Без малого 3 года назад всеми уважаемая мануфактура A. Lange and Sohne из немецкого центра часовой промышленности Гласхютте представила на Женевском салоне красивое, а главное практичное решение классической задачи часовой инженерии: часы с месячным запасом хода. Впрочем, простым это решение никак назвать было нельзя – оно явилось результатом пятилетних инженерных изысканий и 12-месячного тщательного тестирования. Зато всего спустя год после премьеры работающая модель Lange 31 поступила в продажу
Две проблемы
Вопросом увеличения запаса хода занимались многие часовые марки с переменным успехом. Основной конструкторский подход состоит в разработке механизма с несколькими заводными барабанами. Использование новых сплавов и материалов позволяет мануфактурам создавать длинные и мощные пружины. А общая тенденция к увеличению размеров корпуса часов соответственно дает возможность размещать в них механизмы с большими барабанами. Чем больше цилиндров с ходовой пружиной и чем больше их размер, тем больше энергии можно в них запасти.
Правда, эта «медаль» имеет и обратную сторону – изохронность колебаний системы «баланс-спираль». По мере ослабевания завода ходовой пружины существенно уменьшается момент инерции, передаваемый на колесо баланса. Соответственно амплитуда колебаний колеса также ощутимо уменьшается. Такое непостоянство отрицательно сказывается на равномерности и точности хода часов: при полном заводе ходовой пружины часы будут отставать, а с уменьшением момента и амплитуды – спешить. Поэтому в среднем современная часовая механика имеет запас хода 40 часов и пружину длиной 40-70 см, что позволяет с некоторой погрешностью пренебречь проблемой изохронности.
Таким образом, для создания механизма с увеличенным запасом хода часовщики должны найти удачное решение двух взаимосвязанных задач: во-первых, выбрать конструкцию и размеры заводных барабанов, форму и материал ходовых пружин, а, во-вторых, решить проблему постоянной силы, передаваемой на колесо баланса. И чем мощнее пружина, тем сложнее и оригинальнее требуется решение второй задачи.
«Задача 31» - соревнование амбиций
Задача создания механизма, не требующего подзавода на протяжении 31 дня, очень красива по своей сути и очень сложна по исполнению, поэтому решившая ее мануфактура гарантировала бы себе очень серьезный конкурентный аргумент и всплеск внимания к ней. Поэтому, после возрождения швейцарской часовой промышленности в 90-ых годах XX века несколько крупнейших и авторитетнейших часовых компаний предпринимали попытки достигнуть отметки в 31 день запас хода. Однако, толи просто не найдя удовлетворительного конструктивного решения, толи усомнившись в перспективности дальнейших исследований в этом направлении (ведь не нужно забывать, что подобные поиски сопровождаются солидными финансовыми затратами, которые не ясно когда окупятся и окупятся ли вообще), вынуждены были отказаться от этой затеи.
Две проблемы
Вопросом увеличения запаса хода занимались многие часовые марки с переменным успехом. Основной конструкторский подход состоит в разработке механизма с несколькими заводными барабанами. Использование новых сплавов и материалов позволяет мануфактурам создавать длинные и мощные пружины. А общая тенденция к увеличению размеров корпуса часов соответственно дает возможность размещать в них механизмы с большими барабанами. Чем больше цилиндров с ходовой пружиной и чем больше их размер, тем больше энергии можно в них запасти.
Правда, эта «медаль» имеет и обратную сторону – изохронность колебаний системы «баланс-спираль». По мере ослабевания завода ходовой пружины существенно уменьшается момент инерции, передаваемый на колесо баланса. Соответственно амплитуда колебаний колеса также ощутимо уменьшается. Такое непостоянство отрицательно сказывается на равномерности и точности хода часов: при полном заводе ходовой пружины часы будут отставать, а с уменьшением момента и амплитуды – спешить. Поэтому в среднем современная часовая механика имеет запас хода 40 часов и пружину длиной 40-70 см, что позволяет с некоторой погрешностью пренебречь проблемой изохронности.
Таким образом, для создания механизма с увеличенным запасом хода часовщики должны найти удачное решение двух взаимосвязанных задач: во-первых, выбрать конструкцию и размеры заводных барабанов, форму и материал ходовых пружин, а, во-вторых, решить проблему постоянной силы, передаваемой на колесо баланса. И чем мощнее пружина, тем сложнее и оригинальнее требуется решение второй задачи.
«Задача 31» - соревнование амбиций
Задача создания механизма, не требующего подзавода на протяжении 31 дня, очень красива по своей сути и очень сложна по исполнению, поэтому решившая ее мануфактура гарантировала бы себе очень серьезный конкурентный аргумент и всплеск внимания к ней. Поэтому, после возрождения швейцарской часовой промышленности в 90-ых годах XX века несколько крупнейших и авторитетнейших часовых компаний предпринимали попытки достигнуть отметки в 31 день запас хода. Однако, толи просто не найдя удовлетворительного конструктивного решения, толи усомнившись в перспективности дальнейших исследований в этом направлении (ведь не нужно забывать, что подобные поиски сопровождаются солидными финансовыми затратами, которые не ясно когда окупятся и окупятся ли вообще), вынуждены были отказаться от этой затеи.
Первые в мире часы с месячным запасом хода были изготовлены часовщиком из Невшателя Фердинандом Бертхаудом (Ferdinand Berthoud, 1727-1807) – учителем некоего Авраама-Луи Бреге. Этот роскошный золотой репетир с функцией уравнения времени датирован 1760 годом изготовления.
Сегодня многие признанные часовые «монстры» имеют на вооружении мануфактурные механизмы с 7-10 днями автономности: это и Patek Philippe, и IWC, и Audemars Piguet, и Blancpain, и Officine Panerai, и Jaeger-LeCoultre. Инженерные приемы, позволяющие достичь определенного результата, естественно разнятся. Так, в некоторых моделях использование нескольких заводных барабанов позволяет ограничивать «рабочую длину» основного источника энергии и пружина следующего барабана включается в работу механизма при определенной степени ослабевания предыдущей. Другим походом является использование особых конструкций спуска часов, например, спуска прямого действия. Некоторые марки активно и небезуспешно работают над формой и материалом ходовой пружины. Однако для создания месячного запаса хода с адекватным размером механизма требовалось что-то особенное.
В 2006 году имеющий сомнительную репутацию выходец из Ташкента Джейкоб Арабо (Яков Арабов) представил миру концепт модели Jacob & Co. The Quenttin, посвященной известному голливудскому режиссеру Квентину Тарантино. Естественно, что турбийон с 31-дневным запасом хода это не горсть бриллиантов, поэтому механизм был разработан известной компанией BNB Concept, которая специализируется на аутсорсинге проектирования и производства сложнейших механических узлов для многих швейцарских брендов. Как это часто случается с подобными проектами, до рабочего варианта предстоял еще долгий и тернистый путь и в продажу эти часы поступили лишь спустя около 2 лет. Месячную автономность обеспечивают 7 (!) заводных барабанов, видимых сквозь стекло циферблата.
Футуристический Quenttin от ювелирного бренда Jacob & Co – экстремально большие и тяжелые часы
Определенную космичность модели подчеркивает редкость материалов, из которых изготовлен корпус – на фото модель в красном магнии
Но даже если отбросить сомнения касательно реального практического функционирования этого механизма (возможно, это необоснованные предубеждения, но непросто заставить себя всерьез воспринимать столь сложное и серьезное инженерное решение от бренда Jacob & Co.), то размеры 56 x 47 x 21.5 мм этого «космического корабля» впечатляют. Нехитрые подсчеты дают нам площадь этой громадины 2632 мм2, а в совокупности с весом в 380 граммов не оставляют сомнений: The Quenttin это скорее очень дорогой автоматон, а не наручные часы.
Сила постоянства
За 31 день до начала Женевского салона SIHH-2007 модель «Lange 31» была представлена публике. Задача была сформулирована просто и амбициозно: часы должны обладать одинаковой точностью хода как в первый день после завода, так и в 31-ый.
«Чем-то особенным», что позволило мануфактуре A. Lange and Sohne блестяще решить «задачу 31», оказался спуск постоянной силы – известное уже несколько столетий устройство постоянной силы. Его ключевым элементом является плоская небольшая вспомогательная пружина, которая периодически перезаводится от основной пружины и обеспечивает относительно стабильный вращающий момент, невзирая на степень завода основной пружины. Поэтому использованное A. Lange and Sohne устройство постоянной силы назовем «аккумулятор энергии», как наиболее точно отражающим суть. Также его иногда называют ремонтуаром.
Терминологическая врезка
Следует быть осторожным при использовании термина «ремонтуар» для обозначения устройства постоянной силы, которое использовали часовщики Lange. Дело в том, что этот термин имеет существенно отличающееся значения в англоязычной и русскоязычной часовой терминологии. Термин «remontoir» или «remontoire» используется для обозначения устройства постоянной силы в часах – вспомогательной пружины (или другого устройства), призванной решить проблему изохронности. В русском языке слово «ремонтуар» обозначает любой механизм для завода часов и перевода стрелок без использования заводного ключа. Скорее всего, несоответствие возникло из-за неточностей перевода много десятилетий тому назад, однако терминология в обоих случаях сложившаяся и устоявшаяся, поэтому следует иметь это в виду, иначе Вы рискуете быть не понятым.
Принцип работы такого устройства постоянной силы был использован в моделях с турбийоном от F.P. Journe и DeWitt. Но элегантные и новаторские особенности аккумулятора энергии, разработанного часовщиками из Гласхютте, позволили решить проблему изохронности для поистине грандиозной автономности механизма.
Тот факт, что именно A. Lange and Sohne удалось первой создать модель с месячным запасом хода, ни у кого не вызвал удивления. Ведь инженерные изыскания постоянной силы для дома Lange являются, если можно так выразиться, «Family Business» (Семейное Дело). Отец-основатель бренда Фердинанд Адольф Ланге еще в 1866 изобрел спуск постоянной силы с прыгающей секундной стрелкой – так называемый секундный ремонтуар – для точных карманных часов. Позже он разработал похожую конструкцию для больших напольных часов с 10-метровым маятником, которые сейчас стоят в штаб-квартире Lange в Гласхютте и до сих пор точно показывают время персоналу мануфактуры.
А в 2005 году A. Lange and Sohne первыми решились интегрировать в часовой механизм модели Lange Tourbillon `Pour le Merite` фузею – другое известное устройство постоянной силы, изобретение которой связывают с самим Леонардо да Винчи. Соответственно, фузея была придумана более чем 5 веков назад и узла баланса тогда не существовало в принципе. Фузею можно смело называть самым древним устройством постоянной силы. Основным передаточным элементом фузейного блока является миниатюрная цепь. Недостатками такого решения, являются большой объем требуемого места под цепной блок и значительное количество деталей. Эти проблемы приобретали грандиозный размер для месячного запаса хода. Поэтому для решения задачи «31» от этого варианта пришлось отказаться в пользу аккумулятора энергии.
Тот самый чертеж фузеи, выполненный Леонардо да Винчи, который позволил связать изобретение этого первого устройства постоянной силы с именем гения эпохи Возрождения
12 сезонов подзавода
Рассмотрим подробнее каким образом достигается подобный впечатляющий результат. Мануфактурный механизм, получивший номер L034.1 комплектуется двумя огромными барабанами с внутренним диаметром 25 мм, расположенными один над другим. Барабан занимает ¾ площади основной платины механизма. В каждом из барабанов помещена пружина длиной 1850 мм. Таким образом, совокупная длина обеих пружин достигает почти 4 метра (!). Если верить пресс-релизу от Lange, их совместной энергии достаточно для подъема 100-граммовой плитки шоколада на высоту 320 см. Логично, что для завода столь мощных пружин заводную головку пришлось бы крутить обременительно долго. Поэтому пришлось прибегнуть к классической технологии заводного ключа, применяемой в исторических карманных часах. Усилие рычага, создаваемое ключом, позволило выбрать приемлемое передаточное число: так для полного завода требуется 31 оборот, по обороту на каждый день. Стандартную заводную головку пришлось бы провернуть более 5 сотен раз. Ключ оснащен специальной встроенной «трещоткой» и ограничителем завода, которые позволяют осуществлять плавный завод и предохранять от непреднамеренного перенатяжения пружины соответственно. Квадратный «интерфейс» ключа находится на задней крышке модели.
Заводной ключ оснащен ограничителем от перенатяжения пружин и устройством плавного завода
Длина каждой ходовой пружины 1,85 м
Как уже упоминалось ранее, для решения проблемы равномерной точности хода при столь мощных ходовых пружинах, был использовано устройство постоянной силы. Вспомогательная пружина, которая, по сути, и является аккумулятором энергии, расположена на оси сдвоенного четвертого (секундного) колеса, которое соединено с трибом анкерного колеса спуска. Один конец этой пружины закреплен на цапфе оси, а другой конец, внешний, на цилиндрическом штифте, который поворачивается каждые 10 секунд на 60 градусов и перенатягивает эту пружину. Задачу контроля точности и аккуратности этой последовательности движений поручено балансу. В рассматриваемом механизме он не только обеспечивает равномерное вращение вала четвертого колеса, который непосредственно связан с индикацией точного времени, но также контролирует циклический завод спуска постоянной силы. Для этого используется кулачок, имеющий форму так называемого многоугольника Рело, а если быть точнее – треугольника Рело, названного в честь немецкого инженера XIX-века Франца Рело, хотя идея была известна и до него. Этот многоугольник обладает рядом уникальных математических свойств и имеет очень широкое и разнообразное применение на практике, в частности в инженерии. Грубо говоря, этот кулачок имеет форму равностороннего треугольника с выпуклыми сторонами. Он закреплен на четвертом колесе и каждый 10 секунд или другими словами после 60 градусов вращения он двигает специальный «качающийся» рычаг, слегка напоминающий грушу. Внутри этого рычага расположены 2 паллеты, которые поочередно входят в зацепление с однозубым колесом, соединенным с помощью колес с заводным барабаном, и быстро останавливают его движение после поворота на 180 градусов. Каждый поворот этого колеса сопровождается перезаводом вспомогательной пружины за доли секунды и на протяжении следующих 10 секунд она передает энергию на колесо спуска (анкерное колесо). В течение этих 10 секунд вращающий момент изменяется незначительно, поэтому в среднем передаваемое количество энергии можно считать постоянным на протяжении всего 31-дневного периода.
Основные элементы устройства постоянной силы механизма в модели Lange 31
Последовательность операций спуска постоянной силы, который, несомненно, напоминает классический спуск, можно наблюдать сквозь прозрачное сапфировое стекло с тыльной стороны корпуса. Кроме того для максимальной наглядности опора оси четвертого колеса, на которой расположена пружина ремонтуара и кулачок, выполнена из прозрачного сапфирового камня. Это позволяет наблюдать взаимодействие кулачка и паллет рычага устройства постоянной силы.
Опора оси, на которой расположена вспомогательная пружина (2), сделана из прозрачного сапфирового камня (1). Это позволяет наблюдать обладателю этого шедевра за взаимодействием кулачка в форме треугольника Рело и палетт качающегося рычага
Таким образом, предложенная часовщиками Lange реализация спуска постоянной силы позволяет избежать негативного влияния уменьшения момента инерции, обеспечиваемого заводным барабаном, и как результат имеем постоянную амплитуду колебаний, однородное снабжение энергией, один и тот же уровень точности часов, что на первый день, что на 31-ый. На 31-ый день специальное стоп-устройство остановит механизм, так как момента вращения заводного барабана будет недостаточно для завода вспомогательной пружины. Спуск постоянной силы не сможет надежно функционировать, а часы идти с необходимой точностью.
Схема устройства постоянной силы Lange 31
Без прошлого нет будущего
«Lange 31», будучи моделью класса Grand Complication, занимает особое место в этом почетном семействе. Она является, по сути, рафинированным часовым инженерным искусством. В этой модели на первый взгляд ничто не выдает сверхсложных часов. Нет ни кинетического волшебства турбийона, не потрясающего чистотой звука репетира, ни значительного количества индикаторов вечного календаря, ни восьми ретроградных стрелок, ни сюрреалистической системы индикации времени, ни прочих неотъемлемых атрибутов высокого часового искусства. Только разве что 46-миллиметровый размер корпуса, хотя сегодня этим сложно кого-то удивить. Эта модель своего рода кантовская «вещь в себе». И, честно признаться, именно это в ней и подкупает.
С другой стороны, очевидно, что практической необходимости в месячном запасе хода наручных часов, учитывая все сопутствующие факторы в виде цены (ориентировочная цена платиновой «Lange 31» 180 000 $) и сложности изготовления, нет, и пропала она одновременно с удачной комплектацией часового механизма таким компонентом, как ротор автоподзавода. Ведь настройка такого аккумулятора энергии – задача не менее сложная и кропотливая, чем настройка спуска в турбийоне, и занимает не одну неделю времени. Представляя восхищенной публике такие удачные и сложные экземпляры, марка демонстрирует свои возможности, свой творческий и инженерный потенциал и возможность его реализовать с одной стороны, и еще раз напоминает о своем богатом часовом наследии с другой. В некоторой степени утверждает и усиливает свои позиции. Ведь сколько бы сами бренды не говорили, что не нуждаются в этом, жестокая конкуренция делает свое дело.
Механизм Lange 31 декорирован с тыльной стороны традиционным Cotes de Geneve. Слева верху – «интерфейс» заводного ключа
Лицевая сторона механизма декорирована в технике «перлаж». Двойной диск даты – фирменный признак часов A. Lange and Sohne
Перспективность же дальнейших работ над увеличением запаса хода, либо поиском альтернативных вариантов решения той же задачи месячного запаса хода, связана с одновременными исследованиями в двух тесно переплетенных направлениях. Поиск и разработка новых материалов, новых сплавов для изготовления ключевых деталей часового механизма, как-то ходовой пружины или элементов колебательной системы «баланс-спираль», которые позволят улучшить их динамические свойства. И, в то же время, активная работа с архивами, с блестящими конструкторскими решениями, которые были заброшены изобретателями в виду казавшейся бесперспективности, которые опередили свое время и были не поняты современниками, которые, возможно, требуют последнего штриха доработки, чтобы начать эффективно функционировать. Ведь именно подобные блестящие инженерные идеи позволяют часовщикам создавать часы, о которых будут говорить, за которые будут платить и которыми будут восхищаться.
И дольше века
Спустя три года после презентации Lange 31 ее создатель Антони де Хаас рассказал следующую историю. Ему позвонил один из владельцев модели коллекционер из Сингапура и сообщил, что он забыл завести часы, и они идут уже 37 дней без ущерба точности. Господин де Хасс схватился за голову: это означает, что сломался регулятор завода и пружина будет раскручиваться, рискуя сломать устройство постоянной силы. Но клиент был так доволен, что его с большим трудом удалось уговорить прислать часы для ремонта. Это было на 42-й день. Часы по-прежнему шли точно.
Иван Гопей, специальный материал для ресурса LuxWatch.ua и журнала «Мои Часы».
* * *
«Lange 31» предлагается в двух вариантах: платина или розовое золото. Корпус естественно получился не маленьким – 46 мм в диаметре и 15.9 мм высоту. Вес платиновой версии – 230г. Циферблат выполнен из серебра. Центральные часовая и минутная стрелка, маленькая секундная стрелка в позиции «6 часов». Конечно же, большой, почти на треть циферблата индикатор запаса хода. Его черная разметка нанесена в стиле Chemin de Fer или Railway (железная дорога). Крайняя «станция» имеет красный цвет – сигнал к тому, что пора заводить часы. Фирменная двойная дата и кнопка для ее перевода на позиции «10 часов». Стрелки в форме пик из белого золота. Вручную прошитый ремешок из крокодиловой кожи, с платиновой простой застежкой Lange.
