นาฬิกา H4 ของแฮร์ริสัน: หัวใจสำคัญของการปฏิวัติการเดินเรือในศตวรรษที่ 18

ในปี ค.ศ. 1767 สมาคมดาราศาสตร์หลวงแห่งสหราชอาณาจักรได้เผยแพร่เอกสารทางเทคนิคฉบับละเอียดเกี่ยวกับนาฬิกาเดินเรือรุ่น H4 ที่ล้ำสมัยของจอห์น แฮร์ริสัน (John Harrison) เอกสารฉบับนี้ได้รับการยกย่องให้เป็นหนึ่งในสิ่งพิมพ์ที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์ของโครโนมิเตอร์สำหรับการเดินเรือ วันนี้เราจะมาดูเทคโนโลยีที่ล้ำสมัยของ H4 ผ่านเอกสารฉบับนี้กัน

การออกแบบที่ล้ำสมัยเพื่อการวัดเวลาที่แม่นยำ

1. ระบบส่งกำลังที่สม่ำเสมอ

[Fig. 5 - ระบบฟิวซีและสปริงหลัก]

คุณลักษณะที่น่าทึ่งที่สุดของ H4 คือวิธีการส่งกำลัง ดังที่เห็นได้ในภาพด้านบน มันถูกออกแบบมาเพื่อส่งกำลังที่สม่ำเสมอผ่านล้อแรกและฟิวซี (Fusee) โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยแรทเช็ตที่มีฟัน 55 ซี่และแรทเช็ตถาวรที่มีฟัน 75 ซี่ ทำให้สามารถส่งกำลังได้อย่างแม่นยำ

[Fig. 4 - ระบบล้อควบคุมและระบบหมุด 8 ตัว]

นอกจากนี้ยังมีการใช้ระบบรีมอนทัวร์ (remontoire) ที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งหมุนโดยอัตโนมัติทุกๆ 8 ใน 1 นาที ผ่านหมุด 8 ตัวที่ติดตั้งบนล้อควบคุม นี่เป็นหลักการเดียวกับการฝังนาฬิกาขนาดเล็กที่ทำงานทุกๆ 8 วินาที

2. ระบบการปรับอุณหภูมิ

[Fig. 12 - ระบบเทอร์โมมิเตอร์และบาลานซ์]

หนึ่งในปัญหาที่ใหญ่ที่สุดของนาฬิกาในเวลานั้นคือข้อผิดพลาดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ภาพด้านบนแสดงอุปกรณ์ "เส้นโค้งเทอร์โมมิเตอร์" ที่แฮร์ริสันคิดค้นขึ้น อุปกรณ์นี้ทำงานร่วมกันเป็นระบบเดียวกันประกอบด้วยแผ่นด้านบนที่ทำเครื่องหมาย AA บาลานซ์ที่ทำเครื่องหมาย BB และเทอร์โมมิเตอร์ที่ทำเครื่องหมาย aa เพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

3. การออกแบบเอสเคปเมนต์ที่ล้ำสมัย

[Fig. 8 - รายละเอียดของแพลเล็ต]

[Fig. 9 - อัตราส่วนของบาลานซ์และล้อบาลานซ์]

การออกแบบเอสเคปเมนต์ที่ล้ำสมัยสามารถเห็นได้ในรูปที่ 8 และ 9 โดยเฉพาะอย่างยิ่งแพลเล็ตในรูปที่ 8 ถูกวาดด้วยขนาด 10 เท่าของขนาดจริงเพื่อแสดงโครงสร้างโดยละเอียด และรูปที่ 9 แสดงอัตราส่วนที่แม่นยำระหว่างบาลานซ์ ล้อบาลานซ์ และแพลเล็ต

เทคโนโลยีรายละเอียดเพื่อเพิ่มความแม่นยำ

1. การออกแบบชุดเฟืองที่ประณีต

[Fig. 3 - ล้อที่ 2 และล้อที่ 3]

ชุดเฟืองของ H4 ได้รับการออกแบบอย่างประณีตมาก ล้อที่ 2 มีฟัน 120 ซี่ และล้อที่ 3 มีฟัน 144 ซี่ โดยแต่ละอันจะประกบกับเพียเนียน 18 ฟันและ 16 ฟันตามลำดับ เพื่อส่งกำลังที่แม่นยำ

2. กระบวนการผลิตชิ้นส่วนที่แม่นยำ

สุดท้ายสิ่งที่ควรสังเกตคือวิธีการชุบแข็งแบบใหม่ของแฮร์ริสัน เขาใช้อัลลอยที่ควบคุมอัตราส่วนของตะกั่วและพิวเตอร์อย่างแม่นยำ โดยแกนสมดุลใช้พิวเตอร์และตะกั่วในอัตราส่วน 1:12 และสปริงสมดุลและเพียเนียนใช้ในอัตราส่วน 1:17 ผสมแล้วผ่านการชุบแข็งที่อุณหภูมิที่ต่างกัน

บทสรุป

H4 ของแฮร์ริสันไม่ใช่แค่เพียงนาฬิกาธรรมดา แต่เป็นผลงานชิ้นเอกที่รวมเอาเทคโนโลยีเครื่องจักรกลที่แม่นยำที่สุดในศตวรรษที่ 18 ไว้ด้วยกัน ภาพวาดที่เราได้ตรวจสอบข้างต้นแสดงให้เห็นถึงความสามารถด้านวิศวกรรมที่ยอดเยี่ยมของเขา และได้กลายเป็นรากฐานของการสร้างนาฬิกาที่แม่นยำในปัจจุบัน

การออกแบบที่ล้ำสมัยนี้ไม่เพียงแต่มีส่วนช่วยอย่างมากต่อความก้าวหน้าของการเดินเรือเท่านั้น แต่ยังมีอิทธิพลอย่างมากต่อวิศวกรรมเครื่องจักรกลที่แม่นยำโดยรวม มรดกของ H4 ยังคงเป็นมาตรฐานสำหรับการสร้างเครื่องจักรกลความแม่นยำสูงมาจนถึงทุกวันนี้

[ลิงก์ต้นฉบับ]

https://incoherency.co.uk/blog/stories/principles-harrison-timekeeper.html

#วิศวกรรมนาฬิกา #เทคโนโลยีการเดินเรือ #สิ่งประดิษฐ์ #การปฏิวัติอุตสาหกรรม #เครื่องจักรกลที่แม่นยำ #ประวัติศาสตร์ #จอห์น แฮร์ริสัน

#โครโนมิเตอร์ H4 #ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี