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En 1767, la Royal Society britannique d'astronomie publia un document technique détaillé sur la montre marine révolutionnaire H4 de John Harrison. Ce document est considéré comme l'une des publications les plus importantes de l'histoire du chronomètre maritime. Aujourd'hui, nous allons examiner les technologies innovantes de la H4 à travers ce document.
Une conception innovante pour une mesure précise du temps
1. Système de transmission d'énergie uniforme
[Fig. 5 - Système de fusée et de ressort principal]
La caractéristique la plus remarquable de la H4 est son mode de transmission d'énergie. Comme le montre l'illustration ci-dessus, elle a été conçue pour fournir une force constante grâce à la première roue et à la fusée. Plus précisément, un cliquet à 55 dents et un cliquet permanent à 75 dents permettaient une transmission d'énergie précise.
[Fig. 4 - Roue de contrepoids et système à 8 broches]
De plus, elle comportait un système remontoir original avec huit broches montées sur la roue de contrepoids, qui se remontait automatiquement toutes les 8 secondes. C'est comme si elle intégrait une petite montre fonctionnant toutes les 8 secondes.
2. Système de compensation de température
[Fig. 12 - Système de thermomètre et de balancier]
L'un des principaux problèmes des horloges à l'époque était l'erreur due aux variations de température. L'illustration ci-dessus montre le dispositif de "courbe de thermomètre" inventé par Harrison. Ce dispositif fonctionnait comme un système unique composé de la plaque supérieure indiquée par AA, du balancier indiqué par BB et du thermomètre indiqué par aa pour répondre aux variations de température.
3. Conception révolutionnaire de l'échappement
[Fig. 8 - Schéma détaillé de la palette]
[Fig. 9 - Rapport entre le balancier et la roue de balancier]
La conception révolutionnaire de l'échappement peut être observée sur les figures 8 et 9. La figure 8 montre une palette dessinée à 10 fois sa taille réelle afin de montrer sa structure détaillée. La figure 9 montre le rapport précis entre le balancier, la roue de balancier et la palette.
Techniques détaillées pour améliorer la précision
1. Conception précise du train d'engrenages
[Fig. 3 - Deuxième et troisième roues]
Le train d'engrenages de la H4 a été conçu avec une grande précision. La deuxième roue a 120 dents et la troisième roue 144 dents, et elles s'engrènent respectivement avec des pignons de 18 et 16 dents pour transmettre une puissance précise.
2. Procédé de fabrication de pièces précises
Enfin, il convient de noter la méthode de traitement thermique révolutionnaire de Harrison. Il a utilisé un alliage dont il a précisément contrôlé le rapport plomb/étain. Les pivots de balancier étaient constitués d'un mélange d'étain et de plomb dans un rapport de 1:12, tandis que le ressort de balancier et les pignons étaient mélangés à 1:17 et traités thermiquement à des températures différentes.
En conclusion
La H4 de Harrison n'était pas une simple montre, mais un chef-d'œuvre qui concentrait les meilleures techniques de mécanique de précision du XVIIIe siècle. Les dessins examinés ci-dessus montrent clairement ses capacités d'ingénierie géniales, et ils ont jeté les bases de la fabrication moderne de montres de précision.
Ces conceptions innovantes ont non seulement contribué au développement de la navigation, mais ont également eu un impact considérable sur l'ensemble de l'ingénierie mécanique de précision. L'héritage de la H4 reste aujourd'hui la référence en matière de fabrication de machines de haute précision.
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