Астрономические часы

Астрономические часы - высокоточные часы, в которых равномерная шкала времени задается колебаниями маятника. Астрономические часы в течение многих лет использовались для хранения времени (см. Служба времени).

Одна из первых систем астрономических часов была создана в 1657 г. X. Гюйгенсом. Основой их конструкции служило маятниковое устройство, обеспечивавшее отсчет равных промежутков времени с очень высокой точностью.

Поскольку точность хода астрономических часов зависит от маятникового устройства, то усилия конструкторов были направлены на то, чтобы обеспечить наиболее благоприятные условия его работы.

Известно, что период колебаний маятника зависит от его длины: с увеличением длины период возрастает. Кроме того, период колебаний маятника меняется при изменении плотности окружающего воздуха. Чтобы эти причины не оказывали влияния на точность хода часов, принимаются специальные меры для поддержания в помещениях, где установлены астрономические часы, постоянной температуры. А для того чтобы даже небольшие колебания температуры не изменяли длины маятника, начиная с XVIII в. маятники астрономических часов стали делать из нескольких стержней, соединенных с таким расчетом, чтобы при изменениях температуры одни из них, удлиняясь, увеличивали общую длину маятника, а другие, наоборот, уменьшали ее. Применение такого компенсационного механизма позволило значительно увеличить точность работы астрономических часов.

Чтобы защитить астрономические часы от влияния перепадов атмосферного давления и снизить сопротивление воздуха колебаниям маятника, их стали помещать внутри герметического кожуха, в котором поддерживалось пониженное давление.

Кроме того, для защиты от всевозможных колебаний и вибрации астрономические часы помещали в подвалах, на глубине, гарантирующей от различных сотрясений.

Наиболее совершенный маятниковый механизм с особым подвесом и улучшенной системой термокомпенсации был создан в начале второй половины XX в. советским инженером Ф. М. Федченко. Точность хода часов конструкции Федченко достигла (2÷3) × 10^-4 с в сутки, что сравнимо с точностью хода кварцевых часов.

В астрономических часах Шорта применяются два маятника. Один из них, так называемый независимый, помещается в подвале под колпаком с пониженным давлением; этот маятник задает ритм работы часов. С помощью системы электромагнитов колебания независимого маятника управляют колебаниями второго, так называемого зависимого, маятника, который непосредственно управляет механизмом часов.

Сейчас в службе времени механические маятниковые астрономические часы уступили место кварцевым и атомным часам.