Çfarë lloj mekanizmi është një kronometër, apo saktësia është mirësjellja e mbretërve. Kronometri i anijes: një histori e shkurtër e lundrimit Postim mbi temën e kronometrit detar

Çdo njeriu i mungon diçka. Një para, një tjetër vëmendje dhe dashuri, e treta shëndet. Por ajo që i mungon padyshim të gjithëve është koha. Kjo është arsyeja pse njerëzit gjithmonë kanë ëndërruar të shpikin një pajisje me të cilën ata mund të llogarisin me saktësi kohën në mënyrë që ta menaxhojnë atë në mënyrë racionale.

Megjithatë, shumica e orëve të para ishin shumë jo të besueshme dhe të varura nga kushtet mjedisi. Por një ditë u shpik një pajisje jashtëzakonisht e saktë për matjen e kohës - një kronometër. Kjo shpikje e mahnitshme, mjaft e çuditshme, ndikoi jo vetëm në jetën njerëzit e zakonshëm. Para së gjithash, shpikja e kësaj pajisje i ndihmoi marinarët të lundronin më mirë në detin e hapur.

Çfarë është një kronometër?

Vetë fjala "kronometër" vjen nga një kombinim i dy fjalëve greke: "kohë" (kronos) dhe "për të matur" (metër).

Nga vetë emri i pajisjes bëhet e qartë se qëllimi i saj është të matë kohën. Me fjalë të tjera, kronometri është, megjithatë, shumë i besueshëm, i aftë të vazhdojë të punojë në çdo kusht, si në acar ashtu edhe në nxehtësinë tropikale.

Historia e kronometrit

Kronometrit nuk ishin orët e para mekanike. Sidoqoftë, mekanizmat e orëve para tyre ishin shumë të brishtë dhe thyheshin lehtësisht në kushte të pafavorshme të jashtme. Për më tepër, edhe në rrethana normale, ora filloi të "gënjeshtër" me kalimin e kohës.

Por gjithçka ndryshoi në vitin 1731, kur një orëndreqës britanik i quajtur Harrison shpiku kronometrin. Kjo shpikje u bë shumë e rëndësishme për zhvillimin e çështjeve detare. Meqenëse pajisja e Harrison vazhdoi të shfaqej absolutisht kohën e saktë në çdo kusht, kjo ndihmoi ekuipazhin të përcaktonte gjatësinë, dhe më pas koordinatat e vendndodhjes së anijes.

Megjithë koston e tij të lartë, kronometri filloi të përdoret mjaft shpesh në anije, dhe me zhvillimin e aeronautikës, në aeroplanë.

Vlen të përmendet se dizajni i Harrison ishte aq i përsosur sa që me kalimin e viteve praktikisht nuk ka pësuar asnjë ndryshim. E vetmja gjë është se disa nga materialet e kronometrit u zëvendësuan me materiale më moderne, të lehta dhe të qëndrueshme.

Kronometri detar

Shpikja e Harrison (përpara se të zëvendësohej në shekullin e njëzetë nga orët detare më të thjeshta dhe më të lira të stabilizuara me GPS) ishte mënyra më e besueshme për marinarët për të përcaktuar vendndodhjen e tyre.

Si rregull, të gjithë kronometrit detarë kishin një dizajn standard identik. Ai vendosej në një kuti të veçantë (zakonisht prej druri) Për shkak të dizajnit të kutisë, e mbante kronometrin në vend në çdo situatë. pozicion horizontal. Rasti mbronte mekanizmin e orës nga ekspozimi ndaj ndryshimeve të temperaturës, si dhe ndryshimet në pozicionin e pajisjes.

Kronometra në orët e dorës

Me shpikjen e orëve ultra precize, shumë individë filluan të ëndërronin të kishin të njëjtat në shtëpitë e tyre. Bazuar në shpikjen e Harrison, ata fillimisht filluan të bëjnë orët e murit dhe tavolinës ultra precize për shtëpinë. Pak më vonë, teknologjia bëri të mundur reduktimin e mekanizmit dhe krijimin e kronometrave të kyçit të dorës, aq të nevojshëm për njerëzit e zënë, për të cilët çdo sekondë ia vlen peshën e tij në ar.

Kanë kaluar disa dekada që kur u shfaqën orët e dorës me saktësi kronometri. Dhe sot, çdo kompani që respekton veten ka modele me një kronometër në linjën e saj. Përkundër kësaj, më i saktë dhe me cilësi të lartë, natyrisht, është kronometri zviceran.

Për më tepër, është në Zvicër që ata kontrollojnë kronometra nga e gjithë bota. Një standard i specializuar i cilësisë ISO 3159-1976 është zhvilluar gjithashtu për orët e tilla.

Si mund ta dalloni nëse ora juaj ka një kronometër?

Të gjithë ëndërrojnë të kenë një orë shumë të saktë. Ndërsa shumica e orëve të dorës tregojnë nëse ora përmban një kronometër, ka përjashtime. Prandaj, mund të kontrolloni vetë praninë ose mungesën e tij në aksesorin tuaj.

Për të kontrolluar, duhet të siguroheni nëse ora ka një bateri të freskët ose për sa kohë është mbështjellë, në mënyrë që të mos prishni pastërtinë e eksperimentit. Më pas ju duhet të vendosni kohën e saktë. Pas kësaj, ora duhet të zhvendoset në pozicionin dial down dhe të lihet në këtë formë për njëzet e katër orë. Pas datës së skadencës, duhet ta ktheni me kokë poshtë dhe ta lini për njëzet e katër orë të tjera. Tani mund të kontrolloni me kohë reale. Nëse brenda dy ditëve nga një pozicion jo standard, ora filloi të "gënjeshtër" vetëm +/- 8-12 sekonda - ky është një kronometër. Për vlera më të mëdha - një orë e rregullt.

Mund të provoni të bëni një test në shtëpi në mënyra të tjera. Për shembull, varja e një ore në mur - njëzet e katër orë në pozicionin e zakonshëm dhe e njëjta sasi në të kundërt. Ju gjithashtu mund të kontrolloni temperaturat. Sidoqoftë, vlen të merret parasysh që ora nuk duhet të ftohet për një kohë të gjatë me më pak se tetë gradë mbi zero dhe më shumë se njëzet e pesë gradë.

Kronometri dhe kronografi: cili është ndryshimi?

Kur flasim për orët e dorës, shumë njerëz shpesh ngatërrojnë koncepte të ngjashme si kronografi dhe kronometri. Dhe megjithëse fjalët janë shumë të ngjashme, kuptimet e tyre janë krejtësisht të ndryshme.

Nëse një kronometër është një orë me një dizajn të veçantë mekanizmi që e lejon atë të tregojë me saktësi kohën në çdo kusht, atëherë një kronograf është numri i vogël shtesë në orët me lëvizje autonome. Ndonjëherë kronografët shfaqin një kohë të veçantë ose janë krijuar për të pasur një dorë të dytë.

Kanë kaluar më shumë se dyqind e pesëdhjetë vjet që atëherë, u shpik kronometri. Që atëherë ai nuk është më aq popullor në çështjet detare, veçanërisht me shpikjen e navigimit GPS. Megjithatë, saktësia e tij e pabesueshme mbetet ende e pandryshuar. Kjo është arsyeja pse shumë njerëz ende ëndërrojnë të kenë orët zvicerane me një kronometër dhe gjithmonë e di kohën absolutisht të saktë.

Ne flasim për mënyrën sesi kronometrit detarë ndihmuan në krijimin e perandorive

Përcaktimi i koordinatave në det ka qenë prej kohësh më i rëndësishmi i arteve. Nëse kapitenët mësuan të përcaktojnë gjerësinë e vendndodhjes së një anijeje nga yjet dhe lartësinë e polit mbi horizont në shekullin e 15-të, atëherë kërkimi për një metodë të saktë për përcaktimin e gjatësisë gjeografike u shtri gjatë tre shekujve të ardhshëm. Dhe këto kërkime të kujtonin krijimin e një bombe atomike: kushdo që kalon përpara të tjerëve do të bëhet më i forti.

Në fund të fundit, epoka e zbulimeve të mëdha gjeografike sapo kishte përfunduar, dhe fuqitë kryesore evropiane donin të ndanin tokat e hapura për veten e tyre me çdo kusht. Tregtia dhe transporti detar në ato ditë u zgjeruan më shpejt se industria: pse të prodhosh diçka kur thjesht mund të plaçkitësh, të sjellësh dhe të shesësh për fitime përrallore.

Kolonitë më të shijshme ishin në perëndim dhe lindje, dhe kur udhëtonim atje, njohja e gjatësisë gjeografike ishte jashtëzakonisht e nevojshme. Shumë anije vdiqën përpara se të arrinin vetëm disa milje nga destinacioni i tyre i dëshiruar, pasi frika dhe kërcënimi i rebelimit në anije i detyroi kapitenët të ktheheshin prapa. Akoma më shumë u përplasën me shkëmbinjtë bregdetar gjatë stuhive dhe mjegullave.

Si rezultat, në 1714 Parlamenti anglez deklaroi konkurrencë ndërkombëtare për të krijuar një instrument ose metodë për përcaktimin e gjatësisë gjeografike me një gabim prej 20 ose 30 miljesh gjatë një udhëtimi në Inditë Perëndimore dhe mbrapa.

Janë dhënë edhe çmime prej 10, 15, 20 mijë sterlinash (para kolosale në atë kohë), në varësi të saktësisë së përcaktimit të gjatësisë gjeografike. Për të pranuar dhe shqyrtuar propozimet për këtë ligj, u krijua Byroja e gjatësisë gjeografike, e kryesuar nga vetë babai i fizikës Isak Njuton.

Sir Isak Njuton

Që në fillim, u shfaqën dy metoda për përcaktimin e gjatësisë gjeografike: astronomike dhe mekanike, duke përdorur një orë.

Astronomia u përkrah nga Galileo Galilei, i cili krijoi një metodë përgjithësisht të mirë për përcaktimin e gjatësisë gjeografike nga periudhat e eklipsit të katër satelitëve të Saturnit që ai zbuloi. Megjithatë, ndonjëherë nuk ishte e mundur të bëhej kjo as në Itali, ku retë janë mysafirë të rrallë.

Çfarë mund të themi për detin: së pari përpiquni, gjatë një lëvizjeje të lehtë lëkundëse, të paktën të kapni Saturnin në një teleskop, për të mos përmendur satelitët e tij. Sa i përket metodës mekanike, pas disa përpjekjeve për të imagjinuar një orë detare, Njutoni, pasi i studioi ato, shkroi në 1714:

Duke përdorur një orë të saktë mund të përcaktoni gjatësinë. Por meqenëse anija është në lëvizje të vazhdueshme, përjeton ndryshime në nxehtësi dhe të ftohtë, ekspozim ndaj ajrit të lagësht dhe të thatë, dhe forca e gravitetit ndryshon në gjerësi të ndryshme, nuk është ende e mundur të krijohet një orë e tillë dhe nuk ka gjasa që kjo do të ndodhë ndonjëherë në të ardhmen.

E megjithatë, shpërblimi i padëgjuar i detyroi mendjet më të mira të asaj kohe të tensionoheshin, dhe në 1735, mjeshtri britanik John Harrison (1693-1766) krijoi kronometrin e madh detar H1 "Grasshopper".

Krijuesi i kronometrit detar është John Harrison. Foto: http://www.rmg.co.uk

Roli i lavjerrësit në të kryhej nga dy leva të gjata të ekuilibrit me topa në të dy skajet. Të lidhur me njëri-tjetrin në mes, ata formuan shkronjën X me shkopinj që lëkunden në drejtime të kundërta, të cilat në këtë mënyrë neutralizuan efektin e pitching. Levat drejtoheshin nga katër susta të ekuilibrit. Diferencat e temperaturës kompensoheshin nga shufrat prej bronzi dhe çeliku në të cilat ishin ngjitur skajet e sustave.

Kronometri i parë detar i John Harrison H1 (“Grasshopper”), 1735. Foto: http://collections.rmg.co.uk

Gjatë udhëtimit testues në Lisbonë dhe mbrapa, "Grasshopper" fitoi vlerësime shumë pozitive dhe një mesazh në lidhje me shpikjen e Harrison u shfaq në raportet e Observatorit Greenwich. Megjithatë, e gjithë kjo nuk e bindi Parlamentin që t'i jepte Harrison-it bonusin e kërkuar, ai mori vetëm një grant për krijimin e kronometrave të rinj.

Ekziston një histori që John Harrison nuk ishte veçanërisht i shqetësuar për faktin se atij nuk iu dha çmimi për shpikjen e "Grasshopper", pasi kronometri i tij u ble fshehurazi nga piratët që e paguanin atë më shumë se shuma e kërkuar.

Mjeshtri e përmirësoi kronometrin e tij gjatë gjithë jetës së tij. Kronometri i dytë H2 ndryshonte nga i pari në një pajisje për stabilizimin e impulsit me susta të ndërmjetme.

Në të, dy burime spirale mbylleshin çdo gjysmë ore, dhe çift rrotullimi ishte gjithmonë në të njëjtin nivel. Gjithashtu në mekanizëm kishte një siguresë si një modul i forcës konstante. Ata nuk e testuan H2 sepse kishte një luftë me Spanjën dhe Admiralty kishte frikë se arma e frikshme strategjike - kronometri - do të binte në duart e armikut.

Nëse "Grasshopper" i parë mbahet në Observatorin Greenwich, atëherë fati i H2 dhe H3 nuk dihet aq shumë (megjithëse struktura e mekanizmave të tyre përshkruhet në detaje). Mendoj se këtu kishte edhe piratë.

Kronometrat detarë të John Harrison - H2 dhe H3. Foto: http://collections.rmg.co.uk

Dhe Harrison mori akoma çmimin e tij prej 20 mijë paund në 1759, për kronometrin H4, i cili tashmë ishte i ngjashëm me kronometrit detarë që ne njohim - një lloj ore tavoline ose shumë e madhe xhepi.

Kronometri i parë detar i John Harrison H1 ("Grasshopper") 1735. së bashku me kronometrin fitues të çmimeve H4 nga viti 1759. (në qendër). Foto: http://www.e-reading.club/chapter.php/103039/23/Hauz_-_Grinvichskoe_vremya_i_otkrytie_dolgoty.html, http://collections.rmg.co.uk

Mekanizmi ishte i vendosur në dy kuti argjendi me diametër 10,5 cm. Në këtë sfond të bardhë kishte dekorime të bëra në të zezë. Akrepat prej çeliku të orës dhe minutave janë lyer me blu; kishte gjithashtu një dorë qendrore të sekondave që rrotullohej midis dy duarve të tjera. Ora ishte mbështjellë nga një vrimë brenda anën e pasme trupi i brendshëm.

Kronometri detar John Harrison H4. Foto: http://collections.rmg.co.uk

Ora e detit nr. 4 e Harrison-it, ndryshe nga tre orët e para të detit të tij, nuk ishte e varur nga një gjimbal, por kur anija po rrotullohej, ajo u vendos në një jastëk të butë dhe me anë të një kutie të jashtme dhe një harku të shkallëzuar, pozicioni i saj mund të rregullohej në mënyrë që të ishte pak e prirur në horizontale.

Djali i zotit Uilliam i testoi ata në një udhëtim në Xhamajka. Deptford lundroi nga Portsmouth më 18 nëntor 1761, dhe kur mbërriti në Port Royal 61 ditë më vonë, H4 ishte vetëm 9 sekonda prapa!

Pasi fituan një orë të saktë, kapitenët e Marinës Mbretërore fituan një avantazh kolosal ndaj anijeve të fuqive të tjera, dhe ishte falë orës që shpejt u ngrit Perandoria e madhe Britanike, në të cilën Dielli nuk perëndoi kurrë.

Nëse spanjollët, francezët dhe holandezët u detyruan të grumbullonin dhjetëra fuçi me ujë të freskët dhe ushqim për çdo rast, atëherë britanikët, duke pasur informacione të sakta për gjatësinë gjeografike, në vend që të "montojnë" ushqimin e pajisur me fuçi shtesë baruti, topa. dhe gjyle topi, të cilat, si rregull, vendosnin rezultatin e betejave në favor të tyre.

Por merita më e rëndësishme e John Harrison është se ai nguli besim tek mjeshtrat e tjerë më të mirë: Larkum Kendall, Thomas Muge, John Arnold, Pierre Leroy, Ferdinand Berthoud, Abraham-Louis Breguet. Me shpikjen e arratisjes së ankorimit, kronometrit u bënë edhe më të saktë dhe famë prodhuesi më i madh pushtuar nga Ulysses Nardin.

Kronometrat detarë iu furnizuan Marinës Gjermane nga A. Lange & Söhne nga Glashütte. Dhe kur të gjitha pajisjet së bashku me dokumentacioni teknik u shpronësua dhe u dërgua në Bashkimi Sovjetik, së shpejti anijet sovjetike filluan të marrin kronometra detarë Poljot me një mekanizëm që ishte një kopje e saktë e kalibrit ALS 48.

Dhe tani, kur koordinatat e anijes përcaktohen automatikisht nga kompjuterët në bord të lidhur me satelitët GPS, kapitenët me përvojë preferojnë të kenë një kronometër të mirë të vjetër mekanik detar për çdo rast.

gjetët një gabim në tekst? zgjidhni atë dhe shtypni ctrl + enter

Për të riprodhuar njësitë e kohës dhe për të përcaktuar momentet në kohë, përdorni mekanizma të veçantë- shiko. Lëvizja uniforme e akrepave të orës sigurohet nga rregullatorët, të cilët më së shpeshti përdoren si lavjerrës susta. Saktësia e lartë e orës sigurohet nga qëndrueshmëria e periudhës së lëkundjes së lavjerrësit.

Relativisht kohët e fundit, shkenca dhe teknologjia filluan të përdorin dridhjet e kristaleve të kuarcit (orë kuarci) dhe dridhjet molekulare të gazeve (orë atomike), të cilat sigurojnë saktësi shumë të lartë të orës.

Në anije përdoren matësit e mëposhtëm të kohës: kronometri, ora e kuvertës, ora e anijeve (detare), kronometri. Ato janë rregulluar për të treguar kohën mesatare T. Në observatorë dhe astronomi gjeodezike përdoren gjithashtu instrumente që tregojnë kohën sidereale S.

Kronometri detar. Për të përcaktuar momente mjaft të sakta të kohës mesatare të Greenwich Tgr, përdoret një kronometër në anijet detare. Përveç mjeshtërisë së kujdesshme dhe përdorimit të materialeve me cilësi të lartë, kronometri ka një pajisje të veçantë për të siguruar saktësinë. Motori i tij është projektuar për të mbajtur çift rrotullues konstant ndërsa energjia e sustës së motorit është e varfëruar. Rregullatori i kronometrit është krijuar duke marrë parasysh nevojën për të kompensuar efektin e ndryshimeve të temperaturës në rrotullimin uniform të mekanizmit. Formuesi i kronometrit përbëhet nga akrepat e orës, minutave, sekondave dhe një akrep të veçantë që tregon se sa kohë funksionon kronometri pasi është plagosur plotësisht. Shumica e kronometrave detarë ofrojnë një punë të vazhdueshme pesëdhjetë e gjashtë orëshe, disa marka kanë një kohë më të gjatë pune.

Formuesi i kronometrit ka ndarje dymbëdhjetë orëshe, të cilat si rezultat mund të kenë dy vlera, për shembull 1 ose 13H; 2 ose 14H, etj. Dora e dytë lëviz në dridhje prej 0,5 e me një tingull karakteristik të goditjes.

Detajet kryesore të pajisjes së jashtme të kronometrit janë paraqitur në Fig. 1.

Ora në kuvertë (Fig. 2). Ora e kuvertës ka një lavjerrës pranveror të kompensuar nga temperatura dhe një mekanizëm shumë të saktë. E mbyllur në një kuti të dyfishtë. Akrepat e orës, minutës dhe të sekondës qendrore lëvizin përgjatë numrit, ndërsa ky i fundit lëviz me dridhje prej 0.2e. Shigjetat përkthehen duke përdorur një buton të veçantë. Burimi kryesor e mban orën e kuvertës të funksionojë për 48 orë.

Orët e kuvertës zakonisht vendosen sipas kohës së Greenwich-it dhe përdoren për vëzhgime astronomike në një anije, si dhe për krahasimin e kronometrave dhe orëve. Ndryshe nga kronometri, ora e kuvertës mund të vendoset në urën e hapur.

Orë anijesh ose detare. Orët detare janë instaluar në dhomat e shërbimit dhe të banimit dhe rregullohen sipas kohës së anijes, dhe në dhomën e radios - sipas kohës së Greenwich ose Moskës.

Duke matur me saktësi kohën, një vendndodhje fikse të njohur si koha mesatare e Greenwich (GMT) dhe koha në vendndodhjen tuaj aktuale. Kur u zhvillua për herë të parë në shekullin e 18-të, ishte një arritje e madhe teknike, pasi njohja e saktë e kohës gjatë një udhëtimi të gjatë detar është e nevojshme për lundrimin pa mjete elektronike ose komunikimi. Kronometri i parë i vërtetë ishte vepra e jetës së një njeriu, John Harrison, që përfshinte 31 vjet eksperimentimesh dhe testimesh të vazhdueshme, të cilat revolucionarizuan lundrimin detar (dhe më vonë ajror) dhe mundësoi përshpejtimin e Epokës së Zbulimeve dhe kolonializmit.

Afati kronometërështë krijuar nga fjalët greke kronozome(vlera kohore) dhe metër(kundërvlera) në 1714 nga Jeremy Tucker, një konkurrent i hershëm për çmimin e vendosur nga Ligji i gjatësisë në të njëjtin vit. Kohët e fundit është bërë më e përdorur për të përshkruar një orë që është testuar dhe certifikuar për të përmbushur disa standarde të saktësisë. Orët e prodhuara në Zvicër mund të shfaqin fjalën "kronometër" vetëm nëse janë të certifikuara.

histori

Për të përcaktuar një vendndodhje në sipërfaqen e Tokës, është e nevojshme dhe e mjaftueshme të dihet gjerësia, gjatësia dhe lartësia. Konsideratat e lartësisë natyrisht mund të injorohen për anijet që operojnë në nivelin e detit. Deri në mesin e viteve 1750, lundrimi i saktë në det nga pamja e tokës ishte një problem i pazgjidhur për shkak të vështirësive në llogaritjen e gjatësisë gjeografike. Lundruesit mund të përcaktojnë gjerësinë e tyre duke matur këndin e diellit në mesditë (d.m.th., kur ai ka arritur pikën e tij më të lartë në qiell, ose kulmin) ose, në hemisferën veriore, duke matur këndin e Polaris (Ylli i Veriut) nga horizonti (zakonisht në muzg) . Për të gjetur gjatësinë e tyre, megjithatë, ata kanë nevojë për një standard kohor që do të funksionojë në bordin e anijes. Vëzhgimet e lëvizjeve të rregullta qiellore, siç është metoda e Galileos bazuar në vëzhgimet e satelitëve natyrorë të Jupiterit, zakonisht nuk janë të mundshme në det për shkak të lëvizjes së anijes. Metoda e distancës hënore, e propozuar fillimisht nga Johannes Werner në 1514, u zhvillua paralelisht me kronometrin detar. Shkencëtari holandez Gemma, Frisius Renier ishte i pari që propozoi përdorimin e një kronometri për të përcaktuar gjatësinë gjeografike në 1530.

Qëllimi i një kronometri është të matë me saktësi kohën në një vend fiks të njohur, siç është koha mesatare e Greenwich (GMT). Kjo është veçanërisht e rëndësishme për navigimin. Njohja e GMT në mesditën lokale i lejon navigatorit të përdorë diferencën kohore midis pozicionit të anijes dhe meridianit të Greenwich për të përcaktuar gjatësinë e anijes. Për shkak se Toka rrotullohet me një frekuencë konstante, diferenca kohore midis kronometrit dhe kohës lokale të anijes mund të përdoret për të llogaritur gjatësinë e anijes në lidhje me meridianin e Greenwich (përcaktuar si 0°) duke përdorur trigonometrinë sferike. Në praktikën moderne, një almanak lundrimi dhe tabela kërkimore trigonometrike i lejojnë navigatorët të masin Diellin, Hënën, planetët e dukshëm ose cilindo nga 57 yjet e zgjedhur për navigim në çdo kohë që horizonti është i dukshëm.

Krijimi i një kronometri që do të funksiononte në mënyrë të besueshme në det ishte i vështirë. Deri në shekullin e 20-të, kohëmatësit më të mirë kishin orë lavjerrës, por të dyja anijet rrotulluese në det dhe ndryshimet deri në 0.2% në gravitetin e Tokës e bënë bazën e thjeshtë gravitacionale të lavjerrësit të padobishme si në teori ashtu edhe në praktikë.

Kronometrat e parë detarë

Përdorimi i parë i botuar i termit ishte në 1684 në Arcanum Navarchicum , punë teorike Profesori i Kielit, Matthias Wasmuth. Kjo u pasua nga përshkrime të mëtejshme teorike të kronometrit në veprat e botuara nga shkencëtari anglez William Dyrham në 1713. Vepra kryesore e Dyrham, fiziko-teologjia ose demonstrimi i qenieve dhe atributeve të Zotit nga veprat e tij të krijimit, dhe gjithashtu sugjeroi përdorimin e vulosjes me vakum për të siguruar saktësi më të madhe në funksionimin e orëve. Përpjekjet për të ndërtuar një kronometër detar të punës filluan nga Jeremy Tucker në Angli në 1714 dhe Henry Sully në Francë dy vjet më vonë. Sully botoi veprën e tij në 1726 me Une Orloga inventée et executée nominal M. Sulli, por as modeli i tij dhe as modeli i Tucker nuk ishin në gjendje t'i rezistonin deteve që rrotulloheshin dhe të ruanin kohën e saktë në kushtet e anijes.

Në vitin 1714, qeveria britanike ofroi një çmim të gjatësisë gjeografike për një metodë të përcaktimit të gjatësisë gjeografike në det, me çmime që varionin nga 10,000 deri në 20,000 £ (2,000,000 milion £ në £ 4 në terma 2019) në varësi të saktësisë. John Harrison, një marangoz në Yorkshire, prezantoi dizajnin në 1730, dhe në 1735 përfundoi një orë të bazuar në një palë trarë të varur kundër-luhatës të lidhur me susta, lëvizja nuk ndikohej nga graviteti ose lëvizja e anijes. Dy kronometrat e tij të parë detarë, H1 dhe H2 (përfunduar në 1741), përdorën këtë sistem, por ai kuptoi se ata kishin një ndjeshmëri themelore ndaj forcës centrifugale, që do të thoshte se ata kurrë nuk mund të ishin mjaft të saktë në det. Ndërtimi i makinës së tij të tretë, të emërtuar H3, në 1759 përfshiu mbetje të reja unazore dhe shpikjen e kushinetave bimetalike dhe rulit të kafazit, shpikje që përdoren gjerësisht edhe sot. Megjithatë, mbetjet rrethore të H3 rezultuan ende shumë të pasakta, dhe ai përfundimisht braktisi makinat më të mëdha.

Harrison i zgjidhi problemet e saktësisë me dizajnin e tij shumë më të vogël të kronometrit H4 në 1761. H4 dukej njësoj si një orë xhepi e madhe me diametër pesë inç (12 cm). Në 1761 Harrison prezantoi H4 në Longitude për një çmim prej 20,000 £. Dizajni i tij përdor një rrotë ekuilibri me rrahje të shpejtë, të kontrolluar nga një pranverë spirale e kompensuar nga temperatura. Këto funksione mbetën në përdorim derisa oshilatorët elektronikë të qëndrueshëm lejuan që orët portative shumë të sakta të prodhoheshin nga çmim të përballueshëm. Në 1767 Këshilli i Longitudës botoi një përshkrim të punës së tij në Parimet e Timekeeper's nga Z. Harrison .

Kronometër modern

Koleksioni më i plotë ndërkombëtar i kronometrave detarë, duke përfshirë H1 H4 të Harrison, ndodhet në Observatorin Mbretëror Greenwich, Londër, MB.

Kronometra mekanikë

Problemi vendimtar ishte gjetja e një rezonatori që mbeti i pandryshuar për shkak të ndryshimit të kushteve të vendosura në anije në det. Një tra ekuilibër, i tërhequr nga një burim, zgjidh shumicën e problemeve që lidhen me lëvizjen e një anijeje. Fatkeqësisht, elasticiteti i shumicës së materialeve të pranverës së ekuilibrit ndryshon me temperaturën. Për të kompensuar forcën e pranverës që ndryshon vazhdimisht, shumica e mbetjeve të kronometrit përdorin një shirit bimetalik për të lëvizur pesha të vogla drejt dhe larg qendrës së lëkundjes, duke ndryshuar kështu periudhën e ekuilibrit për t'u përshtatur me forcën e ndryshimit të sustës. Problemi i bilancit të pranverës u zgjidh duke përdorur një aliazh nikel-çelik të quajtur elinvar për elasticitetin e tij konstant në temperatura normale. Shpikësi ishte Guillaume, i cili fitoi çmimin Nobel të Fizikës në vitin 1920 në njohje të punës së tij metalurgjike.

Zbritja shërben për dy qëllime. Së pari, ai i lejon trenit të regjistrojë në mënyrë të pjesshme dhe paraprakisht luhatjet e bilancit. Në të njëjtën kohë, ai siguron një sasi të papërfillshme energjie për të kundërshtuar humbjet e vogla për shkak të fërkimit, duke ruajtur kështu vrullin e ekuilibrit oscilues. Ikja është pjesa që rriqron. Për shkak se rezonanca natyrore e ekuilibrit lëkundës shërben si zemra e një kronometri, ikjet e kronometrit janë krijuar për të ndërhyrë në ekuilibrin sa më pak të jetë e mundur. Ka shumë modele të mekanizmave të forcës konstante dhe individuale të këmbëzës, por më të zakonshmet janë frenimi i sustave dhe shtrëngimi i përdredhjes. Në të dyja këto, një pengesë e vogël bllokon rrotën e arratisjes dhe lejon që ekuilibri të lëkundet plotësisht pa shqetësime për një kohë të shkurtër, përveç në qendër të dridhjeve, kur i nënshtrohet më pak ndikimeve të jashtme. Në qendër të lëkundjes, rulja në stafet e balancës zhvendos për një çast mbajtësin, duke lejuar që një dhëmb i rrotës së shpëtimit të kalojë. Dhëmbi i rrotës së vrapimit më pas e transferon energjinë e tij në një rul të dytë në stafet e balancës. Meqenëse rrota e udhëtimit rrotullohet vetëm në një drejtim, bilanci merr vrull vetëm në një drejtim. Në lëkundjet e kundërta, një sustë që kalon në majë të kapëses lejon që rulja të zhbllokohet nga stafi për të lëvizur pa lëvizur kapësin. Lidhja më e dobët e çdo matëse mekanike është lubrifikimi i kanalit. Ndërsa vaji trashet me kalimin e moshës ose temperatura ose lagështia shpërndahet përmes ose avullimit, shpejtësia do të ndryshojë, ndonjëherë në mënyrë dramatike, pasi lëvizja e balancës zvogëlohet për shkak të rritjes së fërkimit në ikje. Dalja e mbylljes ka një avantazh të fortë ndaj ikjeve të tjera pasi nuk kërkon lubrifikim. Pulsi nga rrota e udhëtimit në rulin e pulsit është pothuajse i rrahur, domethënë, veprimi paksa lëvizës ka nevojë për lubrifikimin. Rrota e ikjes së kronometrit dhe sustat janë zakonisht të arta për shkak të fërkimit të reduktuar të rrëshqitjes në metal mbi bronzin dhe çelikun.

Kronometrit shpesh përfshijnë risi të tjera për të përmirësuar efikasitetin dhe saktësinë e tyre. Gurët e fortë si rubini dhe safiri përdoren shpesh si xhevahire mbajtëse për të reduktuar fërkimin dhe konsumimin e trungjeve dhe ikjes. Diamanti përdoret shpesh si një gur kapak për skajin e poshtëm të lëkundjes për të parandaluar konsumimin nga mbetjet e rënda të lëkundjes së viteve në fundin e vogël të lëkundjes. Deri në fund të prodhimit të kronometrit mekanik në çerekun e tretë të shekullit të 20-të, prodhuesit vazhduan të eksperimentojnë me gjëra të tilla si kushinetat e topit dhe menteshat e kromuar.

Kronometrat detarë përmbajnë gjithmonë një mbajtës të energjisë, i cili e mban kronometrin në funksion gjatë plagosjes së tij, dhe një rezervë energjie për të treguar se sa kohë do të vazhdojë të funksionojë kronometri pa u plagosur. Kronometrat detarë janë orët mekanike portative më të sakta të prodhuara ndonjëherë, duke fituar saktësi prej rreth 0,1 sekonda në ditë ose më pak se një minutë në vit. Është mjaft i saktë për të gjetur vendndodhjen e një anijeje brenda 1-2 miljeve (2-3 km) pas një muaji udhëtim detar.

Kronometrat detarë ia detyrojnë origjinën e tyre problemit të lundrimit në det. Çështjet e gurthemelit kanë qenë dhe mbeten gjithmonë përcaktimi i pozicionit dhe drejtimit të lëvizjes së mjetit lundrues, si dhe matja e shpejtësisë, distancës dhe kohës së lëvizjes së anijes nga një pikë në tjetrën.

Zhvillimi i lundrimit shkoi paralelisht me zbulimet e formës aktuale të Tokës, madhësisë së saj dhe zhvillimit të teknologjive që bënë të mundur matjen e saktë të kohës. Navigatorët e lashtë shpejt zbuluan se Toka rrotullohet dhe Ylli i Veriut mbetet gjithmonë në të njëjtën pikë në qiell dhe se duke lëvizur në jug drejt horizontit, ata mund të arrijnë në vendet me klimë të ngrohtë. Duke matur këndin midis Yllit të Veriut dhe horizontit dhe duke u drejtuar rreptësisht nga veriu në jug, navigatorët mund të përcaktonin afërsisht gjerësinë e vendndodhjes së tyre.

Përcaktimi i gjatësisë gjeografike doli të ishte shumë më i vështirë. Për shumë shekuj, duke lundruar nga lindja në perëndim, marinarët mund të mendonin vetëm për pozicionin e tyre në det të hapur. Për shembull, në udhëtimin e tij transatlantik në 1492, Kristofor Kolombi besonte se do të arrinte shpejt në Inditë Lindore, ndërsa anija e tij nuk shkoi aq larg nga Evropa. Gjatësia gjeografike mund të përcaktohet nga pozicioni i yjeve në qiej, por yjet lëvizën ngadalë në lindje nëpër qiell. Prandaj, ishte e nevojshme të dihej koha e saktë lokale në lidhje me një pikë fikse të marrë si origjinë (për shembull, Greenwich). Meqenëse Toka rrotullohet 360 gradë gjatë ditës dhe 15 gradë gjatë orës, diferenca midis orës lokale dhe kohës së Greenwich, shumëzuar me 15, do të jetë e barabartë me gjatësinë gjeografike të anijes. Kështu, saktësia e përcaktimit të gjatësisë do të varet nga saktësia e orës. Për shembull, në ekuator, një gabim prej një sekonde do të thotë një gabim në pozicionin e anijes me 400 metra.

Sidoqoftë, orët e para të sakta u shpikën vetëm në mesin e shekullit të 18-të. Problemet kryesore të përcaktimit të saktë të kohës në kushtet e detit ka pasur ndryshime në temperaturë, lagështi, lëvizje konstante dhe ndryshime në forcën e gravitetit të Tokës në gjerësi të ndryshme gjeografike. Prandaj, një instrument kronometrik për matjen e saktë të kohës duhej të përmbante një sërë shpikjesh revolucionare dhe zgjidhje teknike në mënyrë që të gjitha këto probleme të eliminoheshin.

Në 1714, Parlamenti Britanik, për shkak të humbjeve të mëdha të anijeve të lidhura me përcaktimin e gabuar të vendndodhjes së anijeve, shpalli një çmim për të gjithë prej 20,000 paund, që sot korrespondon me 2 milion dollarë amerikanë, për krijimin e një pajisjeje të aftë për të. përcaktimi i gjatësisë gjeografike të një anijeje kudo në Tokë me një saktësi prej gjysmë gradë, e cila është e barabartë me 30 minuta gjatësi gjeografike.

Në 1731, paralelisht me punën në një orë të saktë, problemi i përcaktimit të saktë të gjerësisë gjeografike të një anije u zgjidh përfundimisht. John Hadley, nënkryetar i Shoqërisë Mbretërore të Njohurive Natyrore, propozoi një mjet për përcaktimin e saktë të këndit midis horizontit dhe trupave qiellorë, i cili bazohej në parimin e thyerjes së dyfishtë të rrezeve. Kjo pajisje u quajt sekstant.

Një nga të shumtët që u përpoqën të fitonin çmimin e Parlamentit Britanik ishte John Harrison. Deri në vitin 1727, ai ndërtoi orën e parë me një ekuilibër të përbërë nga 9 metale të ndryshme, e cila praktikisht nuk i nënshtrohej ndryshimeve të temperaturës. Në 1735, pas shumë eksperimentesh, Harrison prezantoi kronometrin e tij të parë detar, të quajtur H1, në Shoqërinë Mbretërore. Ishte një orë e madhe, me pamje frikësuese, e cila peshonte 35 kg, por përmbante shumë zgjidhje teknike unike, të cilat gjatë testimit bënë të mundur identifikimin e një gabimi në pozicionin e anijes në 150 km.

Në 1739, Harrison prezantoi një model të ri kronometri, të quajtur H2, që përmban një numër ndryshimesh të rëndësishme në dizajn, por që peshonte shumë më tepër se ai i mëparshmi. Gjykimet e saj nuk u përfunduan kurrë për shkak të shpërthimit të Luftës Shtatëvjeçare midis Anglisë dhe Francës.

Disi më vonë, Harrison raporton në komision për fillimin e krijimit të modelit të tretë të kronometrit - H3. Por puna për të u ndërpre për shkak se modelet e mëdha, të mëdha dhe të papërshtatshme për të mirëmbajtur nuk plotësonin nevojat e marinës. Në 1757, Juria e Madhe kërkoi një reduktim të ndjeshëm të madhësisë së kronometrit dhe më pas filloi puna për modelin H4, i cili përfundoi dy vjet më vonë. Kronometri i ri kishte një diametër prej 12 cm, i cili plotësonte plotësisht kërkesat e Komisionit. Harrison do të merrte çmimin për kronometrin e ri pas përfundimit të provave në det.

Testimi i H4 filloi në 1761 në bordin e anijes Deptford, që lundronte nga Londra në Xhamajka. Mirëmbajtja e kronometrit iu besua djalit të Harrison, William Harrison. Kushtet e testimit ishin plotësuar plotësisht. Kur anija arriti në brigjet e Xhamajkës, kronometri detar dha një gabim prej 1/5 sekonde në ditë, i cili ishte 10 herë më i saktë se sa kërkohej për konkursin. Harrison bëri udhëtimin e kthimit, i cili nuk ishte më pjesë e provave, në Merlin. Në një stuhi të fortë, H4 u dëmtua dhe mbërriti në Angli në një gjendje që e pengoi Harrison të merrte paratë e çmimit.

Kishte një sërë arsyesh formale për vendimin e komisionit për të mos dhënë çmimin për Harrison, por kryesorja ishte se disa anëtarë të komisionit vetë donin të merrnin paratë e çmimit. Më kot Harrison kërkoi njohjen e testeve si të suksesshme. Provat e tij u gjetën jo bindëse.

Më 28 mars 1764, filluan testet e përsëritura të H4. Tartari lundroi për në Portsmouth. Djali i Harrison ishte në bord, si herën e fundit. Gjatë pesë muajve të udhëtimit, ora devijoi me vetëm 54 sekonda, dhe pas një rregullimi të planifikuar, devijimi u ul në 15 sekonda. Në një situatë të tillë, marrja e çmimit nuk ngjallte më asnjë dyshim.

Një kopje e kronometrit H4 e bërë nga Kendell dhe e quajtur K1 u përdor nga Thomas Cook gjatë udhëtimit të tij tre-vjeçar nëpër botë, ku kronometri tregoi më të mirën e tij.

Në moshën 78-vjeçare, Harrison bëri model i ri H5, e cila plotësonte më tej kërkesat e komisionit. Sidoqoftë, Harrison mori çmimin e tij vetëm në 1773 pasi i paraqiti një peticion mbretit George III.

Duke krijuar një kronometër detar, Harrisson revolucionarizoi rrënjësisht të kuptuarit e atëhershëm të saktësisë së mundshme të orëve. Pasi kaloi pjesën më të madhe të jetës së tij duke krijuar një kronometër detar, Harrison zgjidhi pothuajse të gjitha problemet që lidhen me veçoritë e funksionimit të orëve në kushte detare.

Për të ruajtur qëndrueshmërinë e lëkundjeve gjatë lëkundjes dhe për të zvogëluar ndikimin e gravitetit në saktësinë e lëvizjes, Harrison prezantoi një ekuilibër të dytë, në mënyrë që të dy ekuilibrat të lëkunden në të njëjtin plan, por në drejtime të kundërta, dhe vendosi kronometrin në një mbështetëse e lëvizshme, duke lejuar që ora të jetë vetëm në një pozicion horizontal. Për të siguruar qëndrueshmërinë e çift rrotullimit të burimit kryesor, u përdor një pajisje fusi, dhe gjithashtu u propozua të mbështillet ora në të njëjtën kohë, në mënyrë që në kohën e matjes, që zakonisht ishte ora 12 e pasdites, diferenca në çift rrotullues mund të minimizohet sa më shumë që të jetë e mundur. Përveç kësaj, për të zvogëluar ndikimin e temperaturës dhe lagështisë në rrotën e ekuilibrit, ajo u bë nga disa metale, gjë që bëri të mundur uljen e koeficientit të zgjerimit të metalit. Për të reduktuar ndikimin e ndryshimeve të temperaturës, kronometrat detarë filluan të vendoseshin në kuti druri, të cilët ishin një lloj termosi që ruante një temperaturë konstante.

Sot, në industrinë zvicerane të orëve, përveç prodhimit të kronometrave profesionistë detarë, ata prodhojnë edhe ora dore që mbajnë mbishkrimin Marine Chronometer. Këto janë kryesisht ora nga seritë Ulysse Nardin dhe Breguet Marine. Këto orë dallohen nga saktësia e shtuar në krahasim me ato konvencionale. Disa modele përdorin një sërë zgjidhjesh teknike nga kronometrat detarë lundrues. Për më tepër, këto orë gjithmonë i nënshtrohen një përzgjedhjeje më të rreptë të pjesëve dhe testimeve më të gjata, gjë që i bën ato në mënyrë të merituar më të shtrenjta se orët e një klase të ngjashme.