Флоренция (технический)

Часы с шариком

Эти часы были созданы, чтобы взять лучшее из Anachrone и улучшить его, потому что нам нужно было оптимизировать этот мотор, который так хорошо работал. После нескольких месяцев испытаний прототипа мне удалось упростить его так, что я мог получать достаточно энергии от падения шарика, чтобы двигать маятник в течение часа. Это в 3599 раз лучше, чем в Анахроне. Теперь, когда это стало возможным, пора было приступать к работе..

Шасси должно было быть треугольным, чтобы избежать кручения при движении маятника. (Прямоугольная рама имеет 0,01 миллиметра кручения на одно колебание, что быстро нивелирует всю инерцию балансового колеса). Размер часов определялся длиной балансового колеса, а циферблат должен был помещаться в миску для смешивания салата. В качестве материалов были выбраны нержавеющая сталь и немного латуни, чтобы согреть глаз. Стержни баланса изготовлены из инвара. Шарик заводится следующим образом: стержень толкает шарик снизу и проталкивает его через пять других, расположенных по кругу. Затем он толкает небольшой столбик из 7 шариков в стеклянную трубку. При этом 5 шариков закрываются за ним, не давая ему упасть обратно. Седьмой шарик (тот, что находится в верхней части стеклянной трубки) попадает в лабиринт, состоящий из 4 решеток и 4 гвоздей. При этом он каждый раз толкает балансовое колесо в направлении колебаний и попадает в нижнюю часть механизма, где ждет в течение часа. Затем оптический датчик выдает команду на завод, когда минутная стрелка находится в вертикальном положении. Другой оптический датчик подсчитывает движения балансового колеса и передает свои импульсы секундной стрелке.
Часы были запущены в мае 1999 года и начали вращаться в ноябре, после шести месяцев работы.
Точность хода составляет порядка одной секунды в месяц.

«Очевидно, это мой любимый вариант, потому что он берет все лучшее от Anachrone и упрощает его до предела. Эта система моторов дает мне невероятную свободу: теперь я могу делать часы с любой опорой. Детали вертолета, мотоцикла, принтера — все, что угодно. Эти часы — шаг вперед и открывают много новых горизонтов. С другой стороны, здесь очень мало использованных деталей. Две салатницы из нержавеющей стали, доска из красного дерева, и больше ничего. Все остальное было изготовлено с нуля. Но зачем спасать посуду? Просто потому, что у меня не хватает инструментов, и потому, что обработка задней части циферблата заняла бы не менее двух дней, если бы мне пришлось вырезать ее из слитка нержавеющей стали»

Несколько замечаний о точности

Эти часы изначально создавались не для того, чтобы быть точными, а для того, чтобы работать на уникальном в мире моторе. Первым сюрпризом стало то, что они прекрасно работают после установки уровней. Второй сюрприз, который произошел после полутора лет тестирования, заключался в том, что дрейф часов может составлять около 4 секунд в месяц, а то и меньше. Я мог бы сделать часы более точными, сделав их корпус, но при этом пострадала бы эстетика.

На графике ниже мы видим все, что происходит за 1,8 часа, с частотой одно измерение каждые десять секунд.

В начале графика баланс слишком быстрый: он бьется с частотой 0,999900 секунды. В течение следующих десяти минут он ускоряется все больше и больше, достигая 0,999827, пока часовой шар не упадет, создав первый пик. Баланс внезапно замедляется на 300 миллионных долей секунды, а затем начинает ускоряться, создавая волну каждые две минуты. Эти волны будут продолжаться целый час, постепенно затухая, пока не упадет следующий часовой шар. Таким образом, единственный момент, когда баланс бьется с точностью до секунды, — это ровно половина пути между двумя полными часами, то есть полчаса. На этом образце не видны возмущения, вызванные моими движениями в течение часов (в это время меня не было в мастерской). Они могут создавать пики или впадины длительностью до 15 миллионных долей секунды.

Ниже показана та же выборка за 2,2 дня с измерениями каждые десять секунд.

Каждая зигзагообразная точка представляет собой падающий часовой шар. Таким образом, балансовое колесо каждый час совершает шатание вокруг секунды. Все эти точки дают нам нестабильность в 7 секунд в день. Это было бы невыносимо для обычных часов, но не для Флоренции, которая создана с учетом этого. Этот образец показывает нам, что среднее время строго соответствует 1 секунде, и рассчитывает среднегодовую ошибку в 0,0 секунды !!! Очевидно, что эта выборка является исключительной, поскольку простой факт ходьбы по часам несколько искажает результаты измерений. Если учесть помехи, то погрешность может достигать четырех секунд в месяц.

Музей науки Phaeno, Вольфсбург (Германия)
Выставка с декабря 2017 года по февраль 2019 года