第十节 第一台摆钟
作者:话糙理不糙      更新:2017-12-19 12:26      字数:8082

事实上,初期的摆钟的误差达到了每天20秒,根本不实用。 只有在后期使用热互补偿金属作为摆臂后得以稍稍改良。最后的解决方案来自1759年哈里森改变了钟表依靠摆的历史,换用了机械游丝作为简谐振子,才得以解决。

关于这个传奇般的钟表的出现以及其作用,以后还会提到。

现在李志只是先要把摆钟做出来,jīng确率什么的,先……不管了。

摆的长度确定了,然后需要在摆臂的某一个位置,安装一个擒纵叉。这个叉子样子不太像一个叉子,反像一个只有最两边齿的猪八戒的大钉耙。而且这两个齿的形状也不一样,它们的功能一个是勾住齿轮,叫出瓦,一个是顶住齿轮,叫进瓦。这个叉子的中间联这一个轴,使叉子和齿轮的关系是这样的,摆让擒纵叉摆到出瓦的位置时,出瓦抬起,把勾住的齿轮的一齿送走,同时进瓦下落,把新进来的齿轮的齿顶住。然后随着摆回复到另一端的位置,出瓦慢慢下落,回到勾住齿轮齿的位置,而进瓦则慢慢抬起,让它顶住的齿滚进来两齿之间的位置。

这就是一种简单擒纵叉的结构和运行。李志靠嘴说的时候,二女还迷迷糊糊,等到逐渐用铜片挫出实物,实际演示以后,二女的眼神变得看到神迹一样。

“夫君,这可真是巧夺天工,神鬼之能啊。”王语嫣紧紧的抱着这个半成品不肯放手。

崔英更是不堪,完全忘记了淑女的仪态,一脸痴呆的看着滴滴答答行走的擒纵叉,口水都要滴下来了。

李志觉得好生扫兴:“去去去,今天先到这里,赶紧安排好生活,明天接着干!”

三人草草吃了饭,第二rì继续剩下的结构的制作。

因为设计的摆的周期是3秒,因此一个齿对应的周期也是3秒,所以这个对着擒纵叉齿轮的齿数,是20个。然后它同轴带有的小齿轮,一周作了6个齿,对应啮合的大齿轮便是分针,按照一比六十的传动比传动,这个比较大的传动比,不得不使用了一个一比十和一个一比六的齿轮串联。还好时针就好做了,比率是一比十二。秒针,时针,分针之间,都仅用一个传动齿轮。在用两个铜片和硬木制成的托架上钻孔,把这些齿轮安装好,接上指针。

对了,还差了动力。动力选用的是重锤带动的动力,在一个粗齿轮上挂上铁链串的两个重锤,然后经过几个加速齿轮,带上秒针的驱动端。一切组装完毕,指针就每1.5秒一格的走动起来。

“好了,成功了!”李志宣布摆钟项目有了一个良好的开始。

二女更是如同得到新玩具的小孩,开心的不得了。

摆钟在真实的历史中不是中国人发明的,但仍然是有可能是中国发明的。北宋年间的水力浑天仪,便使用了擒纵机构的原理。只是这个擒纵机构的等时xìng,仍然是使用水的流速恒定时,填满水斗以后带动机括使擒纵机构行走的。只能说虽然古人有非常聪明的设计的头脑,但仍然错过了很多重要发现的机会。

摆钟在此时最重要的作用,第一是树立皇家制作的威望,能推出跨时代jīng巧的机械作品。第二则是敛财手段。唐朝中期人民富足,非常追求奢华和稀奇古怪之事,因此,李志打算皇家作坊全面开展各种类型摆钟的制作,除却皇家少量使用和封赏以外,全部按月投放市场,价高者标。甚至李志把专营商铺开在东市和西式的商业计划都想好了。

那将是大唐第一个连锁百货商场,拥有拍卖场,jīng品店,服装店,小吃摊,图书和其他小商品的综合商铺。名字就叫新天地。(是不是有地名躺枪了),计划在东市和西市各开一家,发挥皇家可以使用驿道物流的优势。将来还要在富足的东都洛阳和江南的建康开业。

当然,摆钟是容易被仿制的,李志的首要任务,就是培养起一批专业高效的钟表制作师,他们将拥有统一的,专门的工具,统一的度量衡标尺,并且使用流水线工序,在统一标准下生产。

李志有信心,哪怕被仿造,他名下的摆钟,也是制作最jīng确,利润最高的。

在工匠吸收消化摆钟的简单原理以后,再让他们仿制报时系统,八音盒,甚至布谷鸟钟的运动玩具小人,就有了人才基础。

不断推陈出新的自鸣钟艺术,足以掏空唐朝人的腰包。于是,李志的充满了贪婪的眼光,就看向了崔英。

“崔小娘子,以后你是我东宫的执事,专司摆钟的工匠的培训,摆钟的生产。以后设计更多的大小型号的摆钟。我会安排专人负责帐目。”

“殿下,我可是女子,怎可当执事?”

“你的意思,便是女人做不了了?”李志看她颇有踌躇,便忍不住激上一激。

“殿下可不要轻看女子。民女必将不辱使命。”说完了又是一个福礼。

李志拱手回礼,然后说:“摆钟此事尚未了结。为了让摆钟走时准确,我们还需要用太阳rì调校一番。”

按照天文学的定义,24小时,指的是每一个太阳rì的长度。

但其实,人们在很长的一段时间内,没法认识到每天的长度并不相同这个事实。因为在钟表发明以前,地球人唯一对时方法,便是通过rì晷。当太阳两次经过天中最高的时间,称为视太阳rì。而一年的这个太阳rì的平均时间,则是平太阳rì。

地球因为在自己的公转轨道上,是顺进的,也就是自转和公转是一个方向。因此,24小时也就是定义的一个平太阳rì的时间,并不是自转360度的时间,而是自转360度59分。差不多是361度。(是不是某品牌躺枪)

考虑到地球的公转轨道并不是均匀的,而是有近地点和远地点,还要考虑月球的摄动。因此,视觉太阳rì,也就是每一天太阳转360度的时间,是不相同的,它和24小时有一定的时差。按照2000年的数据,这个时差在2月11rì最小,意思是视太阳rì比平太阳rì(也就是标准24小时)长14分15秒,然后在4月15rì达到零点,也就是这一天的视太阳rì是准确等于24小时的。然后在5月14rì,视太阳rì到达一个最大点,比24小时短3分41秒。然后视太阳rì继续变长,在7月26rì为慢6分30秒,9月1rì回到零点,11月3rì到快16分25秒,然后在12月25rì回到零点。

可以看出,这个时差最大和最小,查了半个小时还多!

可想而知如果单凭太阳对时,造成的误差可是多么大了。加上钟表的误差,航海员对经度的确定,可见模糊到了一个什么程度。

如果只按照北纬30度上的经度来计算,差30分钟的话意味着相差多远的距离呢?

赤道上的1经度等于110千米,而北纬30度上一经度等于110千米乘以30度的余弦也就是……0.866,一经度就等于95公里。

一小时对应的是360/24等于15度的经度,所以误差30分钟,距离就意味着差了714公里!这是什么概念呢?就是你可能在山东青岛,也可能在韩国!那还定位个屁呀!

当然,这个均时差是全球适用的。如果使用季节和时间观测好的星图纪录,可以抵消掉均时差的影响。因此,哈里森的H4型jīng确度达到每天0.06秒的航海钟,也必须结合航海星图才能准确的定位经度。

不是钟表不准时,而是太阳不准时啊!

小问题:běi jīng的经度是东经116度24分,那么běi jīng时区的时间,是běi jīng的当地时间吗?