Астрономические часы

Астрономические часы

АСТРОНОМИЧЕСКИЕ ЧАСЫ являются одним из важнейших измерительных приборов в астрономии. Механизм всяких часов сводится к трем основным частям: а) двигатель, б) регулятор, в) передача (см. Часовое производство). а) Двигателем постоянных астрономических часов (переносные астрономические часы см. Хронометры) б. ч. служит гиря в 1,5—2 кг с особым приспособлением в передаточном механизме, не позволяющим астрономическим часам замедлять ход при заводе. В лучших современных астрономических часах Рифлера тяжелая гиря заменена маленьким грузом в 10 г, который сообщает необходимую энергию механизму в течение приблизительно 30 сек.; дойдя до своего нижнего положения, грузик замыкает электрический ток и якорем электромагнита автоматически возвращается в начальное положение. Такое приспособление обеспечивает более равномерную передачу энергии от двигателя регулятору и способствует сохранению постоянства размахов регулятора, б) Регулятором, т. е. собственно измерителем времени, служит маятник.

Время одного полного колебания (полного размаха, полной амплитуды) сложного маятника при обычно малой амплитуде с достаточной точностью дается формулой:

astronom chasy 1

где g - ускорение силы тяжести, α - полуамплитуда, I - длина простого синхронного маятника; если J - момент инерции данного маятника относительно оси привеса, М - его масса, а - расстояние центра тяжести от оси привеса, то l= J : Ма. Время колебания маятника астрономических часов обычно 1 сек., реже - иное (для специальных целей). Отношение J : a и Т суть функции температуры, поэтому в обыкновенных часах иногда, в астрономических часах - всегда маятник снабжается температурной компенсацией. Все виды компенсации основаны на различии коэффициентов расширения различных металлов (сталь, латунь, ртуть и пр.): расширение основного стержня маятника меняет отношение J : a, расширение добавочных металлических частей возвращает его к начальному значению. В лучших астрономических часах основной стержень приготовляется из никелевой стали (сплав 35,7% никеля и 64,3% стали, по Рифлеру), с ничтожно малым коэффициентом расширения, что весьма упрощает и уточняет компенсацию. Время колебания маятника зависит от сопротивления воздуха, которое меняется с изменением барометрического давления: к маятнику присоединяется барометрическая компенсация в виде ртутного или металлического манометра так, чтобы при изменении давления смещение некоторой добавочной массы сохраняло постоянство Т. Примирить термо- и баро-компенсации трудно: иногда устраивают только первую и помещают астрономические часы в герметический футляр с пониженным давлением воздуха, примерно до 650 мм ртутного столба (Рифлер). в) Существеннейшей частью передачи является спуск, передающий маятнику энергию, необходимую для поддержания его размахов, и подчиняющий неравномерное движение двигателя периодическому колебанию маятника. В астрономических часах обычно устраивается т. н. свободный спуск, весьма деликатный, но обеспечивающий свободу качания маятника. Совокупность зубчатых колес передачи приводит в движение стрелки как счетчики времени, отмеренного маятником, и в астрономических часах строится с возможной простотой. Астрономические часы высокого качества устанавливаются в особых изолированных помещениях с возможно постоянной температурой, б. ч. в подвалах, и служат для сравнения и выверки рабочих часов обсерватории, для электрической подачи секундных сигналов на хронографы, для автоматического регулирования астрономических часов меньшей точности в рабочих павильонах, для циферблатов (см. Часы электрические). Несмотря на всю тщательность выполнения, никакие астрономические часы не имеют совершенного хода; по наблюдениям звезд регулярно определяются их поправки и изучается ход.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 1 - 1927 г.