"Вечные" часы

В этой книге мы рассмотрели уже несколько мнимых увечных двигателей" и выяснили безнадёжность попыток их изобрести. Теперь побеседуем о "даровом" двигателе, т. е. о таком двигателе, который способен работать неопределённо долго без всяких забот с нашей стороны, так как черпает нужную ему энергию из неистощимых её запасов в окружающей среде.

Все, конечно, видели барометр - ртутный или металлический. В первом барометре вершина ртутного столбика постоянно то поднимается, то опускается - в зависимости от перемен атмосферного давления; в металлическом от той же причины постоянно колеблется стрелка. В XVIII в. один изобретатель использовал эти (движения барометра для завода часового механизма и, таким образом, построил часы, которые сами собой заводились и шли безостановочно, не требуя никакого завода. Известный английский механик и астроном Фергюссон видел это интересное изобретение и отозвался о нём (в 1774 г.) так: "Я осмотрел вышеописанные часы, которые приводятся в непрерывное движение подъёмом и опусканием ртути в своеобразно устроенном барометре; нет основания думать, чтобы они когда-либо остановились, так как накопляющаяся в них двигательная сила была бы достаточна для поддержания часов в ходу на целый год даже после полного устранения барометра. Должен сказать со всею откровенностью, что, как показывает детальное знакомство с этими часами, они являются самым остроумным механизмом, какой мне когда-либо случалось видеть,- и по идее, и по выполнению".

К сожалению, часы эти не сохранились до нашего времени,- они были похищены, и местонахождение их неизвестно. Остались, впрочем, чертежи их конструкции, выполненные упомянутым астрономом, так что есть возможность их восстановить.

В состав механизма этих часов входит ртутный барометр крупных размеров. В стеклянной урне, подвешенной в раме, и в опрокинутой над ней горлышком вниз большой колбе заключается около 150 кг ртути. Оба сосуда укреплены подвижно один относительно другого: искусной системой рычагов достигается то, что при увеличении атмосферного давления колба опускается и урна поднимается, при уменьшении же давления - наоборот. Оба движения заставляют вращаться небольшое зубчатое колесо всегда в одну сторону. Колесо неподвижно только при полной неизменности атмосферного давления,- но во время пауз механизм часов движется прежде накопленной энергией падения гирь. Нелегко устроить так, чтобы гири одновременно поднимались вверх и двигали своим падением механизм. Однако старинные часовщики были достаточно изобретательны, чтобы справиться с этой задачей. Оказалось даже, что энергия колебаний атмосферного давления заметно превышала потребность, т. е. гири поднимались быстрее, чем опускались; понадобилось поэтому особое приспособление для периодического выключения падающих гирь, когда они достигали высшей точки.

Легко видеть важное принципиальное отличие этого и подобных ему "даровых" двигателей от "вечных" двигателей. В даровых двигателях энергия не создаётся из ничего, как мечтают устроить изобретатели вечного двигателя; она черпается извне,- в нашем случае из окружающей атмосферы, где она накопляется солнечными лучами. Практически даровые двигатели были бы столь же выгодны, как и настоящие "вечные" двигатели, если бы конструкция их была не слишком дорога по сравнению с доставляемой ими энергией (как в большинстве случаев и бывает).

Уже несколько мнимых “вечных двигателей” и выяснили безнадежность попыток их изобрести. Теперь побеседуем о “даровом” двигателе, т. е. о таком двигателе, который способен работать неопределенно долго без всяких забот с нашей стороны, так как черпает нужную ему энергию из неистощимых ее запасов в окружающей среде. Все конечно, видели барометр - ртутный или металлический. В первом барометре вершина ртутного столбика постоянно то поднимается, то опускается, в зависимости от перемен атмосферного давления; в металлическом - от той же причины постоянно колеблется стрелка. В XVIII веке один изобретатель использовал эти движения барометра для завода часового механизма и таким образом построил часы, которые сами собой заводились и шли безостановочно, не требуя никакого завода. Известный английский механик и астроном Фергюссон видел это интересное изобретение и отозвался о нем (в 1774 г.) так:

“Я осмотрел вышеописанные часы, которые приводятся в непрерывное движение подъемом и опусканием ртути в своеобразно устроенном барометре; нет основания думать, чтобы они когда-либо остановились, так как накопляющаяся в них двигательная сила была бы достаточна для поддержания часов в ходу на целый год даже после полного устранения барометра. Должен сказать со всей откровенностью, что, как показывает детальное знакомство с этими часами, они являются самым остроумным механизмом, какой мне когда-либо случалось видеть, - и по идее, и по выполнению”.

К сожалению, часы эти не сохранились до нашего времени - они были похищены, и местонахождение их неизвестно. Остались, впрочем, чертежи их конструкции, выполненные упомянутым астрономом, так что есть возможность их восстановить.

В состав механизма этих часов входит ртутный барометр крупных размеров. В стеклянной урне, подвешенной в раме, и в опрокинутой над ней горлышком вниз большой колбе заключается около 150 кг ртути. Оба сосуда укреплены подвижно один относительно другого; искусной системой рычагов достигается то, что при увеличении атмосферного давления колба опускается и урна поднимается, при уменьшении же давления - наоборот. Оба движения заставляют вращаться небольшое зубчатое колесо всегда в одну сторону. Колесо неподвижно только при полной неизменности атмосферного давления, но во время пауз механизм часов движется прежде накопленной энергией падения гирь. Нелегко устроить так, чтобы гири одновременно поднимались вверх и двигали своим падением механизм. Однако старинные часовщики были достаточно изобретательны, чтобы справиться с этой задачей. Оказалось даже, что энергия колебаний атмосферного давления заметно превышала потребность, т. е. гири поднимались быстрее, чем опускались; понадобилось поэтому особое приспособление для периодического выключения падающих гирь, когда они достигали высшей точки.

Легко видеть важное принципиальное отличие этого и подобных ему “даровых” двигателей от “вечных” двигателей. В даровых двигателях энергия не создается из ничего, как мечтали устроить изобретатели вечного двигателя; она черпается извне, в нашем случае - из окружающей атмосферы, где она накопляется солнечными лучами. Практически даровые двигатели были бы столь же выгодны, как и настоящие “вечные” двигатели, если бы конструкция их была не слишком дорога по сравнению с доставляемой ими энергией (как в большинстве случаев и бывает).

21/10/2012

Мечта о вечном двигателе родилась у человека тогда же, когда он научился выполнять самую примитивную механическую работу. Чем масштабнее были дела homo sapiens, тем сильнее становилась эта мечта. Даже злополучное яблоко, стукнувшее Ньютона по темечку, лишь слегка притормозило попытки создать perpetuum mobile, но не прекратило их.

Побочный эффект
В часовой отрасли мечта о вечном двигателе трансформировалась в идею механизма, который мог бы заряжать энергией сам себя. Первые модели с автоподзаводом даже снабжались гордым эпитетом perpetual, то есть «вечные». Скажете, что достижение не столь уж значимо и часовщики гордились зря? Что ж, добрая треть жителей Земли носит часы, и каждый владелец механики ежедневно тратит минуту, чтобы подкрутить заводную головку — согласитесь, автоподзавод экономит время как никакое другое изобретение.

В Chiffre Rouge Dior Inverse внешний сектор повторяет узор смокинга Dior

Первый самозаводящийся механизм создал в 1770-х ученик и соратник Бреге, его тезка Авраам-Луи Перреле. Механизм часов Перреле содержал массивный груз, который не был жестко связан с платиной и под действием инерции мог двигаться относительно нее. Специальная система приводов преобразовывала движение груза во вращение вала заводного барабана. Чем сильнее тряслись часы, тем быстрее они заводились.
Изобретение Перреле — классический случай «побочного эффекта». Изначально усилия были направлены совсем в другом направлении. Мастер вовсе не собирался создавать самозаводящиеся часы, он хотел лишь избавить владельца от необходимости пользоваться вечно теряющимся ключом — ремонтуар, позволявший заводить пружину и переводить стрелки посредством головки, был изобретен Лекультром на 60 лет позже, в 1833-м.

В 2008 году Perrelet представил коллекцию Diamond Flower с собственным калибром P-181 Double Rotor, ротор на циферблате украшен бриллиантами

Несмотря на несовершенство отдельных узлов, конструкция у Перреле получилась в целом вполне работоспособной. Другое дело, что ровно настолько же бесполезной. Дело в том, что часы в то время были карманными, и автоподзавод был неэффективен из-за слишком малой амплитуды и числа колебаний. Владельцам «кармашек» не приходило в голову просто потрясти часы, чтобы их завести. И хотя в течение следующих 150 лет отдельные мастера пытались создать другие варианты модуля подзавода, общая невостребованность сделала такие конструкции редкими.
К теме автоподзавода часовщики вернулись лишь в начале ХХ века, когда уменьшение механизма позволило часам переместиться на запястье. Рука даже самого ленивого человека совершает за день тысячи движений, что делает возможной работу модуля. Расцвет различных конструкций наблюдается примерно с 1920-х, но массовым явлением автоподзавод стал совсем недавно, только в 1980-1990-х, когда уровень развития технологий позволил повысить эффективность этих модулей и обеспечить удовлетворительную себестоимость их производства.

Калибр Eterna-Matic, впервые представленный в 1948 году, был оснащен сектором, опирающимся на 5 подшипников

Изобретение Перреле было предназначено для механических часов, однако идея оказалась весьма востребованной и в других сферах. Еще в начале XIX века появились шагомеры, которые в качестве источника информации о сделанных шагах использовали колебания размещенного в металлическом корпусе грузика. В 1986 году автоподзавод проник в кварцевые часы, находившиеся тогда на пике популярности: на свет появился прототип Seiko Kinetic. В них тот же инерционный сектор вращал ротор электрического генератора, который питал батарейку. А с недавних пор устройства, вырабатывающие энергию от внешних колебаний, стали встраивать даже в кардиостимуляторы, что позволило увеличить период между операциями, необходимыми для замены батарейки.

В 1962 году был создан самый маленький автоматический калибр Eterna-Matic 3000 высотой 3,6 мм, через 40 лет компания представила лимитированную юбилейную серию в корпусе из платины

Говоря о «вечном двигателе» в механических часах, было бы неправильно обойти стороной модель Atmos от JaegerLeCoultre. Эти настольные часы преобразуют в энергию сжатой пружины малейшие колебания температуры и атмосферного давления, то есть естественные природные процессы. Но данная технология требует слишком крупных компонентов для использования в наручных часах. К тому же количество вырабатываемой энергии слишком мало: ее хватает на работу сверхэкономичного крутильного маятника, но недостаточно для более энергоемкого баланса.

Преьмера SIHH-2012: Promenade d’une Panter от Cartier с механизмом 9603МС с внешним ротором в виде пантеры

От идеи к реализации
Хотя со времен Перреле прошло 200 лет, все современные часы с автоподзаводом используют тот же самый принцип: инерция перемещает массивный груз относительно механизма, и это движение преобразуется во вращение заводного барабана. А вот вариантов реализации этого принципа известно множество.
Как уже говорилось, появление наручных часов подстегнуло часовщиков к созданию самозаводящихся механизмов. Однако вплоть до середины ХХ века по-настоящему эффективных конструкций не было: мешало отсутствие подходящих материалов, технологий и конструктивных решений. Модуль должен быть компактным и при этом обладать достаточной мощностью, чтобы взводить весьма жесткую заводную пружину. Совместить два требования оказалось непросто.
В часах Перреле груз автоподзавода был связан с барабаном системой колес и представлял собой тяжелый сектор, закрепленный в центре механизма. Большие размеры карманных часов позволяли сделать этот груз достаточно массивным, чтобы взводить главную пружину. Перенести эту схему в наручные часы удалось не сразу.

Главным элементом автоподзавода Пеллатона является храповое колесо

Как почти все в часовом механизме, груз автоподзавода представляет собой разновидность рычага. Создаваемый им момент силы зависит от массы и расстояния, на котором он находится от центра вращения. Чем больше две эти величины — тем сильнее оказывается «мотор» и тем более мощную пружину он в состоянии завести. Чтобы получить достаточный момент силы, в ранних конструкциях наручных часов мастера использовали рычаги, по длине сопоставимые с диаметром механизма. Такие размеры уже не позволяли грузу вращаться — он лишь совершал колебания с небольшим углом или амплитудой. Некоторые компании, как Bulova, создавали конструкции, в которых роль груза играл весь механизм целиком. Разместить груз в центре платины, как это сделал когда-то Перреле, не позволяли материалы, проблема износа подшипника крепления и трудности с созданием эффективной передачи вращения на барабан.
Все эти проблемы разом сумела решить Eterna, создав в 1948 году свой Eterna-matic. Груз в виде сектора свободно вращался в обоих направлениях вокруг оси, расположенной в центре механизма, а миниатюрный подшипник на пяти стальных шариках снижал трение и износ.

Премьера 2012 года Big Pilots Watch Top Gun Miramar от IWC оснащена калибром 89365 с системой Пеллатона

Слишком много подзавода
Eterna не зря сделала те пять шариков своей эмблемой: сегодня предложенная ею конструкция стала де-факто отраслевым стандартом, ее повторяют 90% выпускаемых в мире часов. Но наличие эффективного решения не остановило эксперименты.
Груз в виде закрепленного в центре сектора стал самым популярным решением, потому что такая компоновка обеспечивает максимальную длину рычага. А вот дальше начинаются вариации. Например, для достижения наибольшего момента инерции (т.е. массы), часовщики экспериментируют с материалами, выбирая сплавы с максимальной плотностью. В дешевых часах иногда можно встретить сектор из латуни, но большинство производителей сегодня используют сплав на основе вольфрама, а некоторые марки делают сектор из золота и даже платины, что обязательно отражается в рекламных материалах. Оправданно ли это? Плотность латуни равна 8,8 т/м3, вольфрама — 19,35, золота — 19,32, платины — 21,45 т/м3. Таким образом, золотой сектор даже проигрывает обычному вольфрамовому, а прибавка эффективности, которую дает платина, выглядит несерьезно по сравнению с разницей в цене.

Автоматический калибр 8R28 с конструкцией Magic Lever установлен в новинке 2012 года Ananta Kumadori Chonograph от Seiko

С точки зрения владельца, сектор является наиболее заметным элементом механизма автоподзавода. Вполне логично, что производители стараются придать этому элементу максимально оригинальный вид. Практически каждая марка или разрабатывает уникальную форму сектора, или как минимум декорирует его, нанося логотип. Например, красный сектор Oris стал фирменным знаком этой марки.
Некоторые производители разрабатывают новые конструкции сектора, придавая ему особые свойства. Например, в калибре RM005 от Richard Mille есть возможность отрегулировать эффективность автоподзавода. В этом механизме сектор обладает раздвижными «крыльями», разворачивая или сворачивая которые можно менять создаваемый момент. Правда, сам владелец сделать этого не может — на помощь придется звать часовщика. Несет ли это устройство в себе реальную пользу? Вряд ли, скорее это маркетинговая «фишка», нежели объективная необходимость. Дело в том, что «перезавести» часы или тем более оторвать пружину автоподзавод не может. Заводная пружина любого механизма с автоподзаводом закреплена в барабане не жестко, а с помощью силы трения. Когда часы оказываются полностью заведены, конец пружины начинает скользить по стенке барабана, предотвращая поломку других деталей. Так что даже слишком мощный механизм подзавода в паре со сверхактивным хозяином способны разве что увеличить износ некоторых деталей, но не повредить их.

По мановению руки
В последние годы набирает силу тенденция переноса сектора с привычного места на нижней стороне часов — наверх. Долгое время едва ли не единственной маркой, которая предлагала подобное решение, оставалась Perrelet. Для компании, носящей имя изобретателя автоподзавода, было важно подчеркнуть особенность своей родословной. Модель Double Rotor имела два сектора, связанных между собой: традиционный нижний и верхний, легко различимый под стеклом. Конструкция оказалась в равной степени завораживающей и сложной в производстве, в результате чего в последующем было решено сохранить сектор над циферблатом как чисто декоративный элемент, не имеющий связи с механизмом. Однако не так давно производитель вернулся к более сложной и дорогой, но интересной конструкции, когда видимый поверх циферблата сектор, или цветок, являются частью механизма.

В модели Vianney Halter с простым названием Classic, представленной в 2004 году, прозрачный сектор подзавода

Превращение функциональной детали — груза автоподзавода — в деталь декоративную, по-видимому, было предопределено ростом размеров женских часов. Это мужчины воспринимали сектор как кусок механической системы. На запястьях дам он превратился в потрясающе привлекательный элемент, оставивший позади даже турбийон. Цветок, приходящий в движение при каждом движении руки и превращающийся в сплошное сияние бриллиантов — не этого ли чуда ждала каждая красавица? Да и вообще, здорово чувствовать, как мир вертится вокруг тебя по мановению руки… Идею Perrelet, подхватил знаток всего подвижного в часовом оформлении Фаваз Груози для своей новой дамской коллекции de Grizogono Tondo. В начале этого года Cartier представила калибр 9603МС в модели Promenade d’une Panter: традиционная для дома хищница превратилась в драгоценный ротор из белого золота со вставками бриллиантов и черной эмали, кружащий по циферблату. Наконец, собственную «фишку» в виде сектора на циферблате предложил Dior: в 2011 году фабрика Soprod разработала для парижского дома эксклюзивный калибр Dior Inverse, в котором внешний ротор предстает в культовых для Dior воплощениях: в виде кружев, перьев или рисунка ткани смокинга, как в недавней мужской премьере Chiffre Rouge Dior Inverse.

Калибр с периферическим ротором А1000, установленный в часах Patravi EvoTec PowerReserve Carl F. Bucherer

Автопроблемы
Расположенный поверх механизма сектор нашел интересные применения и в мужских моделях. Так, в часах Ace от Frederique Jouvenot он элегантно очерчивает дополнительные циферблаты и придает хронографу загадочный, улыбающийся вид. А Perrelet превратил ротор в лопатки турбины и поместил его за циферблатом. Похожее по дизайну, но не столь функциональное решение есть у марки Vostok Europe.
Сегодняшняя распространенность автоподзавода может создать иллюзию простоты этого устройства. Однако это впечатление обманчиво, особенно когда речь идет о совмещении этого модуля с другими усложнениями. Например, возьмем только что упоминавшийся хронограф. И часы, способные засекать время, и конструкция Перреле известны не одну сотню лет. И то, что первые хронографы с автоподзаводом появились только в 1960-х, на первый взгляд кажется удивительным. И еще более странным выглядит то, что из трех предложенных тогда конструкций до наших дней дожила лишь одна.

Сверхтонкий автоматический калибр 1208Р с микроротором помещен в Piaget Altiplano 43 mm Automatic высотой всего 5,25 мм

На самом деле объединение этих двух модулей действительно выглядит непростой задачей. В случае хронографа, интегрированного в механизм, его детали обычно размещают с нижней стороны калибра — точно там же, где располагается и сектор автоподзавода. Совмещение двух устройств требует полного пересмотра традиционных схем компоновки деталей. Ко всему прочему хронограф — устройство энергоемкое, и узел автоподзавода должен обладать повышенной мощностью. Проблема будет понятна до конца, если вспомнить, что груз автоподзавода весьма тяжел и предъявляет особые требования к платине, мостам и другим частям механизма. В результате удара или сильной вибрации массивный сектор может вызвать поломку или незаметное искривление деталей, что приведет к остановке часов.

Перекомпоновка нужна и тогда, когда мы хотим сделать самозаводящиеся часы тонкими. Расположенный поверх основного механизма сектор и колесная система прибавляют 1-2 мм к его толщине. В 1955 году компания Buren предложила решение проблемы, разместив механизм автоподзавода «внутри» основного калибра.
Как это часто бывает в часах, внешне простое решение оказалось трудным в реализации. Дело в том, что при такой компоновке диаметр сектора ограничен половиной диаметра механизма. Уменьшение размеров и массы сектора приводит к существенному снижению его эффективности. Вдобавок ко всему, такая конструкция заставляет уменьшать размер других деталей — прежде всего барабана и баланса. Первое приводит к потере в автономности, второе — к ухудшению точностных характеристик.

Представленный в 2008 году калибр Microtor UG 101 от Universal Geneve

Между тем, параметры подобных моделей находятся на вполне приличном уровне. Так, запас хода у сверхтонких Piaget Altiplano с калибром 1208Р внутри — 40 часов, что неплохо и для обычных моделей, у Langematic Perpetual — 46 часов. Довести характеристики до приемлемых значений компаниям удается путем более точной и кропотливой настройки, что влечет за собой сокращение объема выпуска и резкое подорожание продукции. Так что высокая цена на подобные часы более чем оправдана.
Поэтому микроротор используют всего несколько компаний, относящихся к высшему эшелону: A.Lange & Sohne, Chopard, Parmigiani, Patek Philippe, Roger Dubuis и некоторые другие. Это же решение использовано в калибрах 12 и 1208Р от Piaget, которые являются самыми тонкими механизмами с автоподзаводом в мире (2,3 мм и 2,35 мм соответственно). Сложности, с которыми сталкиваются мастера при создании таких калибров, хорошо иллюстрируются цифрами: если толщина колес обычных часов составляет около 0,2 мм, то в Piaget 1208P ее пришлось довести практически до толщины человеческого волоса — 0,12 мм! А ведь эти колеса должны еще и выдерживать нагрузку…

Премьера Базеля-2012: Chopard L.U.C XPS Poincon de Geneve 125th Anniversary Edition с мануфактурным калибром 96.01-L

Под логотипом
Как бы ни были украшены сектора автоподзавода разных часов, на деле наибольшие различия скрыты как раз под ними. Во-первых, это различия в механизме крепления и подшипнике. Большинство компаний используют схему, когда-то предложенную Eterna: подшипник на пяти стальных шариках. Но в последние годы некоторые компании стали заменять сталь на керамику, обладающую меньшим трением и повышенной износостойкостью.
Второй узел существенных различий — передача между сектором и барабаном. Механизмы автоподзавода делятся на однои двунаправленные. Первые передают вращение на барабан при движении сектора только в одном направлении: по или против часовой стрелки. При этом обратное движение он совершает вхолостую. В отличие от них, двунаправленные системы заводят часы невзирая на то, куда крутится сектор. Для реализации этого используются или храповые колеса, или, что чаще — специальные реверсивные муфты.
Двунаправленные схемы потенциально эффективнее, однако спор между сторонниками двух систем не утихает до сих пор. Дело в том, что реверсивная муфта, являющаяся основой двунаправленных конструкций, требует определенного времени на переключение с одного направления на другое, поэтому при смене направления вращения сектора часть своего пути он проходит вхолостую. И чем активнее машет руками владелец часов, чем чаще сектор меняет направление вращения — тем больше у него холостой пробег.

Как правило, каждый производитель в каких-то калибрах использует однонаправленную систему, в каких-то — двунаправленную. Например, используемые в основной массе швейцарских часов калибры ЕТА 2824 и 2892 относятся к двунаправленным, а 7750 — однонаправленный калибр. Обычно владелец часов редко задумывается о конструкции их механизма. Однако тем, кто хранит их в специальных шкатулках для подзавода, знать об этом необходимо, чтобы выставить правильный режим работы двигателей.

Премьера Базеля-2012: Perrelet Peripheral Double Rotor с мануфактурным калибром P-341 с периферическим внешним ротором

В 1959 году Seiko предложила конструкцию Magic Lever («волшебный рычаг»), позволившую предельно упростить и уменьшить габариты механизма автоподзавода и одновременно обеспечить его максимальную эффективность. Ключевой деталью механизма стала вилка особой формы, одной стороной «обнимающая» эксцентрик, расположенный на оси сектора, а другой толкающая храповое колесо. При минимуме деталей (сектор, рычаг и храповик) конструкция обеспечивала завод пружины при движении сектора в любую сторону. Минусом схемы является высокая нагрузка на рычаг и храповое колесо, что требует использования особых материалов. Аналогичная схема применена в калибре TAG Heuer 1887.

Механизм 1f4 от Loiseau настолько сложен, что оснащен двумя периферическими роторами

На эту конструкцию похож автоподзавод Пеллатона, используемый во многих механизмах IWC. Однако швейцарские мастера пошли на существенное усложнение модуля: простая вилка здесь превратилась в трехслойный «пирог» из рычага специфической конструкции и двух толкателей. Толкатели имеют небольшой свободный ход относительно рычага, что снижает их износ. Еще одно отличие состоит в том, что рычаг соединен с эксцентриком не напрямую, а через рубиновые ролики.
Калибры IWC обладают еще одной интересной особенностью — амортизаторами сектора автоподзавода. Дело в том, что сектор представляет собой достаточно массивную деталь, инерция которой настолько велика, что при серьезных ударах способна повредить крепление, подвес или другие детали. Инженеры IWC разместили по контуру механизма несколько пластиковых амортизаторов, призванных в случае ударов погасить негативное воздействие.

Знаменитая ременная передача и линейный груз автоподзавода из вольфрама в концепте Monaco V4 от TAG Heuer

Видишь суслика?
Пока дизайнеры думают, как бы сделать мельтешащий сектор автоподзавода максимально броским, конструкторы пытаются решить прямо противоположную задачу: убрать его с глаз долой. По их мнению, эта железяка отъедает пространство и закрывает самое интересное в часах — собственно механизм.
Наиболее прямолинейно к вопросу подошел Виани Альтер: не меняя ротор принципиально, он выполнил его из прозрачной пластины, к краю которой крепится груз. Благодаря такому решению владелец часов может насладиться отделкой колес, мостов, работой баланса.

Более серьезно к вопросу отнеслись мастера Carl F. Bucherer, которые использовали в калибре А1000 круговой, или так называемый периферический ротор. Он представляет собой легкое кольцо, обрамляющее механизм по внешнему контуру, на один из участков которого прикреплен тяжелый груз, заставляющий его вращаться при движениях руки. В калибре Carl F. Bucherer A1000 внутренняя часть кольца снабжена зубьями и связана с колесной передачей, идущей к барабану. Между прочим, и здесь не обошлось без пионера автоподзавода — Perrelet. Дело в том, что эта конструкция была изначально разработана для Carl F. Bucherer фабрикой, принадлежащей Festina Group, в которую входит и марка Perrelet. И в этом году было решено восстановить историческую справедливость: на выставке в Базеле была представлена модель Perrelet Peripheral Double Rotor с новым мануфактурным калибром P-341, построенным по аналогичному принципу.

Однако существуют и другие варианты передачи. Например, еще в 1960-х на угличском заводе «Чайка» шли разработки механизма с периферийным ротором, где внутренняя часть кольца была выполнена в форме не правильной окружности, а как бы волнистой. Эти волны заставляли двигаться вперед-назад специальный рычаг, который через храповое колесо заводил барабан. Обе схемы обеспечивают двунаправленную работу и не съедают высоту механизма.

Но дальше всех пошли в компании Loiseau, основанной знаменитым мастером Домиником Луазо. Он решил собрать в модели 1f4 максимальное количество известных функций: турбийон, репетир, уравнение времени, вторую часовую зону, сплит-хронограф и так далее. В результате получились настолько сложные часы, что создатель не смог разместить все индикаторы на одном циферблате и сделал их двусторонними. А между циферблатами и стеклом с каждой стороны часов скользят два периферических ротора. Один из них заводит главную пружину, второй — пружину звукового модуля. Причем оба ротора интегрированы столь искусно, что, не зная об их существовании, заметить их непросто. Получается, что автоподзавод в часах не виден, но он есть.

В долгожданной Corum Golden Bridge Automatic установлен калибр CO313 с линейным автоподзаводом из платины

Круговое вращение груза автоподзавода является самым популярным, но не единственным вариантом. Чтобы подчеркнуть необычность механизма V4 и его связь с автомобильной тематикой, компания TAG Heuer использовала груз, движущийся линейно. Ременные передачи этих часов вызывают ассоциацию с двигателем автомобиля, а снующий вверх-вниз груз напоминает поршень.

Похожее решение пришлось в прошлом году использовать конструкторам Corum при проектировании калибра CO313 для модели Golden Bridge Automatic. Традиционный вращающийся сектор просто испортил бы все впечатление от этих великолепных часов. А платиновый брусок, двигающийся по задней стенке прозрачного корпуса, органично вписался в дизайн единственного моста механизма.

Самое полезное усложнение
Модуль автоподзавода, увы, так и не стал вечным двигателем. Но зато он стал самым полезным усложнением, используемым в механических часах. В какой-то степени он даже пострадал от этой полезности, ведь его рассматривали именно как функциональный элемент, стабильно выполняющий свои задачи, и не особенно стремились к созданию чего-то нового в этой области. Все изменилось в наши дни, когда внимание и к функциональным, и к просто красивым инновациям в часах достигло пика. Часовщики вспомнили, что и этот модуль может быть переработан и улучшен. И как знать, может быть, завтра мы все-таки увидим в часах настоящий вечный двигатель?

"Вечные" часы

Однажды в далекие теперь годы существования Советского Союза я купил радиоконструктор для сборки электронных часов. Схема у них была такая:

Как истинный радиолюбитель, я решил, что собирать просто по готовой схеме неинтересно. Родился грандиозный замысел сделать "вечные" часы, то есть часы, которые будут точно идти всегда, несмотря ни на какие превратности судьбы в виде потери питания и отклонения частоты кварца от идеальной, причем все это без участия человека!

Для этого была собрана схема автоматической ежесуточной (в полночь) коррекции по сигналам точного времени, а также схема контроля напряжения аккумулятора 7Д-0,1 и автоматического подзаряда его в течение положенных 15 часов.

Кроме этого, был предусмотрен будильник, который мог или просто сигналить в течение одной минуты, или включать после этого встроенный приемник, или вместо этого включать какую-нибудь внешнюю нагрузку.

Схема собиралась в условиях дефицита радиодеталей, поэтому не детали доставались для схемы, а схема разрабатывалась под имеющиеся детали. Между прочим, этот подход много дал мне в плане понимания работы электронных схем и умения найти выход из любой ситуации.

Вот первый лист схемы (изменения карандашом сделаны значительно позже):

Куча переключателей здесь служит для установки времени срабатывания будильника; диоды V21-V28 входят в дешифратор автоматического корректора.

Второй лист схемы:

Здесь на микросхеме А1 собран приемник, настроенный на радиостанцию "Маяк" в диапазоне средних волн. На транзисторе V86 и элементе D3.2 собран триггер Шмитта, преобразующий сигналы точного времени (СТВ) в прямоугольные импульсы.

6-разрядный счетчик на триггерах D5-D7 выполняет две функции. Каждые сутки в 23 часа 59 минут на него подается питание и он начинает считать секунды. В 23 часа 59 минут 52 секунды он сбрасывается, а его вход (D5:11) подключается к схеме приема СТВ. По шестому СТВ происходит полный сброс часов и возврат в исходное состояние.

На транзисторах V71 и V74 собран триггер Шмитта, срабатывающий при низком напряжении аккумулятора и подающий питание на счетчик D2, отсчитывающий 15 часов заряда аккумулятора. Первоначально из-за применения 155-ой серии с большим потреблением тока был риск полного разряда аккумулятора в ожидании появления сетевого напряжения. Для исключения такой ситуации счетчик был переделан с применением 176-ой серии:

Еще позже я совсем отказался от схемы зарядки по счетчику и сделал постоянный подзаряд аккумулятора через резистор параллельно диоду V68 (см. лист 1). При этом напряжение питания схемы было поднято до 10 В.

В таком виде часы прекрасно работали лет 15 и были, естественно, самыми точными в доме.

После развала Советского Союза по не известным мне причинам постепенно стал слабеть сигнал радиостанции "Маяк" на средних волнах. Простейший приемник прямого усиления, примененный в этих часах, перестал давать удовлетворительный уровень сигнала и коррекция тоже перестала работать. Увеличение усиления промежуточного каскада на V83 выручило ненадолго. Пришлось собирать приемник, работающий на УКВ:

Дело осложнялось тем, что в диапазоне УКВ радиопередачи не прерывались для передачи СТВ, они просто накладывались друг на друга. Поэтому схема приемника получилась заметно сложнее.

Во-первых, пришлось ввести фильтр на частоту 4,1 кГц на 140УД1А.

Во-вторых, новый СТВ был одиночным длительностью около 0,25 с. Счетчик до 6 стал ненужным, а для повышения помехоустойчивости была введена схема из двух ждущих мультивибраторов на 176ЛЕ10 и 176ЛП2, которая разрешала сброс часов только в интервале 0,2-0,3 с от начала импульса СТВ.

Несмотря на все эти ухищрения, добиться нормальной работы корректора не удалось, и сейчас он не используется, но часы работают до сих пор без поломок и ремонта с 1983 года! Даже ни один электролит не был заменен - видимо, в советское время они были качественнее. Вот их теперешний вид:

В этой книге мы рассмотрели уже несколько мнимых “вечных двигателей” и выяснили безнадежность попыток их изобрести. Теперь побеседуем о “даровом” двигателе, т. е. о таком двигателе, который способен работать неопределенно долго без всяких забот с нашей стороны, так как черпает нужную ему энергию из неистощимых ее запасов в окружающей среде. Все конечно, видели барометр – ртутный или металлический. В первом барометре вершина ртутного столбика постоянно то поднимается, то опускается, в зависимости от перемен атмосферного давления; в металлическом – от той же причины постоянно колеблется стрелка. В XVIII веке один изобретатель использовал эти движения барометра для завода часового механизма и таким образом построил часы, которые сами собой заводились и шли безостановочно, не требуя никакого завода. Известный английский механик и астроном Фергюссон видел это интересное изобретение и отозвался о нем (в 1774 г.) так:

“Я осмотрел вышеописанные часы, которые приводятся в непрерывное движение подъемом и опусканием ртути в своеобразно устроенном барометре; нет основания думать, чтобы они когда‑либо остановились, так как накопляющаяся в них двигательная сила была бы достаточна для поддержания часов в ходу на целый год даже после полного устранения барометра. Должен сказать со всей откровенностью, что, как показывает детальное знакомство с этими часами, они являются самым остроумным механизмом, какой мне когда‑либо случалось видеть, – и по идее, и по выполнению”.

К сожалению, часы эти не сохранились до нашего времени – они были похищены, и местонахождение их неизвестно. Остались, впрочем, чертежи их конструкции, выполненные упомянутым астрономом, так что есть возможность их восстановить.

Рис. 72. Устройство дарового двигателя XVIII в.

В состав механизма этих часов входит ртутный барометр крупных размеров. В стеклянной урне, подвешенной в раме, и в опрокинутой над ней горлышком вниз большой колбе заключается около 150 кг ртути. Оба сосуда укреплены подвижно один относительно другого; искусной системой рычагов достигается то, что при увеличении атмосферного давления колба опускается и урна поднимается, при уменьшении же давления – наоборот. Оба движения заставляют вращаться небольшое зубчатое колесо всегда в одну сторону. Колесо неподвижно только при полной неизменности атмосферного давления, но во время пауз механизм часов движется прежде накопленной энергией падения гирь. Нелегко устроить так, чтобы гири одновременно поднимались вверх и двигали своим падением механизм. Однако старинные часовщики были достаточно изобретательны, чтобы справиться с этой задачей. Оказалось даже, что энергия колебаний атмосферного давления заметно превышала потребность, т. е. гири поднимались быстрее, чем опускались; понадобилось поэтому особое приспособление для периодического выключения падающих гирь, когда они достигали высшей точки.

Легко видеть важное принципиальное отличие этого и подобных ему “даровых” двигателей от “вечных” двигателей. В даровых двигателях энергия не создается из ничего, как мечтали устроить изобретатели вечного двигателя; она черпается извне, в нашем случае – из окружающей атмосферы, где она накопляется солнечными лучами. Практически даровые двигатели были бы столь же выгодны, как и настоящие “вечные” двигатели, если бы конструкция их была не слишком дорога по сравнению с доставляемой ими энергией (как в большинстве случаев и бывает).

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ОТ РЕДАКЦИИ
Предлагаемое издание “Занимательной физики” Я.И. Перельмана повторяет четыре предыдущих. Автор в течение многих лет работал над книгой, совершенствуя текст и дополняя его, и в после

ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ АВТОРА К ТРИНАДЦАТОМУ ИЗДАНИЮ
В этой книге автор стремится не столько сообщить читателю новые знания, сколько помочь ему “узнать то, что он знает”, т. е. углубить и оживить уже имеющиеся у него основные сведения

Как быстро мы движемся?
Спортивную дистанцию 1,5 км хороший бегун пробегает примерно за 3 мин. 50 сек. (мировой рекорд 1958 г. – 3 мин. 36,8 сек.). Для сравнения с обычной скоростью пешехода – 1,5 м в секу

В погоне за временем
Можно ли в 8 часов утра вылететь из Владивостока и в 8 часов утра того же дня прилететь в Москву? Вопрос этот вовсе не лишен смысла. Да, можно. Чтобы понять этот ответ, нужно только

Тысячная доля секунды
Для нас, привыкших мерить время на свою человеческую мерку, тысячная доля секунды равнозначна нулю. Такие промежутки времени лишь недавно стали встречаться в нашей практике. Когда в

Лупа времени
Когда Уэллс писал свой “Новейший ускоритель”, он едва ли думал, что нечто подобное когда‑нибудь осуществится в действительности. Ему довелось, однако, дожить до этого: он мог

Когда мы движемся вокруг Солнца быстрее – днем или ночью?
В парижских газетах появилось однажды объявление, обещавшее каждому за 25 сантимов указать способ путешествовать дешево и притом без малейшего утомления. Нашлись легковерные, которы

Загадка тележного колеса
Прикрепите сбоку к ободу тележного колеса (или к шине велосипедного) цветную бумажку и наблюдайте за ней во время движения телеги (или велосипеда). Вы заметите странное явление: пок

Задача не шутка
Вот еще одна не менее любопытная задача: в поезде, идущем, скажем, из Ленинграда в Москву, существуют ли точки, которые по отношению к полотну дороги движутся обратно – от Москвы к

Откуда плыла лодка?
Вообразите, что весельная лодка плывет по озеру, и пусть стрелка а на нашем рис. 11 изображает направление и скорость ее движения. Наперерез идет парусная лодка; стрелка b изображае

Встаньте!
Если я скажу вам: “Сейчас вы сядете на стул так, что не сможете встать, хотя и не будете привязаны”, вы примете это, конечно, за шутку. Хорошо. Сядьте же так, как сидит чел

Ходьба и бег
То, что вы делаете десятки тысяч раз в день в течение всей жизни, должно быть вам прекрасно известно. Так принято думать, но это далеко не всегда верно. Лучший пример – ходьба и бег

Как надо прыгать из движущегося вагона?
Задав кому‑нибудь этот вопрос, вы, конечно, получите ответ: “Вперед, по движению, согласно закону инерции”. Попросите, однако, объяснить подробнее, причем тут закон инерции. М

Поймать боевую пулю руками
Во время империалистической войны, как сообщали газеты, с французским летчиком произошел совершенно необыкновенный случай. Летая на высоте двух километров, летчик заметил, что близ

Арбуз‑бомба
Если при известных условиях пуля может стать безвредной, то возможен и обратный случай: “мирное тело”, брошенное с незначительной скоростью, произведет разрушительное действие. Во в

На платформе весов
Десятичные весы только в том случае верно показывают вес вашего тела, когда вы стоите на их платформе совершенно неподвижно. Вы нагибаетесь – и весы в момент сгибания показывают уме

Где вещи тяжелее?
Сила, с какой тела притягиваются земным шаром, убывает по мере возвышения над земной поверхностью. Если бы мы подняли килограммовую гирю на высоту 6400 км, т. е. удалили ее от центр

Сколько весит тело, когда оно падает?
Заметили ли вы, какое странное ощущение испытываете вы в тот момент, когда начинаете спускаться на лифте? Ненормальная легкость, вроде той, какую испытывает человек, летящий в пропа

Из пушки на Луну
В 1865 – 1870 гг. появился во Франции фантастический роман Жюля Верна “Из пушки на Луну”, в котором высказана необычайная мысль: послать на Луну исполинский пушечный снаряд‑ва

Как Жюль Верн описал путешествие на Луну и как оно должно было бы происходить
Кто читал упомянутый сейчас роман Жюля Верна, тому памятен интересный момент путешествия, когда снаряд пролетел через точку, где притяжение Земли и Луны одинаково. Здесь произошло н

Верно взвесить на неверных весах
Что важнее для правильного взвешивания: весы или гири? Вы ошибаетесь, если думаете, что одинаково важно и то и другое: можно правильно взвесить и не имея верных весов, когд

Сильнее самого себя
Какой груз вы можете поднять рукой? Положим, что 10 кг. Вы думаете, что эти 10 кг определяет силу мускулов вашей руки? Ошибаетесь: мускулы гораздо сильнее! Проследите за действием,

Почему заостренные предметы колючи?
Задумывались ли вы над вопросом: отчего игла так легко пронизывает предмет насквозь? Отчего сукно или картон легко проткнуть тонкой иглой и трудно пробить тупым гвоздем? В обоих слу

Наподобие Левиафана
Почему на простом табурете сидеть жестко, в то время как на стуле, тоже деревянном, нисколько не жестко? Почему мягко лежать в веревочном гамаке, который сплетен из довольно твердых

Пуля и воздух
Что воздух мешает полету пули, знают все, но лишь немногие представляют себе ясно, насколько велико это тормозящее действие воздуха. Большинство людей склонно думать, что такая нежн

Сверхдальняя стрельба
Обстреливать противника с расстояния в сотню и более километров впервые начала германская артиллерия к концу империалистической войны (1918 г.), когда успехи французской и английско

Почему взлетает бумажный змей?
Пытались ли вы объяснить себе, почему бумажный змей взлетает вверх, когда его тянут за бечевку вперед? Если вы сможете ответить на этот вопрос, вы поймете т

Живые планеры
Вы видите, что самолеты устроены вовсе не наподобие птицы, как обыкновенно думают, а скорее наподобие белок‑летяг, шерстокрылов или летучих рыб. Впрочем, названные животные по

Безмоторное летание у растения
Растения также нередко прибегают к услугам планеров – именно для распространения своих плодов и семян. Многие плоды и семена снабжены либо пучками волосков (хохолки одуванчика, козл

Затяжной прыжок парашютиста
Здесь приходят на память героические прыжки наших мастеров парашютного спорта, выбрасывавшихся на высоте около 10 км, не раскрывая парашюта. Лишь пролетев значительную часть пути, о

Бумеранг
Это оригинальное оружие – самое совершенное произведение техники первобытного человека – долгое время вызывало изумление ученых. Действительно, странные, запутанные фигуры, описывае

Как отличить вареное яйцо от сырого?
Как быть, если нужно, не разбивая скорлупы, определить, сварено яйцо или же оно сырое? Знание механики поможет вам с успехом выйти из этого маленького затруднения. Дело в т

Чернильные вихри
Кружок из гладкого белого картона проткните в центре заостренной спичкой; у вас получится вертушка, изображенная на рис. 42 слева примерно в половину натуральной величины. Чтобы зас

Обманутое растение
При быстром вращении центробежный эффект может достигать такой величины, что превосходит действие тяжести. Вот интересный опыт, показывающий, какая значительная отбрасывающая сила р

Аккумулятор Уфимцева
Насколько легко впасть в ошибку, если о “вечном” движении судить только по внешнему виду, показывал так называемый аккумулятор механической энергии Уфимцева. Курский изобретатель А.

Вечный двигатель” времен Петра I
Сохранилась оживленная переписка, которую вел в 1715 – 1722 гг. Петр I по поводу приобретения в Германии вечного двигателя, придуманного неким доктором Орфиреусом. Изобретатель, про

Задача о двух кофейниках
Перед вами (рис. 51) два кофейника одинаковой ширины: один высокий, другой – низкий. Какой из них вместительнее?

Чего не знали древние
Жители современного Рима до сих пор пользуются остатками водопровода, построенного еще древними: солидно возводили римские рабы водопроводные сооружения. Не то приходится с

Жидкости давят… вверх!
Рис. 53. Простой способ убедиться, что жидкость давит снизу вверх.

Что тяжелее?
На одну чашку весов поставлено ведро, до краев наполненное водой. На другую – точно такое же ведро, тоже полное до краев, но в нем плавает кусок дерева (рис. 55). Какое ведро перетя

Естественная форма жидкости
Мы привыкли думать, что жидкости не имеют никакой собственной формы. Это неверно. Естественная форма всякой жидкости – шар. Обычно сила тяжести мешает жидкости принимать эту

Почему дробь круглая?
Сейчас мы говорили о том, что всякая жидкость, освобожденная от действия тяжести, принимает свою естественную форму – шарообразную. Если вспомните сказанное раньше о невесомости пад

Бездонный” бокал
Вы налили воды в бокал до краев. Он полон. Возле бокала лежат булавки. Может быть, для одной‑двух булавок еще найдется место в бокале? Попробуйте.

Любопытная особенность керосина
Кому приходилось иметь дело с керосиновой лампой, тот, вероятно, знаком с досадными неожиданностями, обусловленными одной особенностью керосина. Вы наполняете резервуар, вытираете е

Вода в решете
Оказывается, что и носить воду в решете возможно не только в сказке. Знание физики поможет исполнить такое классически невозможное дело. Для этого надо взять проволочное решето сант

Пена на службе техники
Опыт плавания стальной иглы и медной монеты на воде имеет сходство с явлением, используемым в горнометаллургической промышленности для “обогащения” руд, т. е. для увеличения содержа

Мнимый “вечный” двигатель
В книгах иногда описывается в качестве настоящего “вечного” двигателя прибор такого устройства (рис.64): масло (или вода), налитое в сосуд, поднимается фитилями сначала в верхний со

Мыльные пузыри
Умеете ли вы выдувать мыльные пузыри? Это не так просто, как кажется. И мне казалось, что здесь никакой сноровки не нужно, пока я не убедился на деле, что уменье выдувать большие и

Что тоньше всего?
Немногие, вероятно, знают, что пленка мыльного пузыря представляет собой одну из самых тонких вещей, какие доступны невооруженному зрению. Обычные предметы сравнения, служащие в наш

Сухим из воды
Положите монету на большую плоскую тарелку, налейте столько воды, чтобы она покрыла монету, и предложите гостям взять ее прямо руками, не замочив пальцев. Эта, казалось бы,

Как мы пьем?
Неужели и над этим можно задуматься? Конечно. Мы приставляем стакан или ложку с жидкостью ко рту и “втягиваем” в себя их содержимое. Вот это‑то простое “втягивание” жидкости,

Улучшенная воронка
Кому случалось наливать через воронку жидкость в бутылку, тот знает, что нужно время от времени воронку приподнимать, иначе жидкость из нее не выливается. Воздух в бутылке, не наход

Тонна дерева и тонна железа
Общеизвестен шуточный вопрос: что тяжелее – тонна дерева или тонна железа? Не подумавши, обыкновенно отвечают, что тонна железа тяжелее, вызывая дружный смех окружающих. Шу

Человек, который ничего не весил
Быть легким не только как пушинка, но и стать легче воздуха [Пушинка, вопреки распространенному мнению, не только не легче воздуха, но в сотни раз тяжелее его. Парит же она в воздух

Когда Октябрьская железная дорога длиннее – летом или зимой?
На вопрос: “Какой длины Октябрьская железная дорога?” – кто‑то ответил: – Шестьсот сорок километров в среднем; летом метров на триста длиннее, чем зимой. Нео

Безнаказанное хищение
На линии Ленинград – Москва каждую зиму пропадает совершенно бесследно несколько сотен метров дорогой телефонной и телеграфной проволоки, и никто этим не обеспокоен, хотя виновник и

Высота Эйфелевой башни
Если теперь нас спросят, какова высота Эйфелевой башни, то прежде чем ответить: “300 метров”, вы, вероятно, осведомитесь: – В какую погоду – холодную или теплую? Ведь высот

От чайного стакана к водомерной трубке
Раньше чем разлить чай по стаканам, опытная хозяйка, заботясь об их целости, не забывает положить в них ложки, особенно если они серебряные. Житейский опыт выработал вполне правильн

Легенда о сапоге в бане
“Отчего зимою день короткий и ночь длинная, а лотом – наоборот? День зимою оттого короткий, что, подобно всем прочим предметам, видимым и невидимым, от холода сжимается, а ночь от в

Как устраивались чудеса
Древнегреческий механик Герон Александрийский, изобретатель фонтана, носящего его имя, оставил нам описание двух остроумных способов, с помощью которых египетские жрецы обманывали н

Часы без завода
Мы уже описывали раньше часы без завода (вернее, без специального завода), устройство которых основано на переменах в давлении атмосферы. Опишем теперь подобные же самозаводящиеся ч

Поучительная папироса
На коробке лежит папироса (рис. 80). Она дымится с обоих концов. Но дым, выходящий через мундштук, опускается вниз, между тем как с другого конца он вьется вверх. Поч

Лед, не тающий в кипятке
Возьмите пробирку, наполните водой, погрузите в нее кусочек льда, а чтобы он не всплыл вверх (лед легче воды), придавите его свинцовой пулей, медным грузиком и т. п.; при этом, одна

На лед или под лед?
Желая нагреть воду, мы помещаем сосуд с водой над пламенем, а не сбоку от него. И поступаем вполне правильно, так как воздух, нагреваемый пламенем, становится более легким, вытесняе

Почему дует от закрытого окна?
Часто дует от окна, которое закрыто совершенно плотно и не имеет ни малейшей щели. Это кажется странным. Между тем здесь нет ничего удивительного. Воздух комнаты почти нико

Таинственная вертушка
Из тонкой папиросной бумаги вырежьте прямоугольничек. Перегните его по средним линиям и снова расправьте: вы будете знать, где центр тяжести вашей фигуры. Положите теперь бумажку на

Греет ли шуба?
Что сказали бы вы, если бы вас стали уверять, будто шуба нисколько не греет? Вы подумали бы, конечно, что с вами шутят. А если бы вам стали доказывать это утверждение на ряде опытов

Какое время года у нас под ногами?
Когда на поверхности земли лето, какое время года на глубине, например, трех метров под ее поверхностью? Вы думаете, что и там лето? Ошибаетесь! Времена года на поверхности земли и

Бумажная кастрюля
Рис. 83. Яйцо варится в бумажной кастрюле. Взгляните на рис.

Почему лед скользкий?
На гладко натертом полу легче поскользнуться, нежели на обыкновенном. Казалось бы, то же самое должно происходить на льду, т. е. гладкий лед должен быть более скользок, нежел

Задача о ледяных сосульках
Случалось ли вам задумываться над тем, как образуются ледяные сосульки, которые мы часто видим свешивающимися с крыш? В какую погоду образовались сосульки: в оттепель или в

Пойманные тени
Ой, тени, тени черные, Кого вы не нагоните? Кого не перегоните? Вас только, тени черные, Нельзя поймать – обнять!

Цыпленок в яйце
Свойствами теней вы можете воспользоваться, чтобы показать товарищам интересную шутку. Из промасленной бумаги устройте экран; для этого достаточно затянуть такой бумагой квадратный

Карикатурные фотографии
Многие не знают, что фотографический аппарат можно устроить и без увеличительного стекла (объектива), пользуясь просто маленьким круглым отверстием. Изображения получаются при этом

Задача о солнечном восходе
Вы наблюдали восход Солнца ровно в 5 часов. Как известно, что свет распространяется не мгновенно: требуется некоторое время, чтобы лучи успели дойти от источника света до глаза набл

Видеть сквозь стены
В девяностых годах прошлого века продавался любопытный прибор под громким названием: “рентгеновский аппарат”. Помню, как я был озадачен, когда еще школьником впервые взял в руки эту

Говорящая “отрубленная” голова
“Чудо” это нередко показывалось в странствующих по провинции “музеях” и “паноптикумах”. Непосвященного оно положительно ошеломляет: вы видите перед собой небольшой столик с тарелкой

Впереди или сзади?
Есть не мало вещей домашнего обихода, с которыми многие люди обращаются нецелесообразно. Мы уже указывали раньше, что иные не умеют пользоваться льдом для охлаждения: ставят охлажда

Можно ли видеть зеркало?
Вот еще доказательство недостаточного знакомства нашего с обыкновенным зеркалом: на поставленный в заголовке вопрос большинство отвечает неправильно, хотя все глядятся в зеркало еже

Кого мы видим, глядя в зеркало?
“Разумеется, самих себя, – ответят многие, – наше изображение в зеркале есть точнейшая копия нас самих, сходная с нами во всех подробностях”. Не угодно ли, однако, убедитьс

Рисование перед зеркалом
Нетождественность зеркального отражения с оригиналом еще заметнее выступает в следующем опыте. Поставьте перед собой отвесно на стол зеркало, положите перед ним бумажку и п

Расчетливая поспешность
Мы знаем, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно, т. е. скорейшим путем. Но свет избирает скорейший путь также и в том случае, когда не идет от одной точки к друг

Полет вороны
Уменье находить кратчайший путь в случаях, подобных сейчас рассмотренным, может пригодиться для решения некоторых головоломок. Вот пример одной из таких задач. На ветке дер

Новое и старое о калейдоскопе
Всем известна хорошая игрушка, носящая название калейдоскопа: горсточка пестрых осколков отражается в двух или трех плоских зеркальцах и образует удивительно красивые фигуры, разноо

Дворцы иллюзий и миражей
Рис. 106. Троекратное отражение стен центрального зала дает 36 зал.

Почему и как преломляется свет?
То, что при переходе из одной среды в другую луч света преломляется, многим представляется странным капризом природы. Кажется непонятным, почему свет не сохраняет в новой среде перв

Когда длинный путь проходится быстрее, чем короткий?
Но неужели ломаный путь может быстрее привести к цели, чем прямой? Да, в тех случаях, когда скорость движения в различных частях пути различна. Вспомните, что приходится делать жите

Новые Робинзоны
Без сомнения, вы знаете, как герои романа Жюля Верна “Таинственный остров”, заброшенные на необитаемую землю, добыли огонь без спичек и огнива. Робинзону явилась на помощь молния, з

Как добыть огонь с помощью льда?
Материалом для двояковыпуклой линзы, а следовательно, и для добывания огня, может послужить также лед, если он достаточно прозрачен. При этом лед, преломляя лучи, сам не нагревается

С помощью солнечных лучей
Проделайте еще опыт, тоже легко выполнимый в зимнее время. Положите на снег, заливаемый солнечным светом, два одинаковой величины лоскутка ткани, светлый и черный. Через час или два

Старое и новое о миражах
Вероятно, всем известно, в чем заключается физическая причина обыкновенного миража. Раскаленный зноем песок пустыни приобретает зеркальные свойства оттого, что прилегающий к нему на

Почему появляется зеленый луч?
Вы поймете причину явления, если вспомните, в каком виде представляются нам предметы, когда мы смотрим на них сквозь стеклянную призму. Проделайте такой опыт: держите призму у глаза

Когда не было фотографии
Фотография успела сделаться в нашем быту столь привычной, что мы и не представляем себе, как обходились без нее наши предки, даже и не очень отдаленные. В “Записках Пиквикского клуб

Чего многие не умеют?
Фотография проникла к нам в сороковых годах прошлого века сначала в виде так называемой “дагерротипии” [По имени изобретателя этого способа – Дагерра.] – снимков на металлических пл

Искусство рассматривать фотографии
Рис. 120. Каким кажется палец левому и правому глазу, если держать рук

На каком расстоянии надо держать фотографию?
Столь же важно и второе правило – держать снимок в надлежащем расстоянии от глаза; в противном случае нарушается правильная перспектива. Каково же должно быть это расстояние?

Странное действие увеличительного стекла
Близорукие люди, как мы сейчас объяснили, легко могут обыкновенные фотографии видеть рельефными. Но как быть людям с нормальными глазами? Они не могут придвигать изображений очень б

Увеличение фотографий
Нельзя ли изготовлять фотографии так, чтобы нормальный глаз мог правильно рассматривать их, не прибегая к стеклам? Вполне возможно, – для этого достаточно только пользоваться

Лучшее место в кинотеатре
Частые посетители кинотеатров заметили, вероятно, что некоторые картины отличаются необыкновенной рельефностью: фигуры отделяются от заднего плана и настолько выпуклы, что забываешь

Совет читателям иллюстрированных журналов
Воспроизведения фотографий в книгах и журналах имеют, конечно, те же свойства, что и оригинальные снимки: они тоже становятся рельефнее, если рассматривать их одним глазом и с надле

Рассматривание картин
То, что мы сказали о фотографии, до известной степени применимо и к картинам, созданным рукой художника: их всего лучше рассматривать тоже с надлежащего расстояния. Только при этом

Что такое стереоскоп?
Переходя от картин к телесным предметам, зададим себе вопрос: почему, собственно, предметы кажутся нам телесными, а не плоскими? На сетчатке нашего глаза изображение получается ведь

Наш естественный стереоскоп
При рассматривании стереоскопических изображений можно обойтись и без какого‑либо прибора: надо лишь приучить себя соответствующим образом направлять глаза. Результат получает

Одним и двумя глазами
На рис 130 вверху слева воспроизведены фотографии, изображающие три аптечные склянки как будто одинаковых размеров. Как бы внимательно вы ни рассматривали эти изображения, вы не обн

Простой способ разоблачать подделки
Имеются два совершенно одинаковых рисунка, например два равных черных квадрата. Рассматривая их в стереоскоп, мы увидим один квадрат, ничем не отличающийся от каждого из двух в отде

Зрение великанов
Когда предмет находится очень далеко от нас, далее 450 м, то расстояние между нашими глазами не может уже влиять на различие зрительных впечатлений. Далекие здания, отдаленные горы,

Вселенная в стереоскопе
Если мы направим стереотрубу на Луну или какое‑нибудь другое небесное тело, мы никакого рельефа не заметим. Этого и следовало ожидать, ибо небесные расстояния чересчур велики

Зрение тремя глазами
Не думайте, что третий глаз здесь такая же обмолвка, как третье ухо в устах взволнованного Ивана Игнатьевича из “Капитанской дочки”: “Он вас в рыло, а вы его в ухо, в другое, в трет

Что такое блеск?
Стереофотография, воспроизведенная у нас на рис. 133, изображает многогранники: один – черным по белому, другой – белым по черному. Что мы увидели бы, если бы взглянули на эти рисун

Зрение при быстром движении
Раньше мы говорили, что различные изображения одного и того же предмета, сливаясь в нашем глазу при быстром чередовании, создают зрительное впечатление рельефности. Возника

Сквозь цветные очки
Если вы станете смотреть через красное стекло на надпись, сделанную красным по белому, то увидите ровный красный фон, – и только. Никаких следов надписи вы не заметите, так как крас

Неожиданные превращения окраски
Здесь уместно рассказать о серии опытов, очень нравившихся посетителям “Павильона занимательной науки” в Ленинградском ЦПКО на Кировских островах. Один из уголков помещения обставле

Высота книги
Предложите гостю указать пальцем на стене, какой высоты достигнет книга, которую он держит в руках, если поместить ее стоймя на полу. Когда он сделает это, поставьте в самом деле кн

Размеры башенных часов
Рис. 135. Размеры башенных часов Вестминстерского аббатства.

Белое и черное
Взгляните издали на рис. 136 и скажите: сколько черных кружков могло бы поместиться в свободном промежутке между нижним кружком и одним из верхних кружков – четыре или пять?

Какая буква чернее?
Рис. 139 дает возможность познакомиться с другим несовершенством нашего глаза – астигматизмом. Если взглянете на него одним глазом, то из четырех букв этой надписи не все, ве

Живые портреты
Рис. 140. Загадочный портрет. Всем, вероятно, приходилось вид

Воткнутые линии и другие обманы зрения
Рис. 141. Поместите одни глаз (закрыв другой) приблизительно в той точке, где пересекаю

Как видят близорукие
Близорукий без очков видит плохо; но что, собственно, он видит и какими именно представляются ему предметы – об этом люди с нормальным зрением имеют весьма смутное представление. Ме

Звук вместо мерной ленты
Знанием скорости распространения звука в воздухе можно иной раз пользоваться для измерения расстояния до недоступного предмета. Такой случай описан Жюлем Верном в романе “Путешестви

Звуковые зеркала
Стена леса, высокий забор, строение, гора – всякая вообще преграда, отражающая эхо, есть не что иное, как зеркало для звука; она отражает звук так же, как плоское зеркало отр

Звуки в театральном зале
Кто много раз посещал различные театры и концертные залы, тому хорошо известно, что в смысле слышимости залы бывают с хорошей акустикой и с плохой акустикой; в одних помещениях голо

Эхо со дна моря
Долгое время человек не извлекал из эхо никакой пользы, пока не придуман был способ измерять с помощью его глубину морей и океанов. Изобретение это зародилось случайно. В 1912 г. за

Жужжание насекомых
Почему насекомые часто издают жужжащие звуки? В большинстве случаев у них вовсе не имеется для этого никаких особых органов; жужжание, слышимое только при полете, обусловлено просто

Слуховые обманы
Если мы почему‑либо вообразили, что источник легкого шума находится не вблизи нас, а значительно дальше, то звук покажется нам гораздо громче. Подобные иллюзии слуха сл

Где стрекочет кузнечик?
Очень часто мы ошибочно определяем не расстояние, а направление, в каком находится звучащий предмет. Уши наши довольно хорошо различают, раздался ли звук выстрела справа ил

Курьезы слуха
Когда мы грызем твердый сухарь, мы слышим оглушительный шум, между тем как наши соседи едят те же сухари без заметного шума. Как ухитряются они избегать этого грохота? Дело