«Ο Άγιος Ιερώνυμος στο κελί» (λεπτομέρεια) είναι μια χαλκογραφία που δημιουργήθηκε από τον Άλμπρεχτ Ντύρερ το 1514. Στον τοίχο υπάρχει ένα σημαντικό φιλοσοφικό σύμβολο - μια κλεψύδρα.
Περνούν οι ώρες, και οι μέρες και τα χρόνια.
Θέλω να κοιμηθώ λίγο
Κοίταξε στο πρόσωπο των ανθρώπων, της φύσης,
Διώξε το λυκόφως του χρόνου...
Α. Αποκλεισμός
Θέλω να κοιμηθώ λίγο
Κοίταξε στο πρόσωπο των ανθρώπων, της φύσης,
Διώξε το λυκόφως του χρόνου...
Α. Αποκλεισμός
Μηχανή χρόνου
Η νεωτερικότητα έχει φέρει στη ζωή μας πολλά πράγματα που η προηγούμενη γενιά δεν γνώριζε. Τα ονόματα του GPS και του GLONAS μπήκαν ευρέως στη ζωή μας στα όρια των αιώνων. Αλλά δεν δημιουργήθηκαν για εμάς, που μας αρέσει να μαθαίνουμε πόσα χιλιόμετρα τρέξατε ή περπατήσατε στην πρωινή προπόνηση, αλλά για τον πόλεμο. Βλέπουμε τώρα πώς όλος ο ιπτάμενος, οδήγηση και πλωτός εξοπλισμός χρησιμοποιεί δορυφορική πλοήγηση. Ο ακρογωνιαίος λίθος αυτού του συστήματος, εκτός από τις ηλεκτρονικές υπολογιστικές μονάδες και τα διαστημόπλοια, είναι οι συσκευές μέτρησης του χρόνου. Αυτό που στην καθημερινή ζωή ονομάζεται ατομικά ρολόγια, και οι ειδικοί - τα πρότυπα συχνότητας και χρόνου. Ή, για παράδειγμα, αδρανειακή πλοήγηση σε υποβρύχια ή βλήματα - γυροσκόπια, επιταχυνσιόμετρα, αριθμομηχανές και χρονόμετρα. Καταρχήν, κάθε πλοήγηση απαιτεί αναφορά στην ακριβή ώρα. Αυτό είναι τώρα, αλλά τι ήταν πριν; Ναι, το ίδιο.
Όσο ακριβέστερο χρόνο έχουμε, τόσο ακριβέστερα θα προσδιορίσουμε την τοποθεσία μας. Στην εποχή των μεγάλων γεωγραφικών ανακαλύψεων, η ακρίβεια του προσδιορισμού της θέσης στον Ειρηνικό Ωκεανό, συν ή πλην 100 μίλια, δεν εξέπληξε κανέναν. Αν, τουλάχιστον, μπορούσαν να καθορίσουν το γεωγραφικό πλάτος, τότε το γεωγραφικό μήκος εξαρτιόταν από την ακρίβεια του ρολογιού. Στον ισημερινό, μια μετατόπιση του ρολογιού κατά 1 λεπτό από τη στιγμή του μηδενικού μεσημβρινού έδωσε ένα σφάλμα της τάξης των 27 χιλιομέτρων. Φανταστείτε πόσο μακριά έχουν φτάσει τα ρολόγια του πλοίου για πολλούς μήνες ιστιοπλοΐας. Το ζήτημα του ακριβούς χρόνου έχει γίνει στρατηγικό. Τα εδάφη και τα στενά που είχαν ανακαλυφθεί προηγουμένως χάθηκαν, τα πλοία βυθίστηκαν σε υφάλους, οι οποίοι, σύμφωνα με τον καπετάνιο, ήταν πολύ πολύ μακριά. Ο αγγλικός στόλος έχασε περισσότερα πλοία από λάθη ναυσιπλοΐας παρά από μάχη. Στις αρχές του 20ου αιώνα προκηρύχθηκε διαγωνισμός 000 λιρών για τη δημιουργία ενός θαλάσσιου χρονομέτρου. Οι εργασίες στο τελικό δείγμα πραγματοποιήθηκαν για περισσότερα από 50 χρόνια.
Για να κατανοήσετε τα πλεονεκτήματα του ωρολογοποιού John Harrison, πρέπει να εξετάσετε ακόμη παλαιότερες εποχές και να καταλάβετε με ποιον τρόπο, με ποια δοκιμή και λάθος, η ανθρωπότητα δημιούργησε αυτό το έργο τέχνης μηχανικής. Προφανώς, το θέμα της μέτρησης του χρόνου είναι εξαιρετικά ογκώδες και πολύπλευρο, επομένως θα προσπαθήσουμε να περιορίσουμε το εύρος των θεμάτων που εξετάζουμε στα μηχανικά ρολόγια.
Και ο σκοπός του άρθρου ορίζεται ως εξής - να σχηματιστεί μια βασική ιδέα για το τι χρησίμευσε ως βάση πάνω στην οποία προέκυψαν οι κινήσεις ρολογιών, ποιες συσκευές μετέφεραν τα μέρη, τα στοιχεία, τις τεχνικές λύσεις τους σε μηχανικά ρολόγια. Ποιες είναι οι βασικές αρχές κατασκευής, πώς βήμα βήμα οι εφευρέτες τις έκαναν όλο και καλύτερες, προσθέτοντας νέα λειτουργικότητα, πετυχαίνοντας νέες ευκαιρίες. Η πορεία προς αυτόν τον στόχο ξεκινά με την εξέταση των αρχαίων ρολογιών.
Προκειμένου να παρουσιαστεί πιο ξεκάθαρα η γένεση των συσκευών μέτρησης χρόνου, ξεχωρίζουμε αρκετά υποσυστήματα σε αυτές που καθορίζουν τη δουλειά τους:
• Ένας κόμβος που καθορίζει την ακρίβεια, τη σταθερότητα της πορείας. Γεννήτρια ρολογιού, ταλαντωτής. Ως αποτέλεσμα, το εκκρεμές στον τοίχο και τα ρολόγια του πύργου, ο εξισορροπητής στον καρπό έγιναν τέτοιοι.
• Πηγή ενέργειας - τα βάρη χαμηλώνουν αργά, μια στριφτή πηγή, νερό σε ένα ρολόι νερού.
• Η μονάδα συγχρονισμού ταλαντωτή με τη λειτουργία μηχανικής μετάδοσης και ωρολογιακή «άντληση» του ταλαντωτή υλοποιείται με χρήση τροχού διαφυγής και περόνης (άγκυρα), stepper drive.
• Συσκευές σέρβις όπως κέρατα, πλανητικές ενδείξεις, ημερολόγιο, φιγούρες και άλλα κινητά διακοσμητικά και στοιχεία πληροφοριών.
• Κύρια μηχανική μετάδοση που συνδέει τα παραπάνω υποσυστήματα.
Ας προσπαθήσουμε να εξετάσουμε με παραδείγματα πώς αναπτύχθηκε καθένα από αυτά τα υποσυστήματα κατά τη διάρκεια των αιώνων. Η διάσπαση σε υποσυστήματα θα μας βοηθήσει να επισημάνουμε σημαντικές αλλαγές σε περιπτώσεις όπου τα αρχαϊκά στοιχεία και οι νέες επαναστατικές λύσεις συνδυάζονται σε έναν μηχανισμό.
Ρολόι νερού του Κτεσίβιου. XNUMXος αιώνας προ ΧΡΙΣΤΟΥ μι.
Υποχώρηση
Στην αρχαία Ελλάδα, οι κλεψύδρας (ρολόγια νερού) ήταν ήδη τον XNUMXο αιώνα π.Χ. προ ΧΡΙΣΤΟΥ μι. Χρησιμοποιήθηκαν σε δικαστικές διαδικασίες - καθορίστηκε ο χρόνος που ορίστηκε για τις ομιλίες: όταν το αντικείμενο της διαδικασίας δεν ήταν πολύ σημαντικό θέμα, χύθηκε λίγο νερό, αλλά αν αποφασιζόταν η μοίρα ενός ατόμου, το νερό χυνόταν μέχρι το χείλος . Εάν η ομιλία διακόπηκε κατά την ανάγνωση εγγράφων ή τη συνέντευξη μαρτύρων, οι τρύπες στην κλεψύδρα κλείνονταν μέχρι ο ομιλητής να αρχίσει να μιλά ξανά. Για δύο ηχεία, χύθηκε η ίδια ποσότητα νερού - μπορούσαν να μιλήσουν για την ίδια ώρα, αλλά η διπλάσια ποσότητα νερού που χύθηκε αμέσως έρεε πιο γρήγορα.
Η χρήση της κλεψύδρας για τον καθορισμό της διάρκειας της ομιλίας ενός ομιλητή στο δικαστήριο αναφέρεται σε ορισμένες από τις κωμωδίες του Αριστοφάνη που γράφτηκαν τέσσερις αιώνες πριν από την εποχή μας. Σε μια από τις κωμωδίες αναφέρεται ως ομιλητής ο Δημοσθένης. Κατηγορεί τον φύλακα ότι «έκλεψε» το νερό που χύθηκε στην κλεψύδρα. Όταν η ομιλία του διακόπηκε σε άλλη περίπτωση, απαίτησε να σταματήσει το νερό, τονίζοντας με αυτόν τον τρόπο ότι εκτιμά κάθε στιγμή που του αφιερώνεται. Ίσως η έκφρασή μας "χυθεί νερό" στη συνομιλία, που υποδηλώνει σπατάλη πολύτιμου χρόνου, να πηγαίνει πίσω σε αυτή τη συσκευή.
Στην αρχαιότητα, οι ώρες της ημέρας και της νύχτας ήταν διαφορετικές σε διάρκεια. Η ημέρα, δηλαδή οι ώρες της ημέρας, ανεξάρτητα από την εποχή του χρόνου, χωριζόταν σε 12 ίσα μέρη, τα οποία ονομάζονταν ώρες ημέρας. Νύχτα - η ώρα που ερχόταν μετά τη δύση του ηλίου και διήρκεσε μέχρι την ανατολή του ηλίου, χωρίστηκε επίσης σε 12 ίσα μέρη, καθένα από τα οποία ονομαζόταν νυχτερινή ώρα. Έτσι, η μέρα, όπως και τώρα, χωρίστηκε σε 24 ώρες, μόνο που είχαν διαφορετική διάρκεια. Είναι σαφές ότι δύο φορές το χρόνο - κατά τις περιόδους της εαρινής και φθινοπωρινής ισημερίας - οι ώρες ημέρας και νύχτας εξισώνονταν, φτάνοντας σε διάρκεια ίσες με τις σύγχρονες ώρες μας.
Έτσι, ο Κτησίβιος ή Κτησίβιος (ελληνικά Κτησίβιος, χρόνια δραστηριότητας 285-222 π.Χ.) - αρχαίος Έλληνας εφευρέτης και μαθηματικός που έζησε στην Αλεξάνδρεια, ήταν από τους πρώτους που εφάρμοσε τους νόμους της υδραυλικής και της μηχανικής σε ώρες. Κατασκεύασε ένα ρολόι νερού με καντράν και δείκτες και βελτίωσε την ακρίβειά του.
Η ακρίβεια της μέτρησης εξαρτιόταν από την ομοιομορφία και τη συνέχεια της διαδικασίας του νερού που ρέει από σκάφος σε σκάφος. Για να εξασφαλιστεί η επαναληψιμότητα της διαδικασίας υπερχείλισης του νερού, το δοχείο στην κλεψύδρα γέμιζε μόνο σε ένα ορισμένο επίπεδο. Μόνο καθαρό νερό προμηθεύονταν στην κλεψύδρα. Από την κλεψύδρα το νερό έρεε με συνεχές ρεύμα σε άλλο αγγείο. Ο χρόνος καθοριζόταν από την ποσότητα του νερού σε αυτό.
Ρολόι νερού του Κτεσίβιου. Ανακατασκευή και σχέδιο εργασιών.
1. Δεξαμενή παροχής νερού. 2. Χωρητικότητα με float-pointer. 3. Σιφόνι για καθημερινή απόρριψη νερού. 4. κινητήριος τροχός του μηχανισμού περιστροφής τυμπάνου. 5. Μηχανισμός περιστροφής τυμπάνου. 6. Τύμπανο με ζυγαριά για αλλαγή ωρών ημέρας και νύχτας. 7. Ένδειξη ώρας.
Το ρολόι νερού του Κτησίβιου χρησιμοποιούσε ένα καντράν με μια κλίμακα τυπωμένη σε ένα περιστροφικό τύμπανο. Ο πλωτήρας με το δείκτη κινήθηκε κατακόρυφα κατά μήκος της κλίμακας, η οποία βαθμολογήθηκε σύμφωνα με τη διαφορετική διάρκεια της ημέρας και της νύχτας. Το τύμπανο με το καντράν ήταν τοποθετημένο σε ένα βάθρο που στέγαζε τον μηχανισμό του ρολογιού.
Οι καμπύλες ωριαίες γραμμές που σχεδιάστηκαν στη στήλη για όλες τις 24 ώρες υπολογίστηκαν έτσι ώστε η άνοδος του πλωτήρα να είναι συνεπής με άνισες ώρες ημέρας και νύχτας. Για να ληφθούν υπόψη αυτές οι αλλαγές στη διάρκεια των ωρών ανάλογα με την εποχή, οι γραμμές ώρας άλλαξαν τη θέση τους σε σχέση με την κάτω βάση του τυμπάνου - ένα κυλινδρικό καντράν. Το τύμπανο περιστρεφόταν κάθε μέρα κατά το 1/365 του κύκλου, έτσι ώστε τους χειμερινούς μήνες ο δείκτης να κινείται πάνω από εκείνο το τμήμα του καντράν όπου οι γραμμές των ωρών της ημέρας ήταν πιο κοντά μεταξύ τους και οι γραμμές των νυχτερινών ωρών ήταν πιο μακριά μεταξύ τους, και το καλοκαίρι ήταν το αντίστροφο.
Στο βάθρο δίπλα στην κολόνα-καντράν ήταν δύο φιγούρες. Δάκρυα κυλούσαν από τα μάτια της αριστερής φιγούρας, νερό κύλησε από έναν ειδικό σωλήνα μέχρι το βάθρο και έπεσε σε ένα δοχείο με πλωτήρα. Στη ράβδο, προσαρτημένη στο κάτω άκρο του πλωτήρα, τοποθετήθηκε μια φιγούρα με δείκτη βέλους στην κορυφή. Καθώς το νερό γέμιζε σταδιακά τον κύλινδρο, αυτός ο αριθμός αυξανόταν αργά και ο δείκτης έδειχνε την ώρα στο καντράν. Όταν έφτασε η 24η ώρα, μέσω ενός σιφονιού τοποθετημένου σε ένα δοχείο με πλωτήρα, το νερό στράγγιξε γρήγορα, επιτρέποντας στον δείκτη χρόνου να βυθιστεί. Το νερό από το σιφόνι χύθηκε σε έναν τροχό νερού, ο οποίος, χρησιμοποιώντας ένα σύστημα γραναζιών, γύρισε τη στήλη στο 1/365 της πλήρους στροφής για να φέρει τις γραμμές του ρολογιού στη θέση για να μετρήσει τα ωριαία διαστήματα της επόμενης ημέρας.
Ας δούμε πώς αντικατοπτρίζονται οι μηχανικές λύσεις που εφαρμόζονται σε αυτό το ρολόι στα πέντε υποσυστήματα μηχανικών ρολογιών που περιγράψαμε νωρίτερα.
Ο ταλαντωτής δεν έχει γεννηθεί ακόμα, απέχει πολύ από αυτόν. Βρέθηκε όμως μια μέθοδος που αυξάνει τη σταθερότητα της εκροής νερού από το πρώτο κιόλας δοχείο. Τα μάτια του ειδωλίου που έκλαιγε ήταν φτιαγμένα από πολύτιμους λίθους με τρύπα και ήταν πιο ανθεκτικά στο νερό.
Το βάρος του νερού χρησιμοποιήθηκε ως πηγή ενέργειας για τη λειτουργία των μηχανισμών.
Χωρίς ταλαντωτή, χωρίς συγχρονιστή. Περιμένουμε περισσότερα από 1 χρόνια.
Κατά μία έννοια, το πικάπ για θερινή ώρα βελτίωσε την ακρίβεια και χρησίμευε ως συσκευή σέρβις. Σε μια σειρά από τροποποιήσεις, τέτοια ρολόγια χρησιμοποιούσαν ένα ηχητικό σήμα, όπως στο ξυπνητήρι του Πλάτωνα, ή έναν μηχανικό μηχανισμό κρουστών.
Η μηχανική μετάδοση, μαζί με τα υδραυλικά, εξασφάλιζαν την κίνηση του βέλους και του καντράν. Τροποποιήσεις τέτοιων συσκευών παρέχονται με ηχητικά σήματα, για παράδειγμα, σφυρίχτρες, κουδούνια που κουδουνίζουν, μεταλλικές μπάλες που πέφτουν στο γκονγκ.
Αραβικό ρολόι. Μέσα XNUMXου αιώνα
Μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζουν ρολόγια με ρυθμιστή υδραργύρου που δίνεται στο «Βιβλίο της Αστρονομικής Γνώσης» (Libros del Saber Astronomie), που συντάχθηκε από αραβικές πηγές από μια ομάδα επιστημόνων για τον Alphonse X της Καστίλης. Από τις τρεις επιστημονικές συλλογές που παρήγγειλε ο Alfonso X μεταξύ 1276 και 1279, αυτή είναι η μόνη που σώζεται με το πλήρες πρωτότυπο κείμενο ανέπαφο. Περίπου τετρακόσιες σελίδες περιγραφών, πίνακες υπολογισμών, διαγράμματα και σχέδια αφιερωμένα σε αστρονομικά όργανα, μεθόδους παρατήρησης ουράνιων αντικειμένων, επεξεργασία δεδομένων, χάρτες αστεριών, συμπεριλαμβανομένης της περιγραφής του ρολογιού.
Φύλλο από το χειρόγραφο του Libros del Saber Astronomie, που δείχνει το διάγραμμα του ρολογιού. 1. Ένα δοχείο με υδράργυρο, χωρισμένο με χωρίσματα με τρύπες και στερεωμένο σε ένα τύμπανο. 2. Ένα τύμπανο με μια τυλιγμένη αλυσίδα που κινείται από ένα βάρος. 3. Φορτίο. 4. Κάποιο είδος μηχανικής μετάδοσης. 5. Εξοπλισμός κίνησης. 6. Κινητό γρανάζι με καντράν.
Ένα φορτίο που αιωρείται από ένα σχοινί που τυλίγεται γύρω από ένα τύμπανο εξισορροπείται από το βάρος του υδραργύρου στα διαμερίσματα του δοχείου υδραργύρου, το οποίο ανυψώνεται κατά την περιστροφή του τυμπάνου. Ο υδράργυρος ρέει αργά από διαμέρισμα σε διαμέρισμα, προσπαθώντας να πάρει μια θέση ισορροπίας. Αυτό όμως ανατρέπει την ισορροπία όλου του συστήματος και οδηγεί σε μια νέα στροφή του τυμπάνου. Η ταχύτητα περιστροφής του τυμπάνου εξαρτάται από τον όγκο του υδραργύρου και το μέγεθος των οπών. Ο υδράργυρος που έρεε μέσα στο δοχείο σταθεροποίησε την περιστροφή του τυμπάνου μέχρι να ξετυλιχθεί τελείως το σχοινί που ήταν τυλιγμένο γύρω του.
Σχηματική και περιγραφή ενός ρολογιού με ρυθμιστή περιστροφής υδραργύρου από το Libros del Saber Astronomie. Το σχέδιο είναι ενδιαφέρον ως παράδειγμα πρωτογενούς εγγράφου με το οποίο εργάζονται οι ιστορικοί.
Πρέπει να σημειωθεί ότι στη σύγχρονη λογοτεχνία, οι περιγραφές των αρχαίων ρολογιών μερικές φορές έρχονται σε αντίθεση μεταξύ τους και διαφέρουν πολύ από τα διαγράμματα και τα σχέδια που παρουσιάζονται στα ίδια έργα. Τα σχήματα είναι αρκετά προσεγγιστικά, δεν λειτουργούν πάντα ή δεν είναι πλήρη. Είναι κατανοητό, γιατί αυτοί οι μηχανισμοί δεν έχουν φτάσει σε εμάς, αλλά είναι γνωστοί μόνο στη βιβλιογραφία. Το παράδειγμα αυτού του αραβικού ρολογιού δείχνει πόσο περιορισμένο είναι το υλικό με το οποίο πρέπει να εργαστούν οι ερευνητές. Επομένως, είναι δύσκολο να δηλωθούν ορισμένα γεγονότα με 100% ακρίβεια. Υπάρχει πάντα η πιθανότητα λάθους, παρανόησης των πληροφοριών που παρουσιάζονται στο έγγραφο, ακόμη και ένα διάγραμμα χωρίς πολλές σημαντικές λεπτομέρειες είναι διαθέσιμο.
Μια άλλη απεικόνιση του ρολογιού παρουσιάζεται στην πραγματεία «The Book of Knowledge on Ingenious Mechanical Devices» (1206) από τον εξέχοντα Ισλαμικό μηχανικό, εφευρέτη, μαθηματικό και αστρονόμο Al-Jazari. Το βιβλίο περιγράφει τα σχέδια δεκάδων πολύπλοκων τεχνικών εφευρέσεων που χρησιμοποιήθηκαν στους αιώνες XII-XIII: ρολόγια, κλειδαριές συνδυασμού, σιντριβάνια και μουσικά Ρομπότ.
Εικονογράφηση από το The Book of Knowledge on Ingenious Mechanical Devices του Al-Jazari.
Υπάρχουν αρκετές ανακατασκευές αυτών των ρολογιών, αλλά η πραγματικότητά τους δεν είναι εκατό τοις εκατό. Επομένως, σύμφωνα με την περιγραφή, μπορούμε να πούμε ότι ο ζωδιακός κύκλος γύρισε, σε ορισμένες στιγμές άνοιξαν οι πόρτες με φιγούρες και επιγραφές (οι πιο αριστερές πόρτες στο σχήμα είναι ανοιχτές, η εικόνα είναι στην κορυφή, η πλάκα με την επιγραφή είναι κάτω ), που βρισκόταν κάτω από τον ζωδιακό κύκλο, από καιρό σε καιρό οι φιγούρες των μουσικών άρχισαν να χτυπούν σε τύμπανα, να κάνουν ηχητικά σήματα. Σε μικρότερα διαστήματα, έπεφταν μεταλλικές μπάλες από το ράμφος των πουλιών, οι οποίες έπεφταν με κρότο στα μπολ. Οι ίδιοι οι μηχανισμοί βρίσκονταν στο πίσω μέρος του ρολογιού, ήταν αρκετά περίπλοκοι για να παρέχουν όλη αυτή τη λειτουργικότητα.
Ρολόι νερού. Κίνα. 1066 μ.Χ μι.
Το ρολόι του νερού είχε μια αρχαία παράδοση στην Κίνα. Η κατασκευή τέτοιων ρολογιών ξεκίνησε εδώ γύρω στον 725ο-XNUMXο αιώνα μ.Χ. ε., την ίδια περίοδο που ο Ήρωας της Αλεξάνδρειας δούλευε τις εφευρέσεις του. Τότε ο Τσανγκ Χενγκ έχτισε μια ουράνια σφαίρα που οδηγείται από τη δύναμη του νερού. Αργότερα, το XNUMX, ο Yi-Hsing δημιούργησε ένα πολύ πιο περίπλοκο ρολόι με μηχανισμό που κινείται από το νερό.
Το πιο προηγμένο σχέδιο υλοποιήθηκε στο αστρονομικό ρολόι νερού παγόδα, που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε το 1090 από τον Su-Sung στην επαρχία Χονάν. Η βάση αυτού του συγκροτήματος ήταν ένας τριώροφος πύργος ύψους 9 μ.
Αυτό το ρολόι είχε μια συσκευή σηματοδότησης χρόνου παρόμοια με αυτή του ρολογιού νερού του Κτησίβιου. Η κίνηση του ρολογιού του τροχού ρυθμιζόταν μέσω μιας σκανδάλης, που ονομάζεται «ουράνιος μοχλός εγκλεισμού». Το 1090, ο Σου-Σουνγκ εγκατέστησε ένα αστρονομικό ρολόι νερού στην ανατολική πύλη της πόλης στην πρωτεύουσα της αυτοκρατορίας.
Το αστρονομικό μέρος του ρολογιού Σου-Σουνγκ είχε το σχήμα μιας σφαίρας οπλισμού* και μιας ουράνιας σφαίρας**.
* Armillary σφαίρα (από το λατ. armilla - βραχιόλι, δαχτυλίδι) - ένα αστρονομικό όργανο που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των ισημερινών ή εκλειπτικών συντεταγμένων των ουράνιων σωμάτων. Η σφαίρα του οπλισμού είναι σύμβολο της Αγίας Πετρούπολης και κοσμεί τον πύργο της Kunstkamera.
** Μια ουράνια σφαίρα, μια σφαίρα που απεικονίζει την ουράνια σφαίρα με ένα πλέγμα από ισημερινές συντεταγμένες, την εκλειπτική και τα φωτεινότερα αστέρια.
Η εμφάνιση και το γενικό σχήμα αυτού του ρολογιού είναι ορατά στην ανακατασκευή που έκανε ο Christiansen και φαίνονται στο σχήμα. Η κίνηση αυτών των ρολογιών πραγματοποιήθηκε από έναν μεγάλο τροχό νερού, ο οποίος εξασφαλίζει την κίνηση του ρολογιού στο σύνολό του. Υπάρχουν υποθέσεις για κάποια αναλογία του μηχανισμού «διαφυγής» του νερού του Su-Sung με τη διαφυγή ενός μηχανικού ρολογιού. Σε κάθε περίπτωση, πολλοί πιστεύουν ότι η αρχή του ρυθμιστή αστρονομικού ρολογιού Su-Sung είναι ένας σημαντικός συνδετικός κρίκος μεταξύ του νερού και των μηχανικών οργάνων μέτρησης του χρόνου. Μπορούμε να υποθέσουμε ότι ο κύριος κινητήριος τροχός νερού λειτούργησε ως βηματική κίνηση και η σταθερότητα των κύκλων πραγματοποιούνταν από ένα σύστημα συνδεδεμένων δοχείων γεμάτων με νερό και συσκευών που σταθεροποιούσαν τον χρόνο πλήρωσής τους.
Αστρονομικό ρολόι παγόδα Su-Sung. Ανοικοδόμηση
Η πενταώροφη παγόδα ήταν μια μηχανική συσκευή για την καταμέτρηση και την ένδειξη της ώρας με τη βοήθεια ξύλινων μορφών. Σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή, αυτές οι μορφές εμφανίστηκαν σε έναν από τους ορόφους της παγόδας και έδειχναν την ώρα.
Υπάρχουν τρεις πόρτες στον πρώτο όροφο της παγόδας. Από αριστερά, στο τέλος κάθε δύο ωρών, εμφανιζόταν μια φιγούρα με κόκκινη ρόμπα και χτυπούσε ένα κουδούνι. μια δεύτερη φιγούρα, ντυμένη στα πράσινα, έβγαινε από τη μεσαία πόρτα κάθε τέταρτο της ώρας και χτυπούσε ένα ντέφι. Μια τρίτη φιγούρα σε μωβ εμφανίστηκε στη δεξιά πόρτα και χτυπούσε το κουδούνι κάθε μισή ώρα.
Στον δεύτερο όροφο της παγόδας, η φιγούρα εμφανιζόταν στις πόρτες κάθε ώρα και στον τρίτο - κάθε τέταρτο της ώρας. Στον τέταρτο και στον πέμπτο όροφο τοποθετήθηκαν φιγούρες, οι οποίες έδειχναν την ώρα της ανατολής και της δύσης του ηλίου, την εποχή του χρόνου και την αναλογία των ωρών ημέρας και νύχτας για μια δεδομένη εποχή του έτους.
30 χρόνια μετά τη δημιουργία του ρολογιού, προσπάθησαν να το μεταφέρουν στο Πεκίνο, αλλά δεν κατάφεραν να το συναρμολογήσουν ξανά και να το κάνουν να λειτουργήσει. Οι οικοδόμοι θεώρησαν ότι ο Σου-Σουνγκ άφησε σκόπιμα σημαντικές λεπτομέρειες στην πραγματεία του, ώστε οι άλλοι να μην κλέψουν τις ιδέες του.
Σχηματικό διάγραμμα κίνησης ρολογιού παγόδας.
1. Υλοποιημένος μηχανισμός όπλισης νερού, «άχρηστη παραγωγή». Το χρησιμοποιημένο νερό επιστράφηκε στο σύστημα μέσω μιας εξωτερικής μονάδας δίσκου. 2. Σύστημα προδοσολογίας νερού. 3. Ένας τροχός νερού που κινεί ολόκληρο τον μηχανισμό. Χρησιμοποιούσε ένα σύστημα μοχλών και μάνδαλων, επιτρέποντας στον τροχό να στρίβει μόνο ένα βήμα όταν γεμίζει τον κάδο, τον λεγόμενο «ουράνιο μοχλό εγκλεισμού». 3. Γωνιακό γρανάζι και κύριος εκκεντροφόρος. 5. Σύμπλεγμα μηχανισμών υπεύθυνους για τη λειτουργία συσκευών παγόδας. 6 και 7. Παραλλαγές του μηχανισμού περιστροφής της ουράνιας σφαίρας. 8. Μηχανισμός κίνησης σφαίρας οπλισμού.
Το βιβλίο του Su 1092 περιγράφει την παλαιότερη γνωστή παραλλαγή ατελείωτης μεταφοράς ενέργειας μέσω μιας αλυσίδας κίνησης. Ονομαζόταν «ουράνια σκάλα» και χρησιμοποιήθηκε για τη σύνδεση του κύριου άξονα μετάδοσης κίνησης του πύργου του ρολογιού του με το κιβώτιο ταχυτήτων με σφαίρα armillary (το οποίο ήταν τοποθετημένο στην κορυφή του πύργου). Το παράδοξο είναι ότι υπάρχουν οι παραπάνω πληροφορίες, υπάρχει ακόμη και ένα συγκεκριμένο σχέδιο αυτής της μετάδοσης, αλλά δεν ήταν δυνατό να το βρούμε ούτε στις ανακατασκευές του ρολογιού ούτε στα κινηματικά διαγράμματα. Το ίδιο Ιστορία με μηχανισμό σκανδάλης. Υπάρχουν ξεχωριστά διαγράμματα, ακόμη και με περιγραφή των κύκλων εργασίας, αλλά αυτός ο κόμβος απουσιάζει σε γενικές προβολές. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να προσεγγίσουμε τα υλικά με κάποιο βαθμό σκεπτικισμού.
Παρατήρηση. Στην Κίνα σημειώνονται κρυοπαγήματα με θερμοκρασίες κάτω από μηδέν βαθμούς. Για να καταπολεμήσει το σταμάτημα των ρολογιών υπό τέτοιες συνθήκες, ο μελετητής Zhang Xiksong (976 μ.Χ.) χρησιμοποίησε υδράργυρο αντί για νερό στον υδάτινο τροχό του αστρονομικού πύργου του ρολογιού του, αφού ο υδράργυρος παγώνει στους -39 βαθμούς.
Συνοψίζουμε
Συνεχίζεται ένας επίμονος αγώνας για τη σταθερότητα των διεργασιών που καθορίζουν τη λειτουργία των μηχανισμών.
Το βάρος του νερού χρησιμοποιήθηκε ως πηγή ενέργειας για τη λειτουργία των μηχανισμών.
Φαίνεται ότι οι Κινέζοι πλοίαρχοι κατάφεραν ακόμα να δημιουργήσουν μια μονάδα ρολογιού βασισμένη στη μηχανική και την υδραυλική.
Εκτός από την ένδειξη της ώρας, προσομοιώθηκαν η κίνηση της ουράνιας σφαίρας και άλλα αστρονομικά φαινόμενα.
Η μηχανική μετάδοση μαζί με τα υδραυλικά εξασφάλιζαν τη λειτουργία ολόκληρου του συγκροτήματος.
Ρυθμιστής νερού για ρολόι νερού
Ένα ενδιαφέρον παράδειγμα τεχνικής λύσης που στοχεύει στη βελτίωση της ακρίβειας ενός ρολογιού νερού είναι ένας ελεγκτής ρυθμού ροής νερού. Το καθήκον του είναι να εξασφαλίσει σταθερή πίεση στο σημείο εκροής διατηρώντας μια δεδομένη στάθμη νερού στη δεξαμενή παροχής.
Σχέδιο για τη ρύθμιση της παροχής νερού σε ένα ρολόι νερού.
Η κύρια δεξαμενή 1 είναι εξοπλισμένη με πλωτήρα με πλήρη ένδειξη. Αυτό το δοχείο πρέπει να είναι πάντα γεμάτο, ανεξάρτητα από το επίπεδο. Ακολουθεί η χονδροειδής βαλβίδα ρύθμισης. Κρίνοντας από τις περιγραφές, χρησιμοποιήθηκε μια περιστροφική βαλβίδα από μπρούτζο (παλαιότερα είχαμε παρόμοια που χρησιμοποιούσαν σε δίκτυα αερίου). Στη συνέχεια, εγκαθίσταται ένα δοχείο με βαλβίδα που εξασφαλίζει σταθερή στάθμη υγρού και ως εκ τούτου τη σταθερότητα της πίεσης στην έξοδο (διανομέα) του συστήματος. Η λειτουργία του είναι καθαρή - το νερό φεύγει από τη δεξαμενή 2, ο πλωτήρας πέφτει, η βαλβίδα ανοίγει, το νερό εισέρχεται, ανεβάζοντας τη στάθμη, το οποίο, με τη σειρά του, οδηγεί σε διακοπή της παροχής νερού. Καθένας από εμάς είναι εξοικειωμένος με μια τέτοια συσκευή στο σπίτι.
Η συσκευή 3 έχει σχεδιαστεί για να ρυθμίζει με ακρίβεια το σύστημα παροχής νερού και επιτρέπει την τελική βαθμονόμηση του ρολογιού νερού. Ο δίσκος με το σωλήνα είναι τοποθετημένος στο εξάρτημα εξόδου της δεξαμενής 2. Περιστρέφοντάς το γύρω από τον οριζόντιο άξονα, μπορείτε να ρυθμίσετε το στόμιο του συστήματος σε διαφορετικά επίπεδα σε σχέση με τη σταθερή στάθμη νερού στο δοχείο 2, λαμβάνοντας έτσι διαφορετικές πιέσεις και διαφορετικές όγκους εκροών υδάτων.
Ολοκληρώνοντας το πρώτο μέρος του άρθρου, πρέπει να σημειωθεί ότι στην αρχαιότητα χρησιμοποιούνταν ταυτόχρονα διάφορα είδη ρολογιών: ηλιακά, νερό, άμμος, με βάση εύφλεκτα υλικά.
Οι υδάτινες ήταν οι πιο σύνθετες με τη μηχανική έννοια και διακρίνονταν από τον πλούτο των διακοσμήσεων. Ήταν είδη μόδας για δημόσια χρήση, που απαιτούσαν ακριβή συντήρηση και επισκευή.
Οι ηλιακοί, σε μεγαλύτερο βαθμό, ήταν στοιχείο της αστικής δομής, διακοσμημένοι ναοί, πλατείες, παλάτια. Ήταν τα πιο ακριβή, αλλά δούλευαν κατά τη διάρκεια της ημέρας, δεν ήταν κινητά και απαιτούσαν υψηλό επίπεδο επιστημονικών γνώσεων για την κατασκευή. Δημιουργήθηκαν πολλά πολύ ενδιαφέροντα σχέδια και είναι αυτά που έχουν επιβιώσει περισσότερο.
Οι κλεψύδρες και τα εύφλεκτα υλικά χρησιμοποιήθηκαν για τη μέτρηση των χρονικών διαστημάτων, ήταν φθηνά και ήταν πιο κατάλληλα για ιδιωτική χρήση.
Μεταξύ των αρχαιολογικών ευρημάτων, δεν υπάρχουν αντικείμενα που θα μπορούσαν σίγουρα να θεωρηθούν ρολόι, εκτός από ένα. Είναι αλήθεια ότι αυτή η συσκευή δεν είναι ούτε ρολόι, συχνά ονομάζεται αρχαίος υπολογιστής και αρχαία υπολογιστική μηχανή, αλλά δείχνει το επίπεδο της ακριβούς μηχανικής που επιτεύχθηκε στην αρχαιότητα. Αυτό αναφέρεται στον μηχανισμό των Αντικυθήρων, μια μοναδική συσκευή που δημιουργήθηκε το 150 π.Χ. ε., που δεν επαναλήφθηκε για άλλα χίλια πεντακόσια χρόνια. Σχετικά με αυτό στο επόμενο μέρος.
Μία από τις ανακατασκευές του μηχανισμού των Αντικυθήρων