здесь возникла еще одна трудность, потому что разные вычислители находили эту дугу разной длины. Однако законом было решено, что только одно измерение является правильным, и поэтому метр был установлен равным 3,0794 парижского фута; хотя с тех пор более точные наблюдения и усовершенствованные инструменты показали, что эти измеренные дуги были определены очень неточно, и таким образом французский метод потерпел неудачу при практической проверке.

Длина секундного маятника, колеблющегося на определенной широте, была нашим методом получения стандарта; но и у него есть свои слабые стороны, поэтому для получения постоянного стандарта необходимо иметь какой-то образец, который был бы неизменным, и таким образом был выбран металл, который мало расширяется или сжимается как от тепла, так и от холода; и это, при определенной температуре, является стандартной мерой, и такой стандарт можно увидеть на внешней стене Гринвичской обсерватории.

При входе в дверной проем — который охраняется гринвичским пенсионером, который, возможно, сначала взглянет на посетителя, чтобы увидеть, кто этот человек, желающий ступить в священные пределы, — попадаешь во двор, слева от которого находятся пассажная комната, вычислительная комната и комната хронометров. Пассажная комната получила свое название от инструмента, находящегося в ней, который представляет собой большой «пассажный инструмент». Он состоит из большого телескопа, внешне напоминающего тяжелую пушку, так как он сделан из цельного железа. Инструмент поддерживается цапфами, которые позволяют телескопу подниматься или опускаться, чтобы указывать на юг или север, и, по сути, совершать полный оборот, но никогда не отклоняться от линии север-юг. Увеличительная способность этого инструмента не очень велика, поэтому он пропускает много света, ибо предназначен не для поиска или рассматривания небесных объектов, а для фиксации точного времени, в которое звезды и планеты проходят к югу или северу от Гринвича. При взгляде в этот телескоп глаз наблюдателя сначала привлекает вертикальный ряд того, что кажется железными прутьями, расположенными на равном расстоянии друг от друга. Однако они оказываются лишь паутиной и используются для фиксации времени прохождения звезды через каждую нить, и таким образом для определения точного момента ее нахождения в центре телескопа. Даже в самые ясные и спокойные ночи иногда обнаруживается дрожание инструмента, которое, поскольку он жестко закреплен на стенах здания, должно быть связано с легкой вибрацией самой земли. Таким образом, многие слабые землетрясения, не ощущаемые посторонними, могут быть замечены астрономом с помощью его чувствительных инструментов.

Различные звезды кажутся движущимися с огромной скоростью, когда их видишь в поле зрения пассажного телескопа, и это действительно нервная работа — отмечать точное время, когда пройдена каждая нить. Опытный наблюдатель, однако, не только назовет минуту и секунду, но и десятичную долю секунды, когда звезда была на нити. Результат получается путем подсчета ударов часов, циферблат которых находится напротив наблюдателя. Таким образом, если в три часа звезда кажется настолько же не дошедшей до нити, насколько в четыре часа она уже прошла ее, то 3,5 может быть моментом «прохождения».

В полдень каждого дня прохождение солнца наблюдается почти всем штатом наблюдателей. Один человек смотрит в телескоп и дает время для каждой нити, в то время как другие изучают различные микрометры, чтобы определить дробные части секунд и т. д. — эти микрометры расположены сбоку от инструмента.

Утром основная работа заключается в выполнении того, что называется «редукциями» к наблюдениям предыдущей ночи. Эти редукции — это поправки, необходимые для небольшой инструментальной неточности, для рефракции атмосферы и для известной постоянной ошибки наблюдателя. Поэтому, когда случается ясная зимняя ночь, работа на следующее утро обычно очень тяжелая. В полдень фиксируется время прохождения солнца, а в час дня сбрасывается «шар», с помощью которого различные суда в доках и на Темзе устанавливают свои хронометры или определяют их ход. В дополнение к этому время передается по электричеству в Дил и один или два других морских порта, чтобы каждое судно могло знать точное время, если находится в пределах видимости этих мест.

Не менее интересной частью обсерватории является комната хронометров. За очень небольшую плату производители или владельцы могут получить оценку хода своих хронометров в Гринвиче, что осуществляется следующим образом:

Хронометр помещается в комнату хронометров и сравнивается с большими электрическими часами в комнате, причем эти часы поддерживаются в порядке по звездам. Каждый день хронометр осматривается, и таким образом его ход определяется при текущей температуре. Затем он помещается в своего рода шкаф, обогреваемый газом, — условие, предположительно представляющее тропики, — и там он содержится в течение определенного периода, тестируясь каждый день, как и прежде. Обнаружено, что это изменение температуры оказывает очень малое влияние на лучшие инструменты, которые, пройдя испытание, возвращаются владельцам с приложенным к ним «аттестатом». В этой комнате часто размещается несколько сотен хронометров; и сравнивать их — это наука, «эксперт» одним взглядом обнаруживает разницу между двумя инструментами, в то время как новичку потребовалось бы мысленно складывать или вычитать, чтобы медленно прийти к тем же результатам.

Как только становится достаточно темно, чтобы увидеть звезды с помощью телескопа, один из сотрудников начинает свои наблюдения. Они продолжаются в течение всей ночи; и ведется реестр каждой звезды, планеты, кометы или луны, который утром «обрабатывается» вычислителями.

Поскольку все смертные подвержены ошибкам, желательно по возможности использовать механизмы, и это было организовано в связи с астрономическими наблюдениями. Вместо того чтобы вычислитель регистрировал по своему суждению время прохождения звезды через различные нити, он нажимает на небольшой индикатор, который, замыкая электрическую цепь, заставляет острие опуститься и сделать отверстие в куске бумаги, прикрепленном к медленно вращающемуся барабану. Каждый раз, когда звезда проходит нить, острие опускается и оставляет свою отметку; и интервал между этими отметками измеряется по шкале, благодаря чему можно получить среднее время прохождения.

Обычно нас охватывает чувство возвышенного, когда мы размышляем о необъятных неисследованных просторах космоса или созерцаем звездный мир, который светит нам. Масштаб и величие некоторых планет в солнечной системе поражают нас чувством благоговения и удивления, в то время как мы озадачены тайнами, окружающими кометы, двойные звезды, туманности и т. д. Никакие подобные чувства или настроения, однако, не допускаются в склад ума или сознание наблюдателя в Гринвиче. Сатурн, славная окольцованная планета с ее галактикой лун, — это просто «Сатурн, прямое восхождение 10 часов 8 мин. 12 сек., северное склонение 16° 12´ 2´´». Все, что относится к физическому строению, вероятной причине кольца или цели столь величественного небесного тела, не входит в круг наблюдений в Гринвиче, которые ограничены сугубо деловой работой.

Южная часть территории обсерватории отведена под исследование метеорологических вопросов и находится под руководством мистера Глейшера, который сейчас хорошо известен как воздухоплаватель. Именно здесь ведется точный учет количества ежедневно выпадающих осадков, направления и силы ветра, магнитных изменений, температуры, количества озона и т. д. — все это вопросы, которые могут и, вероятно, в конечном итоге приведут нас к открытию некоторых законов, связанных с состоянием погоды, и позволят нам предсказывать, чего ожидать изо дня в день. Хотя мы сейчас способны рассчитать с точностью до нескольких секунд и на годы вперед момент, когда может произойти затмение, и объяснить причины различных планетарных движений, мы все еще находимся в печальном состоянии невежества относительно причин ураганов, гроз, затяжных дождей и засух; и поэтому мы видим, что все пророки, которые время от времени появляются и оракульно объявляют о грядущих морозах или хорошей погоде, или наоборот, постоянно терпят самые решительные неудачи, что, однако, не удерживает будущих авантюристов от попыток получить дешевую временную славу, пытаясь испытать удачу в пророчестве.

Постоянное накопление фактов в Гринвиче, будь то астрономического характера или относящихся к воздуху, которым мы дышим, и его тонким изменениям, — это процесс, который в конечном итоге должен привести нас к правильному знанию законов, управляющих этими вопросами, а также держать нас в курсе любых изменений, которые могут происходить в элементах, окружающих нас.

Порядок и тишина, необходимые для таких расчетов, как те, что проводятся в Гринвиче, не позволяют ему быть «выставочным» заведением, и поэтому посетители не допускаются, за исключением особых дел. В таких случаях, однако, студенту и исследователю предлагается всяческая помощь и содействие; использование книг и инструментов предоставляется свободно, и предоставляется такая информация, которую позволяет дать немного свободного времени сотрудников учреждения. Таким образом, посещение или период обучения в Гринвичской обсерватории с лихвой окупятся для тех, кто желает получить самую свежую и точную информацию по астрономическим вопросам или попрактиковаться в настройке и использовании инструментов; а тем, у кого нет такой возможности, мы предлагаем этот краткий очерк.

Chambers’ Journal.

Трибы.

Хорошо выполненные с точки зрения точности центрирования, деления, формы зубьев и полировки, как хорошо известно в торговле, имеют жизненно важное значение для ценности часов.

Изготовление и отделка — один из самых хлопотных, а также самых дорогих процессов в часовом деле. Природа материала затрудняет работу, так как он по твердости почти приближается к инструментам, используемым при резке. В обычных американских часах фонарный триб полностью вытеснил цельнолистовой, что стало величайшим элементом успеха в их дешевом производстве. Фонарный триб на самом деле ближе к требуемой антифрикционной форме, чем большинство нарезанных трибов в обычных часах. В процессе производства нарезанного типа первым соображением является качество используемой стали. Для этой цели ее следует тщательно отбирать путем проб, тем самым устанавливая ее чистоту, однородность, мягкость при отжиге, а также ее способность к хорошей закалке с минимальным короблением в процессе закалки. Очень немногие трибы нарезаются из цельной заготовки — тянутая проволока для трибов вполне хороша, если ее отфрезеровать и отделать, для обычных часовых работ.

После выбора стальной проволоки первым процессом является нарезка ее на отрезки, немного превышающие требуемый триб. Отдельные куски затем тщательно центрируются, и, будучи помещенными в токарный станок, вал и цапфа обтачиваются почти до требуемого калибра, оставляя часть всей заготовки полного размера для зубьев. Теперь их переносят на фрезерный станок, чтобы придать зубьям правильную форму. Поскольку эта форма имеет высочайшее значение, возможно, будет уместно привести здесь причины. Предположим, колесо с 60 зубьями входит в зацепление с трибом из 8 зубьев, легко увидеть, что дуга движения зуба колеса имеет больший радиус, чем дуга зуба триба, и отсюда следует, что если зубья колеса и триба сделаны в конической форме с прямыми сечениями, должно происходить скольжение на поверхностях обоих — поглощаемая таким образом энергия полностью тратится впустую; но если мы изогнем поверхности, мы можем приблизиться к форме, настолько близкой к идеальной, что зубья колеса, будучи ведущими, фактически перекатываются по зубьям триба, почти полностью избегая трения, вызванного скольжением; необходимость в этой кривизне становится тем больше, чем больше колесо превышает триб по диаметру. Эта кривая, которая была продемонстрирована очень глубокими математическими исследованиями, является «эпициклоидальной»; теоретически она не должна давать большего скольжения, чем поверхности двух плоских колес, вращающихся друг относительно друга. Чтобы получить эту идеальную форму, были приложены очень большие усилия и понесены расходы, особенно производителями лучших часов.

На американских фабриках фрезы изготавливаются очень тщательно, сечение является предметом большой заботы — оно является точным аналогом пространства между любыми двумя зубьями, а также одной половины вершины зуба от кривизны до точки, так что при фрезеровании пространство, создаваемое фрезой, имеет ее форму, оставляя зуб триба правильной формы. Обычно триб проходит под двумя фрезами; первая сбивает грубый материал, вторая доводит его до размера и формы легким проходом. Забота и мастерство, требуемые для их изготовления, безусловно, очень велики, и это доказательство удивительной изобретательности человека, что они сделаны настолько совершенными по форме и режущей способности.

Очень остроумное устройство используется для деления зубьев под фрезой, которая вращается с умеренной скоростью над салазками, несущими пару центров, между которыми помещается обточенная заготовка триба. Салазки теперь подвигаются к фрезе и под нее, и при их прохождении снимается столько материала, сколько желательно; при отводе салазок назад свежепрорезанное пространство проходит под плоским куском тонкой стали, привинченным к раме и установленным под небольшим углом к оси центров. При перемещении салазок к фрезе для нового прохода стальная пластина поворачивает последний проход, и при прохождении мимо нее триб поворачивается ровно на столько, сколько составляет угловая величина пластины, что должно быть ровно один зуб. Благодаря этому очень хитрому устройству деление осуществляется без делительного диска. Этот процесс, однако, недостаточно хорош для работ, предназначенных быть очень точными — проволока триба не всегда, а точнее редко, правильно разделена, первоначальная ошибка будет увековечена во всех последующих процессах. Все они фрезеруются с маслом или содовой водой в качестве смазки, и отсюда следует, что скорость фрезы регулируется так, чтобы получить наибольший съем материала без затупления инструмента. Когда он затупляется, однако, фреза затачивается по передней грани режущего зуба с помощью небольших железных шлифовальных кругов, используя порошок арканзасского масляного камня для первой шлифовки и придавая необходимую тонкость кромки с помощью крокуса или шарпа, за которыми, когда требуется тонкая работа, следует крокус.

Необходимо проявлять такую осторожность, ибо если кромка останется грубой, она быстро затупится и оставит очень неравномерную и шероховатую поверхность на срезе триба, что при последующей шлифовке приводит к ошибке в форме и размере. Трибы, таким образом нарезанные по калибру, сушатся в опилках, закаливаются и отпускаются; вал и цапфы теперь обтачиваются до размера, а затем переходят к полировщикам. На фабрике они отделываются с помощью того, что называется «Wig-Wags», о чем читателю может быть интересно получить общее описание.

Две V-образные опоры расположены как центры, триб помещается между ними, круглые части опираются на каждую V-образную опору, но свободно вращаются на своей собственной оси. Непосредственно над V-образными опорами находится рама, по которой может перемещаться салазки, несущие полировщик — обычно около двух дюймов. Эти салазки подвижны вертикально, чтобы приспособиться к трибу; к салазкам прикреплено соединение, которое ведет к вертикальному рычагу, приводимому в движение от кривошипа на контрприводе. Шлифовка осуществляется путем подвода шлифовального круга, заряженного порошком масляного камня в масле, в один из промежутков триба, который, конечно, расположен так, чтобы быть параллельным и центральным по отношению к шлифовальному кругу. При приложении силы салазки совершают очень быстрое возвратно-поступательное движение, и поверхность шлифовального круга, так заряженного, быстро сводит неровную поверхность, оставленную фрезой, к тому, что называется «серым» (gray).

Форма этого шлифовального круга должна быть такой же совершенной, как у фрез, и забота о достижении необходимой параллельности находится в равной пропорции, и во всех лучших полировальных станках он строгается, находясь на своем месте. Шлифовальный круг состоит из олова и свинца, иногда с небольшой примесью сурьмы, раскатанных до ровной толщины, нарезанных на куски подходящей длины, а затем установленных в держатель «Wig-Wag» для строгания до нужной формы. В машине слишком много мелких регулировок, чтобы допустить полное описание в этой статье. Она велика по сравнению с работой, которую должна выполнять, но она очень замечательно сделана, как, впрочем, и все инструменты на американских фабриках.

Полировка зубьев — следующий шаг, и это осуществляется средствами, точно такими же, как шлифовка. На каждом этапе трибы тщательно очищаются перед переходом к следующему. Полировщик сделан точно так же, как шлифовальный круг; но вместо порошка масляного камня используется крокус, смешанный с маслом. Из-за меньшей режущей способности используемого материала полировщик теряет свою форму быстрее, чем шлифовальный круг, и его приходится чаще переформовывать. В очень тонких работах за крокусом следует тонкий хорошо отмученный крокус (rouge), чтобы довести до того зеркально-черного блеска, который считается признаком качества у изготовителей хронометров и часов.

За исключением обточки вала и цапф, вся работа, описанная до сих пор, была затрачена на зубья — очень утомительный процесс, однако выполняемый, когда инструменты и материалы в надлежащем порядке, с поразительной быстротой; но какими бы утомительными они ни были, есть два других, столь же утомительных, прежде чем зубья будут закончены.

Торцы должны быть обработаны — они должны быть плоскими (то есть истинной плоскостью) и получить ту же отделку, что и зубья, и это осуществляется с помощью «wig-wag»; только триб вращается между центрами на высокой скорости, а шлифовальный круг подводится к обточенному торцу. Действуют два движения — одно прямолинейное, другое круговое, результатом чего является сложное движение, которое предотвращает касание шлифовальным кругом одного и того же места дважды подряд. Чтобы обеспечить это более надежно, оператор придает шлифовальному кругу легкое вибрационное вертикальное движение. Полировка двух торцов осуществляется таким же образом, как и шлифовка; во всех случаях режущая поверхность шлифовальных кругов и полировщиков удерживается в плоскости, перпендикулярной оси триба, как вертикально, так и горизонтально.

Поскольку стержень и цапфы находятся в том же состоянии, в каком они вышли из токарного станка, следующим шагом будет их шлифовка и полировка. Однако прежде чем мы перейдем к этому процессу, будет нелишним предложить обычному часовщику метод, с помощью которого торцевание можно выполнять в небольших масштабах.

Как правило, когда часовщику приходится заменять триб, он выбирает его у поставщика материалов — с уже отделанными зубьями, но не обработанными торцами или плоскостями. Описанные ниже операции просты, и любой может без особого труда довести эти плоскости до готовности. Обточив цапфы и выровняв торец зубьев с помощью токарного резца, отшлифуйте его на станке с помощью металлического кольца, внутренний диаметр которого несколько больше диаметра стержня. Это кольцо удерживается между двумя центрами, что придает ему вибрационное движение, благодаря чему при соприкосновении с плоскостью оно подстраивается под нее и не стремится нарушить ее идеальную ровность; кольцо, будучи больше стержня или цапфы, допускает небольшое боковое смещение, достаточное для обеспечения постоянного изменения поверхности. Тот же небольшой инструмент можно использовать для полировки, заменив полировальник и применив крокус и крокус-руж. Для часовщика, занимающегося обычными работами, руж, возможно, будет излишним. Венская известь, используемая с небольшим бруском из самшита, дает очень тонкую и блестящую полировку, а при замене деталей в поврежденном часовом механизме сталь всегда можно отполировать с большой быстротой, используя известь по серой поверхности, оставшейся от пыли масляного камня; это делается быстро и обеспечивает очень красивую отделку.

Возвращаясь к рассмотрению триба, отметим, что последним этапом является полировка круговых частей. Здесь снова наиболее полезным инструментом является «wig-wag» (вибрационный полировальник), но он работает несколько иначе: шлифовальник или полировальник прижимается пальцем оператора, а триб удерживается между центрами небольшого токарного станка, прикрепленного к «wig-wag»; стержень сначала шлифуется и полируется так же, как ранее зубья, и это последняя операция, выполняемая с трибом в центрах. После этого этапа его зажимают в токарный станок с особой оснасткой: шпиндель станка полый, и в него вставлен так называемый «насосный центр» (pump-centre), который подвижен вдоль оси шпинделя и может быть надежно закреплен в любой нужной точке. На носу шпинделя закреплен полый стальной патрон, две стороны которого опилены, что оставляет открытое пространство между концом насосного центра и концом патрона. На этот конец с помощью шеллака крепится небольшая стальная пластинка, чрезвычайно тонкая, в которой просверлено отверстие, способное вместить фаску на заплечике цапфы. Насосный центр оттягивается назад, триб вставляется в патрон, цапфа помещается в отверстие стальной пластинки, и насосный центр подается вперед до тех пор, пока он не заставит фаску заполнить отверстие; теперь цапфа, выступающая из патрона, готова ко всем процессам шлифовки и полировки. Здесь снова вступает в дело «wig-wag», который из-за хрупкости цапф модифицируется в соответствии с задачей; это достигается путем установки полировальника в «wig-wag» на центрах, чтобы он мог вращаться; во время работы одна сторона полировальника опирается на цапфу, а другая — на рубин, помещенный в винт, который позволяет оператору обеспечить параллельность цапфы. Концы цапф затем закругляются и доводятся в другом наборе инструментов. Теперь триб готов к использованию, при условии, что он соответствует нужному калибру. В американских часах анкерное и четвертое колеса обычно насаживаются на стержень с плотной посадкой; третье и центральное колеса насаживаются на зубья триба, при этом на концах выточен уступ, колесо устанавливается на заплечик, а выступающие концы зубьев расклепываются. Эта статья не задумывалась как исчерпывающее руководство по трибам; она призвана лишь открыть тему в том виде, в каком она представлена на фабриках. Можно сказать гораздо больше; и различные процессы в малом масштабе, выполняемые швейцарцами и англичанами, вместе с их инструментами, заслуживают более чем общего описания, поскольку они применимы на любом часовом верстаке.

Тема будет продолжена в попытке создать полную и полезную статью.

Новый трехштырьковый спусковой механизм.

Один из авторов «Лондонского часового журнала» дает следующее описание своего изобретения:

«Достоинство этого спускового механизма заключается в недавно изобретенном анкерном колесе, которое является самоблокирующимся и не требует ограничительных штифтов; палеты изогнуты внутри для импульса и снаружи для блокировки, чтобы работать с изогнутыми точками зубьев колеса; будучи сделанным из золота, колесо может работать без смазки. Благодаря своей форме оно обладает силой двойного импульса и двойной блокировки с рычагом. Первая происходит при разрядке спускового механизма, вторая не действует, если часы не подвергаются внезапному движению, и тогда штифт или палета в ролике слегка ударяет по рычагу, когда движущая сила отбрасывает его назад. Баланс проходит два оборота до того, как произойдет вторая блокировка, и сформирован так, чтобы иметь возможность подхватить рычаг, и часы вскоре выравниваются, и их ход не будет затронут. Еще одно преимущество заключается в том, что рычаг сделан из плоского куска стали, так как я ввел золотой штифт для размещения рубинового импульсного камня, который легко регулируется, чтобы привести спусковой механизм к точнейшей геометрической точности. Благодаря своей форме этот рубин направляет импульс к внешнему краю выреза ролика. Эти преимущества и простота делают его подходящим для лучших хронометров».

Несколько лет назад, в 1859 или 1860 году, мистер Пибоди, очень талантливый джентльмен из нашего города, запатентовал трехштырьковый спусковой механизм, который работал чрезвычайно хорошо. Полного описания его патента и плана у нас под рукой нет, но мы постараемся представить его нашим читателям в следующем выпуске.

Английское мнение об американском часовом производстве.

В лондонском кругу часовщиков больше внимания уделяется научным отделам, нежели коммерческим; но, несмотря на это, некий мистер Генри Гэнни выступил перед «Британским часовым институтом» с докладом об «Американском часовом производстве». Будучи англичанином с английскими предрассудками, он, безусловно, дает очень справедливое и беспристрастное изложение предмета; однако он рассматривает его почти исключительно в аспекте зарабатывания денег. Он отдает должное американской предприимчивости и изобретательности, и все же чувствуется некий подвох. Перед ним были образцы машинной работы; среди прочих, цитирую: «несколько механизмов, изготовленных Британской часовой компанией, которая процветала и разорилась около двадцати пяти лет назад; они были сделаны машинным способом, и совершенство и полнота оборудования, которое они использовали для производства этих рам, не были, я полагаю, превзойдены в Америке; там использовалось несколько машин для выполнения того, что здесь начиналось и заканчивалось одной».

Мистер Гэнни прав в своем утверждении, но пример, поданный Британской часовой компанией, стал камнем преткновения, который увидели американские навигаторы. Один инструмент для торцевания, выравнивания, сверления, измерения глубины и выполнения всей работы на платине стоил до завершения около трех тысяч фунтов стерлингов и из-за своей сложности был совершенно неэффективен — хуже, чем бесполезен. В самом начале американского часового производства едва не была совершена подобная ошибка. Однако опыт и здравый смысл доказали, что множество операций в одной машине делает ее слишком сложной, регулировки — слишком многочисленными, а работу — совершенно никчемной. В другом номере мы снова обратимся к лекции мистера Гэнни и, возможно, прольем свет на раннюю историю американского часового производства, основанную на личных наблюдениях того времени.

Корреспонденция.

Редакторам «Часового журнала»:

Несколько дней назад я получил проспект, извещающий меня о вашем предполагаемом существовании. Я едва мог поверить в этот факт; «новость была слишком хороша, чтобы быть правдой». Тем не менее, я приму это как должное, ибо не вижу причин, почему кто-то раньше не проявил предприимчивость, чтобы начать периодическое издание по темам, связанным с часовым делом, — область столь обширна, а потребность ощущается столь остро. Прилагаю подписную плату; в этом я принял ваше приглашение, но также прилагаю несколько строк на тему, не особенно практическую или теоретическую, но очень близкую к истине, и, возможно, она даст вам представление о наших нуждах.

Говоря «чистую правду», я часовщик, живущий в небольшой сельской деревне, с приличным запасом инструментов и умеренной торговлей. Во всем этом я не исключение; поэтому я пишу это от имени всех, кто находится в подобном положении. Будучи изолированными, мы (сельские деревенские часовщики) имеем мало средств для улучшения своих знаний о ремесле, а работаем по тем же старым принципам, усвоенным, когда мы были мальчишками и учениками, и о лучших и более быстрых способах выполнения нашей работы мы совершенно не подозреваем. Правда, наши друзья еврейского происхождения, которые, подобно ангелам, сталкивают нас лицом к лицу с внешним часовым миром, продавая нам материалы и инструменты, иногда представляют нашему онемевшему взору что-то новое, например, швейцарский токарный станок или станки, используемые на фабриках; но какая от них польза нам? Мы покупаем один; ну, на верстаке он может быть украшением, но для дела сверление больших отверстий — это предел наших амбиций. У нас нет времени учиться на собственном опыте всем хваленым полезностям и возможностям инструмента; поэтому мы возвращаемся к нашему старому верже или токарному станку Жако, когда нам нужно вставить цапфу или новый стержень. Мы можем знать все о спусковом механизме и быть в состоянии обнаружить причину любой неисправности в нем, но у нас нет знаний о новейших способах устранения повреждения, когда оно обнаружено, и эти знания — то, что я надеюсь найти в вашем журнале. Я живу в районе, где общий класс работы очень низкий, даже старый верже встречается очень часто. Наш запас материалов должен быть большим в пропорции к нашей торговле, и тогда время от времени мы вынуждены отправлять нашу работу в город, находящийся в шестидесяти милях, из-за того, что не можем сделать ее сами, либо из-за отсутствия материала, либо из-за нехватки надлежащего инструмента. Во всех отношениях мы остаемся такими же неподвижными, как устрицы. Мало того, что мы испытываем эти досады, невежество публики в целом относительно обращения с их хронометрами является плодотворным источником раздражения; нас часто обвиняют в мошеннических действиях, и определенная степень осторожности наблюдается даже не самыми невежественными. Так, несколько дней назад крепкий сын Зеленого острова появился перед прилавком и, выставив перед нашими очами огромные английские часы-верже в двойном корпусе, заговорил почти драматическим тоном:

«Пожалуйста, сэр, не могли бы вы заставить мои тикающие часы идти, сэр?»

Ответив утвердительно, мы потянулись за безмолвными «тикающими часами». Он отпрянул с тревогой.

«Клянусь, вы же не украдете ни кусочка из них?»

«Ну, но позвольте мне посмотреть на часы».

«А вы позволите моим глазам быть на вас все время?»

«Да».

«А вы не украдете камень?»

«Нет».

«Тогда вот они».

При осмотре механизма было обнаружено, что верже сломан, повреждение объяснено, а цена названа. Он решил, что ремонт будет выполнен, но сказал: «Дайте мне часы сейчас, а когда вы почините эту вещь, я сам приду, заберу их и заплачу вам».

«Но мы не можем починить часы, не имея их».

«Верой клянусь, тогда вы их не получите; вы же возьмете что-то из них».

Это крайний случай невежества, возможно, простительный в данном примере, но публика включает в себя множество столь же невежественных людей, где снисхождение проявить нельзя. Я не ожидаю, что «Журнал» дойдет до таких случаев или повлияет на общую массу, но моя надежда заключается в том, что он, повышая общее самоуважение и тон часовщиков, косвенно поднимет уважение к ним со стороны публики в целом.

Но я пишу слишком длинное и сумбурное письмо. Я хочу выразить свои сердечные пожелания вашего процветания. И в заключение, позвольте мне выразить надежду, что вы дадите нам знания, в которых мы нуждаемся — то есть просветите нас о тонкостях ремонта в новейших стилях, новейших разработанных процессах и, прежде всего, дадите нам статью о токарном станке и его использовании?

Искренне ваш, У. Л. К.

Мы имеем удовольствие заверить нашего корреспондента, что эксперт предоставит для нашего следующего номера статью, интересную и ценную в плане обучения использованию токарного станка.

Солнечное затмение.

Предстоящее полное солнечное затмение 7 августа вызывает большой интерес. Затемнение впервые происходит на широте 39° 53´ 3´´ северной широты, долготе 138° 37´ 4´´ западной долготы — при меридиане Вашингтона. Первая полная фаза — на тихоокеанском побережье Сибири, на восходе солнца, на 52° 41´ 9´´ с. ш. и 165° 26´ 4´´ з. д. Затмение полное в полдень на Аляске, 61° 46´ 9´´ с. ш. и 68° 4´ 6´´ з. д. Линия полного затмения теперь идет на юго-восток, задевая побережье возле Ситки, затем на север в Британскую Америку; затем входит в Соединенные Штаты возле истока реки Милк, долгота 30° з. д.; затем через юго-западный угол Миннесоты, по диагонали через Айову, пересекает Миссисипи у Берлингтона; затем через Иллинойс, немного севернее Спрингфилда, пересекает реку Огайо у Луисвилла, штат Кентукки, или рядом с ним, проходит через юго-западный угол Западной Виргинии, через Северную Каролину, чуть южнее Роли, заканчиваясь на побережье Атлантического океана на закате, чуть севернее Бофорта, Северная Каролина, на 31° 15´ 2´´ с. ш. и 9° 36´ 6´´ в. д. Описанная линия будет линией полной фазы, в любой другой части Соединенных Штатов затмение будет лишь частичным.

Правительство Соединенных Штатов устанавливает или уже установило меридианную линию в Спрингфилде, отчасти для проведения наблюдений за этим грядущим затмением, а также с целью определения стандарта геодезических линий — все правительственные съемки в Иллинойсе были геодезическими. Профессор Остин из Смитсоновского института руководит работой при содействии способного корпуса помощников.

Огранка алмазов.

На Всемирной выставке в Париже, в части парка, прилегающей к нидерландскому отделу, господин Костер из Амстердама возвел здание, в котором осуществляются все процессы огранки алмазов.

Первоначальное грубое формирование наиболее важных граней бриллиантов здесь выполняется рабочим, который работает сразу с двумя алмазами, натирая один о другой, грань о грань. Пыль, которая осыпается с камней, сохраняется для последующих процессов шлифовки и полировки тех граней, которые отличают многогранный бриллиант от тусклого исходного кристалла алмаза. Она используется в смеси с маслом на плоском железном диске, который приводится в быстрое вращение паровой энергией, при этом сам камень удерживается на этом диске или колесе инструментом, к которому он прикреплен с помощью массы легкоплавкого металлического сплава, в который камень искусно вставлен. Для этой работы требуется мастерство глаза и руки, достижимое только благодаря большой практике; но не менее точное мастерство требуется для другого процесса, который здесь можно видеть в ежедневном исполнении — процесса расщепления. Алмаз, когда по нему наносится удар острым инструментом, расположенным параллельно одной из октаэдрических граней кристалла, легко раскалывается в этом направлении. Но распознать точное направление на сложной и обычно округлой форме алмазного кристалла; вырезать небольшую насечку с помощью ножевого края из алмазов, сформированного из одного из срезов, отколотых от кристалла, и сделать эту насечку точно в нужном месте; затем установить стальной нож, который должен расколоть алмаз, точно в нужное положение; наконец, резким ударом произвести расщепление так, чтобы отделить не слишком большую и не слишком маленькую часть камня — эти различные этапы процесса требуют большого мастерства и суждения и представляют наблюдателю интересное зрелище, которое всегда дает ремесло, зависящее от опыта руки и глаза. Но выставка мистера Костера имеет и другие объекты интереса. Впервые мы можем увидеть здесь, бок о бок, алмаз с минералами, которые сопровождают его в руслах рек Бразилии; и есть даже примеры, в которых кристаллы алмазов включены в массу кристаллов кварца, которые выглядят так, будто они образовались одновременно с отложениями алмаза.

Различные районы Рио и Баии представлены таким образом — первый производит беспорядочно кристаллизованный сорт алмаза, называемый «борт», а второй — непрозрачную черную разновидность; оба эти вида встречаются в сочетании с кристаллизованными алмазами, используемыми для ювелирных изделий. Хотя черный углерод и «борт» полезны в виде порошка, их невозможно огранить как драгоценный камень. — «Отчет Маскелайна», Всемирная выставка.

Сплавы алюминия с медью.

Когда сэр Гемфри Дэви объявил факт, что сода, известь, поташ, магнезия и другие щелочи являются лишь оксидами металлического основания, считалось бы химерой полагать, что открытия, сделанные им с помощью дорогостоящей батареи, в более позднее время станут иметь реальную коммерческую ценность. Он действительно получил как натрий, так и калий в металлическом состоянии. Вещества в этой форме были новыми для химического мира, еще более странными для широкой публики. Настолько новыми они были для химиков, что, когда шарик восстановленного натрия был представлен очень выдающемуся химику, он с некоторым энтузиазмом исследовал его и, признавая факт того, что это металл, воскликнул: «Какой он тяжелый!» — хотя реальный факт заключался в том, что его удельный вес был меньше, чем у воды; это выражение было результатом общего предвзятого мнения, что высокий удельный вес является критерием металлического тела. Французскому химику Анри Сент-Клер Девилю было суждено использовать металл натрий, причем таким образом, что спрос привлек внимание к его производству; — спрос неизбежно породит предложение.

Первоначальное восстановление было произведено Дэви с помощью вольтовой батареи. После того как было доказано, что эти основания действительно являются металлами, способными к восстановлению, химия направила все свои ресурсы на решение этой проблемы, и они были получены другими методами, нежели батарея. Однако все принятые процессы были слишком дорогими и трудоемкими, включая чрезвычайное количество сложных манипуляций при неадекватных результатах. Металл натрий, который является непосредственным предметом нашего исследования, долгое время оставался объектом просто любопытства или экспериментов в лаборатории.

Методы восстановления металла в последние годы были настолько упрощены, что, цитируя профессора Чарльза А. Джоя в «Журнале прикладной химии»: «Несколько лет назад фунт этого металла нельзя было купить за двести долларов, и даже по этой цене было мало производителей, достаточно смелых, чтобы принять заказ. В настоящее время его можно легко производить за семьдесят пять центов, если не за пятьдесят центов за фунт; и велика вероятность, что мы скоро сможем получать его за четверть доллара».

Девиль обнаружил, что в результате реакции металлического натрия с обычным хлоридом алюминия происходит восстановление; хлор поглощает натрий, образуя хлорид натрия (обычную соль), в то время как алюминий остается свободным в металлическом состоянии. Едва ли необходимо вдаваться в подробности процесса; но металл, о существовании которого было хорошо известно, впервые был представлен миру в таком состоянии структуры, что его качества можно было проверить не только химически, но и механически. Это было прямым результатом металлургического процесса Девиля по получению восстановителя — натрия.

Алюминий сам по себе был бы малополезен, поэтому достаточно будет краткого описания. Он примерно цвета серебра, но восприимчив к более высокой полировке, особенно на свежесрезанной поверхности; он гораздо менее подвержен окислению, чем серебро; его удельный вес лишь немногим больше сосновой древесины, а его прочность, пластичность и ламинирующие качества почти равны серебру. Его использование в механических искусствах ограничено, несмотря на все эти качества, из-за его низкой точки плавления, и при нагреве до точки плавления он легко окисляется, настолько, что предотвращает пайку, за исключением автогенного процесса. Но алюминий обладает свойством, присущим только ему — способностью образовывать чисто и строго химический сплав с медью. Он соединяется с ней в любой пропорции; соединение, образованное добавлением 10 процентов алюминия к 90 процентам меди, обладает всеми свойствами совершенно нового металла, с качествами, которые делают его очень ценным материалом во всех тонких работах, таких как астрономические инструменты; и очень точные механизмы, такие как часовые токарные станки и т. д.

Французские отчеты об этом сплаве несколько объемны, но мы приводим следующее.

Цвет этой бронзы настолько близко напоминает цвет 18-каратного золота, используемого для лучших ювелирных изделий и часовых корпусов, что она способна принимать высочайшую полировку и намного превосходит по красоте любую позолоту.

Образцы, взятые из разных частей самых крупных отливок, при анализе показывают наиболее полную однородность состава, при условии, что два металла были изначально правильно смешаны в состоянии плавления. Эти эксперименты были проведены на цилиндрах весом во много сотен фунтов и являются полностью убедительными.

Это ценное качество не встречается ни в одном из более обычных сплавов меди. Сплав меди с оловом, например, известный как пушечный металл, печально известен тем, что подвержен явлению, известному как ликвация; в результате чего обнаруживается большая разница в составе одной и той же отливки, как в верхней части по сравнению с нижней, так и в центре по сравнению с периферией.

Это явление часто вызывает большие неудобства, так как различные части крупных объектов будут в результате сильно различаться как по твердости, так и по прочности. При отливке артиллерийских орудий трудность становится серьезной, и до сих пор не было найдено средств, с помощью которых ее можно было бы полностью устранить.

Эта однородность алюминиевой бронзы является естественным следствием большого сродства, существующего между двумя металлами, из которых она состоит; и то, что такое сродство существует, ясно доказывается явлением, сопровождающим производство сплава. Медь сначала расплавляется в тигле, а затем к ней добавляются слитки алюминия. Сначала, конечно, происходит снижение температуры, потому что алюминий при плавлении поглощает тепло от расплавленной меди; и это поглощение настолько велико, из-за большой теплоемкости алюминия, что часть меди может даже стать твердой. Но пусть смесь перемешают на мгновение железным прутом, и два металла немедленно соединятся; и в одно мгновение, хотя тигель мог быть удален из печи, температура металлов поднимается до накаливания, в то время как масса становится жидкой, как вода.

Это огромное выделение тепла, не наблюдаемое при приготовлении любого другого обычного сплава, указывает не на простое смешивание, а на реальное химическое соединение двух металлов. 10-процентную бронзу поэтому можно правильно сравнить с солью, тем более что расчетом установлено, что она содержит, с точностью до очень малой доли, четыре эквивалента меди на один эквивалент алюминия.

10-процентную бронзу можно ковать в холодном состоянии, и она становится чрезвычайно плотной под действием молота. Лезвия десертных ножей обрабатываются таким образом, чтобы придать им необходимую твердость и эластичность. Но она обладает еще одним ценным качеством, которое не встречается ни в одном другом виде латуни или бронзы: ее можно ковать в горячем состоянии так же хорошо, если не лучше, чем самое лучшее железо. Она становится при этом тверже и жестче, а ее излом показывает зерно, подобное зерну литой стали. Из-за твердости алюминиевой бронзы прокатка ее в листы была бы утомительным и дорогостоящим процессом, если бы не это свойство быть ковкой при красном калении. Но ее можно таким образом прокатать в листы любой толщины или вытянуть в проволоку любого размера. Ее также можно вытянуть в трубки любого размера.

Из нескольких экспериментов, проведенных в разное время в Париже, следует, что разрывной вес литой бронзы варьируется от 65 до 70 килограммов на квадратный миллиметр. Та же бронза, вытянутая в проволоку, выдерживала вес 90 килограммов на квадратный миллиметр. Железо, используемое для подвесных мостов, испытанное таким же образом, не показало в среднем более 30 килограммов. Некоторые эксперименты были также проведены мистером Андерсоном в Королевском арсенале в Вулидже, Англия, который испытал в то же время алюминиевую бронзу, латунь, используемую для артиллерии и обычно называемую пушечным металлом, и литую сталь, произведенную Круппом в Пруссии. Принимая за максимальную прочность бронзы наименьшее из чисел, найденных выше, мы таким образом можем составить следующую таблицу сравнительной прочности:

Aluminum bronze 10 per cent.65 Crupp’s Cast Steel53 Refined Iron30 Brass for cannon28

Сравнительная вязкость этих же четырех металлов также была испытана следующим образом: был подготовлен брусок каждого из них одинакового размера, и каждый брусок был затем надпилен зубилом на точно одинаковую глубину. Бруски ломали по отдельности на наковальне ударами молота. Последние три металла в таблице сломались каждый с первого удара, с чистым и ровным изломом. Алюминиевая бронза начала трескаться только на восьмом ударе и потребовала ряда дополнительных ударов, прежде чем две части были полностью разделены. А неровная, рваная поверхность излома показала своеобразную вязкую и волокнистую природу металла.

Эластичность алюминиевой бронзы была испытана господином Треска, профессором Консерватории искусств и ремесел. Эксперимент был проведен на бруске простого литого металла, и вот его отчет: «Коэффициент эластичности алюминиевой бронзы, литого металла, составляет половину коэффициента лучшего кованого железа. Этот коэффициент вдвое больше, чем у латуни, и в четыре раза больше, чем у пушечного металла, при тех же условиях».

Удельный вес составляет 7,7, примерно такой же, как у железа. Еще одно очень ценное качество представлено тем фактом, что она подвергается воздействию атмосферных влияний меньше, чем серебро, латунь или бронза. Это ставит ее в один ряд с золотом, платиной и алюминием.

Очень жесткая и очень эластичная, более вязкая, чем железо, очень мало подверженная химическому воздействию, а в определенных случаях и вовсе не подверженная, способная отливаться как обычная бронза или латунь, коваться как железо и сталь, обрабатываться всеми способами, как самые ковкие металлы или сплавы, обладая, в дополнение к этим свойствам, цветом, аналогичным цвету самого драгоценного металла, эта бронза доказывает свою пригодность для почти бесчисленных применений. На первый взгляд трудно допустить, что относительно небольшие пропорции алюминия, входящие в состав этой бронзы, могут быть достаточными для того, чтобы так необычайно изменить свойства меди, которая составляет столь большую часть ее веса. Но мы должны помнить, что удельный вес алюминия очень низкий, и что данный вес этого металла обладает объемом в четыре раза большим, чем тот же вес серебра. Из этого следует, что десять процентов алюминия, содержащиеся в бронзе, равны по объему сорока процентам серебра.

Образцы изделий, которые мы видели, такие как ложки, вилки, чашки, часовые корпуса и т. д., безусловно, очень красивы, имея цвет и высокую полировку золота, в то время как разбавленные кислоты не влияют на поверхность.

О восстановлении серебра мокрым способом.

Каждому химику знакомо восстановление хлорида серебра в форме порошка с помощью металлического цинка в присутствии небольшого количества свободной кислоты. Нелегко привести два таких вещества, как соль серебра и металл, в тесный контакт, и после завершения работы удаление избытка цинка имеет свои трудности. Доктор Грагер предлагает модификацию старого метода, которую следует сделать более широко известной. Хлорид серебра растворяют в аммиаке и выливают в хорошо закупоренную бутыль, и в нее вводят избыток металлического цинка, не слишком мелкими фрагментами, чтобы любой восстановленный металл, прилипший к нему, можно было легко смыть.

Разложение начинается немедленно и быстро завершается, особенно если содержимое колбы хорошо взболтать. Трех часов будет достаточно, чтобы восстановить четверть фунта хлорида серебра. Легко установить, когда восстановление закончено, проверив часть аммиачного раствора соляной кислотой. Как только не образуется мутность или творожистый осадок, работу можно считать завершенной.

Небольшой избыток аммиака считается благоприятным. Восстановленное серебро необходимо промыть водой до тех пор, пока не исчезнет весь запах аммиака. Кусочки цинка удаляются путем выливания содержимого колбы через воронку, отверстие которой слишком узкое для прохождения фрагментов цинка, в то время как восстановленное серебро можно легко смыть. Мелкодисперсное серебро можно прокипятить в соляной кислоте, чтобы вернуть ему чисто белый цвет, и тогда оно готово к растворению или плавлению, и будет найдено совершенно чистым. При работе с большими количествами было бы экономично восстановить часть аммиака путем дистилляции. Таким же образом аммиачный раствор нитрата серебра также может быть восстановлен цинком, и серебро получено чистым, даже когда исходный раствор нитрата содержит медь — при условии, что в ванне сохраняется небольшое количество серебра.

Лучше, когда присутствует медь, не брать весь цинк, который может потребоваться для восстановления серебра. Это будет большим удобством — быть избавленным от необходимости превращать серебро в хлорид, так как нелегкая задача — вымывать эту соль на фильтрах — и будет найдено, что это применимо к сплавам, которые содержат не более 25 процентов серебра. — От профессора Джоя в «Журнале прикладной химии».

Примечания транскрибатора

Очевидные ошибки в пунктуации были исправлены.

Страница 7: «Mechanique Celeste» изменено на «Méchanique Céleste»

Страница 12: «ou rexperience» изменено на «our experience»

Страница 18: «head-quarters far astronomical observations» изменено на «head-quarters for astronomical observations»

Страница 22: «it accomodates» изменено на «it accommodates»

В «Оглавлении» указана «Таблица уравнения времени» как статья на странице 28. Фактическая статья называется «О восстановлении серебра мокрым способом». Это намеренно оставлено как в оригинале. Аналогично, нет фактического раздела под названием «Уведомления о новых инструментах», несмотря на его включение в «Оглавление», и это оставлено как в оригинале.