Что такое хронометр на корабле. Хронометр морской

Для обеспечения точным временем навигационных и астрономических определений, связи с берегом, расписания трудовой деятельности экипажа и организации вахтенной службы на каждом судне ведется служба времени. На судах Министерства морского флота СССР службу времени несет третий помощник капитана, а руководство и контроль осуществляют старпом и капитан К основным задачам службы времени относятся: обеспечение показаний судового и точного гринвичского времени на судне; прием радиосигналов точного времени, расчет поправки и суточного хода хронометра и палубных часов; ведение хронометрического журнала; завод хронометров, палубных часов, секундомеров и судовых часов; проверка показаний и согласование судовых часов; наблюдение за работой и хранением хронометра, палубных и судовых часов; перевод стрелок судовых часов при переходе границ поясов времени и линии смены дат; отметка дат и времени на ленте курсографа, барографа и, если это необходимо, хронометраж работы других навигационных приборов и ведение ежесуточного судового штурманского бюллетеня.

Счисление пути судна, навигационные определения, радиосвязь и повседневная жизнь экипажа обеспечиваются судовым временем, которое показывают морские часы с точностью не ниже ±0,5 мин.

Для астрономических определений географических координат места судна в море необходимо знать время с точностью до десятых долей секунды. Для измерения времени с указанной точностью служат хронометры (рис. 88) -точные приборы, устройство которых предусматривает уменьшение влияния температурных колебаний на показания. Кроме морских часов и хронометров, суда снабжаются еще палубными часами и секундомерами.

Рис. 88.

Хронометрами, кроме определения всемирного (гринвичского) времени, которое необходимо знать для определения географических координат судна по астрономическим наблюдениям, пользуются также для поддержания правильных показаний морских часов.

Хронометры на судах устанавливают приближенно по всемирному времени. Счет гринвичского времени ведется от 0 до 24 ч, а циферблат хронометра разделен от 0 до 12 ч. Поэтому показания хронометра в течение суток имеют двойственные значения, например, 4 и 16 ч, 8 или 20 ч и т.д. Это следует иметь в виду при расчетах гринвичского времени, показываемого хронометром. Чтобы установить, в каких случаях следует прибавлять 12 ч, а в каких нет, необходимо предварительно определить приближенное гринвичское время

где T C - судовое время;

№ - номер пояса, по которому установлены судовые часы.

Поправкой хронометра называют разность между всемирным временем и показанием хронометра в один и тот же физический момент, т. е.

где u XP - поправка хронометра;

T ГР - всемирное время;

Т XP - показания хронометра.

Поправка хронометра с течением времени изменяется. Это изменение неодинаково у различных хронометров. Оно зависит от регулировки хронометра и от внешних условий. Изменение поправки хронометра характеризуется ходом хронометра со. Качество прибора определяется постоянством суточного хода.

Поправка хронометра определяется по специальным радиосигналам времени. Время, программы передач и другие сведения сообщаются в Извещениях мореплавателям.

Определяемая поправка хронометра и суточный ход, дата, всемирное время, название радиостанции, фамилия принявшего сигналы и некоторые другие данные записывают в специальный журнал, называемый хронометрическим.

Пример 39. 25 ноября 1969 г. Судовое время Т C = 6 Ч 27 М. Х = 122°30",0 O st (№ 8О st); T XP = 10""27 М 05 С,0. Рассчитать показание гринвичского времени по хронометру.

Решение. Рассчитываем приближенно гринвичское время и дату.

положено было иметь три хронометра.

Когда "НЕВА" и "НАДЕЖДА" под командованием И. Крузенштерна

в 1803 году отправились в первое кругосветное плавание,

"Три настольных хронометра и двое сличительных часов, отпущенных из астрономической обсерватории Кронштадта, были привезены на крейсер "БАЯН" по железной дороге. Всего несколько дней хронометры стояли в комнате отеля, пока для них изготовляли помещение в каюте штурманского офицера; после чего они были бережно перенесены на крейсер и тогда же начались работы по исследованию их." http://vchernik.livejournal.com/41953.html

Часы морские - это специальный прибор для измерения на кораблях точного времени. Аксессуар, как и положено, оснащен минутной и часовыми стрелками. Интересен момент завода подобных часов. Заводятся они раз в неделю в определенный день. Специальный матрос из личного состава боевой части корабля, согласно уставу, должен ежедневно сверяться с хронометром до подъема флага.

Когда-то именно потребности морской навигации привели к созданию часов с особо точным ходом - хронометров.

Интересно, что эпоха Великих географических открытий обошлась без высокоточных приборов.

Бесстрашные первопроходцы открывали новые земли и новые морские пути, опираясь лишь на показания компаса, астролябии, а то и вовсе ориентируясь по звездам.

Только когда мир был поделен и на его карте появились огромные колониальные империи, вопрос о безопасности кораблей в открытом море встал особенно остро.

Естественно, что первой об этом забеспокоилась Британия, занимавшая к тому времени около четверти всей земной поверхности.

В 1714 году британский парламент учредил специальный приз в 20 тысяч фунтов (по сегодняшним меркам это примерно два миллиона долларов) за создание устройства, способного определять долготу судна в любой точке Земли с точностью в полградуса (что равняется 30 минутам географической долготы).

20 тысяч фунтов за точность

С ростом интенсивности океанского мореплавания с устрашающей быстротой стал увеличиваться список судов, погибших не столько от «непреодолимых сил стихии и неизбежных на море случайностей», сколько вследствие неспособности капитанов определить своё местоположение вне видимости береговых ориентиров.

Для этого моряку нужно знать две величины — географическую широту и долготу. И если решение первой половины этой задачи удалось найти уже к середине XV века, то с определением долготы дело обстояло куда сложнее .

Над проблемой определения долготы, т. е. меридиана, на котором в данный момент находится судно, бились прокалённые до черноты океанскими штормами капитаны-практики и бледные кабинетные учёные-теоретики, в жизни не видавшие моря.

Теоретическое решение задачи удалось найти довольно быстро.

Благодаря титаническому трудолюбию датского астронома Тихо Браге и гению таких теоретиков, как Иоганн Кеплер и Исаак Ньютон, стало возможным рассчитывать специальные «таблицы высот и азимутов светил» (ТВА) на каждый год.

Замерив высоту светила над горизонтом и зная местное, т. е. судовое время, нужно зайти в ТВА и после несложных расчётов получить долготу места, правда, при одном условии: нужно с возможной точностью знать разницу между местным временем и временем некоей географической точки, с опорой на которую ТВА составлены.

Забегая несколько вперёд, скажем, что за такую точку по обоюдному согласию географов всего мира приняли знаменитую Гринвичскую обсерваторию в Англи и. Таким образом, дело было за малым: «законсервировать» на корабле гринвичское время. Всего-то!

ТЕХНОЛОГИЯ ХРОНОМЕТРИИ

Инженер-кораблестроитель академик А.Н. Крылов как-то раз заметил в адрес одного неумеренно восхваляемого учёного, что открытие — это 2% идеи и 98% реализации. Вот и с проблемой определения долготы дело обстояло именно так: все знают, что нужно сделать, но никто не знает, как.

В те парусно-гребные времена измерение времени на корабле представляло собой весьма непростой процесс!

Для этого служили песочные часы — получасовые, огромные, как две соединённые между собой двухлитровые банки, дробные — поменьше, до маленьких полуминутных. В обязанность вахтенного мичмана входило следить за перетеканием песка и своевременно переворачивать большие часы, отбивая время судовым колоколом (вот почему время на флоте до сих пор измеряется «склянками»).

Каждый полдень ход таких часов корректировался по солнцу, и отсчёт времени начинался по новой — до следующего полудня.

Естественно, точность такого способа измерения времени была, мягко говоря, весьма условной.

И ведь нормальные механические часы со стрелками уже давно тикали в гостиных богатых домов, да вот беда — и речи не могло быть о том, чтобы использовать их на море!

В движение такие часы приводились гирей на цепочке, а ход регулировался маятником. Понятно, что в условиях морской качки проку от такого механизма не было.

Замену гире, впрочем, удалось найти буквально под боком — у оружейников.

В так называемом колесцовом замке мушкета искру из кремня высекало рифлёное колесико, приводимое в движение заводной спиральной пружиной; совместив её с анкерным механизмом, удалось получить источник энергии, к качке нечувствительный. Но как быть с маятником?

ГЮЙГЕНС, ГУК И ДРУГИЕ
История техники пестрит эпизодами, когда установить доподлинно приоритет того или иного изобретения достаточно трудно. В частности, кого следует считать подлинным изобретателем — того, кто первым придумал принцип устройства, или того, кто сумел сделать его практически применимым?

Весьма показательна в этом смысле и история создания хронометра.

В 1674 году заменить маятник колесиком-балансом предложил голландский учёный

Христиан Гюйгенс,

кстати, именно он именно он придумал принцип действия часов — анкерный механизм, регулятор частоты вращения шестерёнок. Это тот самый баланс, который вы увидите, открыв любые механические часы.

К сожалению, оказалось, что изменение температуры всего на один градус тормозит или ускоряет ход таких часов в 20 раз сильнее, чем маятниковых!

Понятно, что моряков такая нестабильность хода устроить не могла.

Разочарование было столь сильным, что Гюйгенс отказался от замысла создать морской хронометр.

Практически одновременно с Гюйгенсом такое же устройство сконструировал выдающийся физик, англичанин Роберт Гук . Но тоже не довёл дело до конца.

А трудности на пути создания хронометра между тем множились по нарастающей.

Выяснилось, что на точность хода оказывает влияние даже сопротивление воздуха!

Вращаясь, колесико баланса создавало вокруг себя воздушные завихрения, также изменявшие скорость хода механизма...

Было от чего изобретателям опустить руки и отступиться.

УПОРСТВО САМОУЧКИ
Взявшийся за решение проблемы хронометра столяр из Йоркшира Джон Гаррисон , по-видимому, просто н е знал, что авторитеты признали её нерешаемой, и потому прошёл путём, уже пройденным до него, набивая те же самые синяки и шишки, что и его предшественники, но с непоколебимым упорством истинного британца вновь и вновь возобновляя поиск.

Его первый хронометр, предъявленный пред светлые очи лордов Адмиралтейства, представлял собой хитроумное изделие аж в 35 кг весом. Он содержал множество маятников, качавшихся в разных плоскостях с целью компенсировать воздействие качки, что в сравнении с механизмами Гука-Гюйгенса было шагом назад.

Неудивительно, что проведённые в 1735 году испытания трудно было назвать успешными. Оснащённый «хронометром №1» английский корабль прошёл до Лиссабона и обратно, а уход часов составил целых 6 минут, что в пересчёте на расстояние в экваториальных широтах составляло 111 миль!

После обстоятельных размышлений Гаррисон отказался от доработки этой конструкции и взял тайм-аут, длившийся целых 25 лет.

За это время он не только повторил все сделанные до него изобретения в этой области, но и принципиально усовершенствовал их, всё-таки создав механизм, по большому счёту, не претерпевший существенных изменений до наших дней.

В 1761 году из Портсмута на Ямайку вышел Его Величества корабль «Дептфорд»,

Для воспроизведения временных единиц и определения момен­тов времени употребляют специальные механизмы - часы. Равно­мерность движения стрелок часов обеспечивается регуляторами, я качестве которых применяют чаще всего пружинные маятники. Высокая точность хода часов обеспечивается постоянством перио­да колебаний маятника.

Сравнительно недавно в науке и технике стали использовать колебания кристаллов кварца (кварцевые часы) и молекулярные колебания газов (атомные часы), обеспечивающие очень высокую точность хода часов.

На судах применяют следующие измерители времени: хроно­метр, палубные часы, судовые (морские) часы, секундомеры. Они регулируются так, чтобы показывать среднее время Т. В обсерва­торией и геодезической астрономии используют также приборы, по­казывающие звездное время S.

Морской хронометр . Для определения достаточно точных мо­ментов среднего гринвичского времени Tгр на судах морского фло­та используют хронометр. Помимо тщательности выделки, приме­нения высококачественных материалов, хронометр для обеспечения точности хода имеет особое устройство. Его двигатель сконстру­ирован так, что обеспечивается постоянство вращающего момен­та по мере истощения энергии двигательной пружины. Регулятор хронометра устроен с учетом необходимости компенсации влияния изменения температуры на равномерность вращения механизма. Циферблат хронометра состоит из часовой, минутной, секундной стрелок и особой стрелки, показывающей, сколько времени после полного завода идет хронометр. Большинство морских хронометров обеспечивают пятидесятишестичасовой непрерывный ход, в некото рых марках приборов ход более длительный.

Циферблат хрономет­ра имеет двенадцать часовых делений, которые вследствие этого могут иметь два значения, например 1 или 13Ч; 2 или 14Ч и т. п. Секундная стрелка двигается толчками по 0,5е с характерным зву­ком удара.

Основные детали внешнего устройства хронометра показаны на рис. 1.

Палубные часы (рис. 2). Палубные часы имеют пружинный маятник с температурной компенсацией и механизм повышенной точности. Заключены в двойной футляр. По циферблату двигаются часовая, минутная и центральная секундная стрелки, последняя движется толчками по 0,2е. Перевод стрелок осуществляется с по­мощью специальной кнопки. Заводная пружина обеспечивает ход -палубных часов в течение 48 ч.

Палубные часы обычно устанавливают по гринвичскому време­ни и используют при астрономических наблюдениях на судне, а также для сличения хронометров и часов. В отличие от хрономет­ра палубные часы можно выносить на открытый мостик.

Судовые или морские часы. Морские часы устанавливают в слу­жебных и жилых помещениях и регулируют по судовому времени, л в радиорубке - по гринвичскому или по московскому времени.

Морской хронометр

наиболее точные механические часы, помещенные в специальный корпус, постоянно удерживающий механизм часов в горизонтальном положении. Используются для определения долготы и широты судна в океане. Специальный корпус устраняет влияние температуры и гравитации на точность хода часового механизма.

Словарь часов . 2014 .

Смотреть что такое "Морской хронометр" в других словарях:

Хронометр - Морской хронометр 6МХ, выпущенный на МЧЗ им. Кирова (музей Kymenlaakso Polytechnic, г. Котка, Финляндия) Хронометр (от др. греч. χρόνος «время» и … Википедия

Хронометр - (от хроно... и...метр), особо точные переносные часы. Применяются в навигации, геодезии и др. для хранения времени начального меридиана, что необходимо при определении географической долготы. Хронометры появились в 16 17 вв. в связи с развитием… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Хронометр - (от Хроно... и...метр) высокоточные переносные Часы, имеющие аттестат испытательной лаборатории (например, астрономической обсерватории) и применяемые для хранения времени (например, времени начального меридиана, что необходимо при… … Большая советская энциклопедия

ХРОНОМЕТР - (Chronometer) пружинные часы тщательной выделки, предназначенные служить для точного определения промежутков времени. Установленный по времени какого нибудь начального меридиана, обычно Гринвичского, от которого ведется счет долгот, X. дает… … Морской словарь

Хронометр - (chronometer)Chronometer, особо точные переносные часы, ход которых практически не зависит от движения, колебаний температуры, влажности и атмосферного давления. С его помощью можно определять долготу местонахождения судна в море, сравнивая… … Страны мира. Словарь

Спусковой механизм часов - Простейший спусковой механизм часов. Гиря или пружина вращает шестерню, и она с помощью механизма спуска толкает маятник то в одну, то в другую сторону. Спусковой механизм часов (на языке часовщиков: спуск, ход) (фр. échappement, англ. escapement … Википедия

Гринвичская обсерватория - Гринвичская королевская обсерватория Оригинал названия Royal Greenwich Observatory … Википедия

Международное атомное время - (TAI, фр. Temps Atomique International) время, в основу измерения которого положены электромагнитные колебания, излучаемые атомами или молекулами при переходе из одного энергетического состояния в другое. С появлением в 1955… … Википедия

ISO 8601 - ISO 8601 международный стандарт, выданный организацией ISO (International Organization for Standardization), который описывает формат даты и времени и даёт рекомендации для его использования в международном контексте. Название нормы … … Википедия

Время суток - Сюда перенаправляется запрос «24 часовой формат времени». На эту тему нужна отдельная статья. Время суток широко используемый на Земле способ исчисления времени, основанный на изменении положения солнца на небе, приблизительно являющемся… … Википедия

Рассказываем о том, как морские хронометры помогали создавать империи

Определение координат в море долгое время было важнейшим из искусств. Если широту местонахождения судна капитаны научились определять по звездам и высоте полюса над горизонтом еще в XV веке, то поиски точного метода определения долготы растянулись на три следующих столетия. И поиски эти напоминали создание атомной бомбы: кто опередит других, станет самым сильным.

Ведь только что завершилась эпоха великих географических открытий, и ведущим европейским державам хотелось во что бы то ни стало застолбить открытые земли за собой. Торговля и судоходство в те времена расширялись быстрее, чем промышленность: зачем что-то производить, когда можно просто награбить, привезти и продать с баснословной прибылью.

Самые лакомые колонии находились на западе и востоке, а в путешествиях туда как раз было крайне необходимо знание долготы. Немало кораблей погибло, не достигнув всего нескольких миль до желанной цели, так как страх и угроза бунта на корабле заставляли капитанов поворачивать назад. Еще больше разбивалось о прибрежные скалы во время штормов и туманов.

В итоге в 1714 году английский парламент объявил международный конкурс на создание прибора или метода определения долготы с погрешностью в 20 или 30 миль за время плавания в Вест-Индию и обратно.

Были назначены и премии в 10, 15, 20 тысяч фунтов стерлингов (колоссальные по тем временам деньги) в зависимости от точности определения долготы. Для принятия и рассмотрения предложений по этому закону было создано Бюро долготы, которое возглавил сам отец физики Исаак Ньютон.

Сэр Исаак Ньютон

С самого начала наметились два способа определения долготы: астрономический и механический, с применением часов.

За астрономию ратовал Галилео Галилей, который создал неплохой, в общем-то, метод определения долготы по периодам затмений открытых им четырех спутников Сатурна. Однако сделать это не представлялось возможным порой даже в Италии, где облака – редкие гости.

Что уж говорить о море: попробуйте сначала во время небольшой качки хотя бы поймать в телескоп Сатурн, не говоря уже о его спутниках. А что касается механического способа, то после нескольких попыток представить морские часы Ньютон, изучив их, написал в 1714 году:

По точным часам можно определить долготу. Но так как судно находится в постоянном движении, испытывает перепады жары и холода, воздействие влажного и сухого воздуха, а сила гравитации меняется на разных широтах, такие часы пока создать невозможно, и вряд ли такое когда-нибудь произойдет в будущем.

И все же неслыханная награда заставила напрячься лучшие умы того времени, и в 1735 году британский мастер Джон Гаррисон (1693-1766) создал-таки великий морской хронометр Н1 “Кузнечик”.

Создатель морских хрономеров Джон Гаррисон. Фото: http://www.rmg.co.uk

Роль маятника в нем выполняли два длинных балансовых рычага с шарами на обоих концах. Соединенные друг с другом в середине, они формировали букву Х с колеблющимися в противоположных направлениях палочками, которые тем самым нивелировали воздействие качки. Приводились рычаги в действие четырьмя балансовыми пружинами. Перепады температур компенсировались латунными и стальными стержнями, к которым крепились концы пружин.

Первый морской хронометр Джона Гаррисона H1 (“Кузнечик”), 1735 г. Фото: http://collections.rmg.co.uk

В тестовом походе до Лиссабона и обратно “Кузнечик” заслужил весьма положительные отзывы, и в сводках Гринвичской обсерватории появилось сообщение об изобретении Гаррисона. Однако все это не убедило парламент выдать Гаррисону положенную премию, он лишь получил грант на создание новых хронометров.

Ходит байка, что Джон Гаррисон не особо переживал из-за того, что премию за изобретение “Кузнечика” ему не вручили, поскольку его хронометр тайно приобрели пираты, которые заплатили ему больше положенной суммы

Мастер совершенствовал свой хронометр всю жизнь. Второй хронометр Н2 отличался от первого устройством для стабилизации импульса с промежуточными пружинами.

В нем две цилиндрические пружины подзаводились каждые полчаса, и крутящий момент был всегда на одном и том же уровне. Также в механизме в качестве модуля постоянной силы была фузея. Испытывать Н2 не стали, так как шла война с Испанией, и адмиралтейство опасалось, что грозное стратегическое оружие — хронометр — попадет в руки врагам.

Если первый “Кузнечик” хранится в Гринвичской обсерватории, то судьба Н2 и Н3 не столь известна (хотя устройство их механизмов описано весьма подробно). Думаю, и здесь без пиратов не обошлось.

Морские хронометры Джона Гаррисона — H2 и H3. Фото: http://collections.rmg.co.uk

А премию свою в 20 тысяч фунтов Гаррисон все же получил в 1759-м, за хронометр Н4, который уже походил на известные нам морские хронометры — этакие настольные или очень большие карманные часы.

Первый морской хронометр Джона Гаррисона H1 (“Кузнечик”) 1735 г. в. вместе с выигравшим премию хронометром H4 1759 г. в. (в центре). Фото: http://www.e-reading.club/chapter.php/103039/23/Hauz_-_Grinvichskoe_vremya_i_otkrytie_dolgoty.html, http://collections.rmg.co.uk

Механизм помещался в двух серебряных корпусах диаметром 10,5 см. Циферблат был покрыт белой эмалью; на этом белом фоне имелись украшения, выполненные черным цветом. Часовая и минутная стальные стрелки окрашены в голубой цвет; имелась также центральная секундная стрелка, которая вращалась между двумя другими стрелками. Заводились часы через отверстие в обратной стороне внутреннего корпуса.

Морской хронометр Джона Гаррисона H4. Фото: http://collections.rmg.co.uk

Морские часы №4 Гаррисона, в отличие от трех его первых морских часов, не подвешивались на кардановом подвесе, а во время качки корабля клались на мягкую подушку, и посредством внешнего корпуса и градуированной дуги их положение могло регулироваться так, чтобы они были слегка наклонены к горизонтали.

Испытал их в походе на Ямайку сын мастера Уильям. Корабль “Дептфорд” отплыл из Портсмута 18 ноября 1761 года, и когда спустя 61 день прибыл в Порт-Рояль, Н4 отстал лишь на 9 секунд!

Заимев точные часы, капитаны королевского флота получили колоссальное преимущество над кораблями других держав, и именно благодаря часам вскоре возникла великая Британская империя, над которой никогда не заходило Солнце.

Если испанцы, французы и голландцы были вынуждены на всякий случай запасаться десятками бочек пресной воды и продовольствия, то англичане, имея точные сведения о долготе, вместо продуктового “такелажа” запасались лишними бочками пороха, пушками и ядрами, что, как правило, решало исход сражений в их пользу.

Но самая главная заслуга Джона Гаррисона все же состоит в том, что он вселил уверенность в других лучших мастеров: Ларкума Кендалла, Томаса Мюджа, Джона Арнольда, Пьера Леруа, Фердинанда Берту, Авраама-Луи Бреге. С изобретением анкерного спуска хронометры стали еще более точными, а славу крупнейшего производителя завоевал Улисс Нарден.

Германскому флоту морские хронометры поставляла компания A. Lange & Söhne из Гласхютте. А когда все оборудование вместе с технической документацией было экспроприировано и вывезено в Советский Союз, вскоре советские корабли стали получать морские хронометры “Полет” с механизмом, который представлял собой точную копию калибра ALS 48.

И сейчас, когда координаты судна автоматически определяются связанными со спутниками GPS бортовыми компьютерами, опытные капитаны предпочитают иметь на всякий пожарный старый добрый механический морской хронометр.

Автор статьи: Тимур Бараев

нашли ошибку в тексте? выделите её и нажмите ctrl + enter