Маятник как регулятор хода нашел применение в точных астрономических часах, башенных, настенных, напольных и других часах. Термин «точные» к маятниковым часам прилагается в исключительных случаях, когда их ход обладает нужной точностью для использования их в астрономических обсерваториях, на предприятиях часовой промышленности и в иных местах, где по ним производится регулировка и проверка хода других часов. Такие высокоточные, или прецизионные, часы называются астрономическими и астрономическими регуляторами не в том смысле, что они показывают время некоторых астрономических событий, а потому, что они предназначены показывать в астрономических обсерваториях время с наивозможной точностью. Иногда их называют просто регуляторами. Но для наименования точных маятниковых часов это слово выбрано неудачно.

Прецизионных маятниковых часов во всем мире имеется, вероятно, всего несколько тысяч штук. Среди изготовителей точных маятниковых часов особую популярность в XIX в. завоевали Э. Дент (Лондон), Л. Леруа (Париж), 3. Рифлер (Мюнхен).

Хранение точного времени от одного астрономического наблюдения до другого стало возможным после применения для этой цели маятниковых часов с анкерным ходом Грагама. По ним можно было определять суточный ход с погрешностью до 0,1 с. В 1726 г. Джон Гаррисон создал двое астрономических маятниковых часов с изобретенным им ходом и компенсационным решетчатым маятником. Погрешность одного из таких маятников выражалась в 1 мин за 14 лет. В 1758 г. Бредли создал маятниковые часы с исключительным постоянством их хода в пределах 0,102 с.

Во второй половине XVIII в. эти часы могли считаться уникальными; с такой стабильностью и точностью маятниковые часы не могли изготовляться не только в 1800 г., но и много позже и даже самыми лучшими часовщиками. Изучение хода маятниковых часов Бредли в 1904 г. показало, что для обеспечения высокого качества маятниковых часов наряду с точностью их хода исключительное значение имеет также стабильность хода, что важно при длительной работе механизма.
Из таблицы следует, что часы Бредли работали лучше, чем часы Гринвичской обсерватории в 1850 г., но, конечно, хуже, чем любые из астрономических маятниковых часов конца XIX в.

Таблица

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют также о том, что во второй половине XIX в. были достигнуты значительные успехи в отношении повышения точности хода астрономических маятниковых часов. Эти успехи были достигнуты главным образом за счет усовершенствования температурной компенсации маятника и применения свободного хода вместо несвободного анкерного хода Грагама. Все эти достижения нашли конкретное выражение в астрономических маятниковых часах, созданных в 1893 г. 3. Рифлером с точностью и постоянством хода в пределах 0,02 с. К концу XIX в. и в первые десятилетия нашего столетия часы Рифлера и Леруа были применены во многих обсерваториях мира.

До применения электрических астрономических часов Шорта с двумя маятниками точность определения времени с помощью астрономических инструментов превосходила точность хода самых совершенных в мире астрономических маятниковых часов. С помощью астрономических наблюдений в конце XVIII в. время определялось с точностью до 0,12 с, в начале XX в.— с точностью до 0,015 с, а в 1965 г.— до 0,004 с.

В XIX в. производилась как реконструкция старых башенных часов, так и установка новых башенных часов. Так, современные страсбургские башенные часы (рис. 156) напоминают старые часы только формой и размером. Последние в настоящее время — уже музейная редкость. Новые часы являются плодом многолетних сложных расчетов и исследований Иоганна Баптиста Швильге. Механизм этих часов показан на рис. 157. Их строительство продолжалось с января 1838 г. по октябрь 1842 г. В 1857 г. часам был добавлен медный небесный глобус с циферблатом через меридиан Страсбурга всех звезд, видимых Невооружённым: глазом: На глобусе изображено более 5 тыс», звезд до Шестой»величины»; они представлены на голубом фоне в виде 110 созвездий. Глобус совершает один оборот с востока на запад за одни звездные сутки. За ним помещается календарь. На металлическом кольце указаны основные данные вечного календаря— названия месяцев, числа, имена святых и все переходящие праздники. Кольцо имеет диаметр 3 м и ежедневно поворачивается на одно деление, а полный оборот делает за 365 или 366 дней. Часы автоматически отсчитывают дни не только обычных годов, но и високосных без какого-либо вспомогательного переключения их механизма. Кроме вечного календаря, часы показывают солнечное время, восход и закат Солнца, ежедневное движение Луны вокруг Земли, фазы Луны, солнечные и лунные затмения. Восход и заход Солнца отмечается с помощью подвижного горизонта, разделяющего путь Солнца на две дуги, так что продолжительность дня и ночи можно отсчитывать в течение всего года. Над календарем находится галерея с аллегорическими фигурами, изображающими дни недели. Слева на право идут: воскресенье — Аполлон в колеснице, запряженной конями; понедельник —Диана, которую везет олень; вторник — Марс, среда—- Меркурий, четверг — Юпитер, пятница — Венера, суббота — Сатурн.

Средняя часть часов отделяется от нижней «львиной» галереей, названной так из-за львов, расположенных по углам.

Рис. 156. Страсбургские башенные часы. 1842 г.

Рис. 157. Механизм страсбургских башенных часов

В центральной части находится циферблат, на котором показывается среднее солнечное время. По обе стороны циферблата расположены два крылатых гения. Каждые четверть часа левый гений ударяет по колоколу. Затем вступают в действие четыре фигуры-автомата, символизирующие четыре периода человеческой жизни: первая фигура —Детство, вторая — Юность, третья — Зрелость и четвертая — последняя четверть часа — Старость.

После этого выступает фигура Смерти, возвышающаяся в центральной части на пьедестале рядом с фигурой Старости. Смерть отбивает полные часы. Гений, видящий справа от циферблата, держит в руках песочные часы, которые переворачивает каждый час — после удара последней четверти часа и на секунду раньше боя часов.

Над галереей помещен планетарий, воспроизводящий движение планет вокруг Солнца по системе Коперника. Планеты — металлические шарики различной величины — движутся вокруг Солнца на фоне голубого циферблата. В середине помещено Солнце с 12 лучами, обращенными к 12 знакам зодиака, изображающими движение Солнца по эклиптике; знаки расположены на периферии планетария. Над планетарием с помощью шара, вращающегося около наклонной оси, отмечаются на фоне звездного неба фазы Луны. Звездное небо окаймлено латинской надписью: «Что может сравниться с утренней зарею, что красивее Луны и более ослепительно, чем Солнце!» Сверху в двухъярусной нише помещены движущиеся фигуры. В верхнем ярусе находится фигура Иисуса Христа. В полдень, когда звучит последний удар часов, мимо него проходит процессия из двенадцати апостолов, каждый из них склоняет голову. Во время шествия апостолов на левой башне поет петух. В полночь он поет 3 раза, напоминая этим об одном из евангельских событий. В заключение Христос, изображенный на самом верху готической башни, благословляет собравшихся зрителей.

Главный механизм часов один раз в неделю корректируется по точным астрономическим часам; от него движение передается непосредственно стрелкам, показывающим среднее солнечное время. Разнообразие и точность других движений в часах осуществляется соответствующими механизмами, действующими под влиянием главного механизма. Часы такого рода представляют собой переход к автоматам, предназначенным воспроизводить естественные движения животных или людей.

Год указывается четырьмя цифрами, из которых каждая находится на особом кольце с десятью цифровыми знаками. Кольцо единиц совершает один оборот за 10 лет, кольцо десятков — за 100 лет, кольцо сотен — за 1000 лет. Тысячное кольцо покажет последнюю цифру через 10 000 лет. На такой период запрограммирован весь прибор.

В 1835 г. была произведена реконструкция башенных часов Уэльского собора в Англии, механизм которых совершенно износился. Их снабдили новым механизмом, несколько переделали циферблат и добавили минутный круг и минутную стрелку (рис. 158). У основания сводчатого фронтона, который возвышается над квадратом циферблата, находится восьмиугольная площадка с башенкой, на которой расположены два ряда всадников, укрепленных на двух деревянных кругах. Прежде во время боя часов круги вращались в противоположных направлениях.

В 1851—1852 гг. была осуществлена полная реконструкция часов на Спасской башне Московского Кремля, после того как их механизм и бой оказались в неисправности, а куранты в течение ряда лет бездействовали. Внешний вид этих часов после их реконструкции можно видеть на рис. 159.

Все колеса и шестерни боевого и ходового механизмов были заменены новыми —стальными и латунными. Подшипники изготовлены вновь из сплава, мало подверженного износу. Цапфы у валов и осей сделаны из лучшей стали. Циферблаты на всех четырех сторонах башни заменены новыми, железными, «так, что бы фасады башни сохранились в том виде, как до сего находились»; железные циферблаты были окрашены черной масляной краской; цифры отлиты медные и вызолочены червонным золотом. На всех четырех циферблатах добавлены минутные стрелки, которые, как и часовые, заново изготовлены из железа и обложены позолоченной медью.

В часах применили анкерный ход Грагама, решетчатый маятник типа Гаррисона с температурной компенсацией. Длина маятника 1,5 м. Механизм часов снабжен четырьмя заводными валами: 1-й вал служил для хода стрелок, 2-й —для боя часов, 3-й — для боя четвертей и 4-й — для игры курантов. Валы при водились в действие гирями из наборных кругов.

До революции механизм курантов включался в 12, 15, 18 и 21 ч.
В 1860 г. на Викторианской башне здания парламента в Лон доне были установлены Вестминстерские башенные маятниковые часы (рис. 160), которые со временем приобрели мировую известность.

Когда парламент объявил конкурс на проектирование этих часов, главное и непременное условие гласило: часы должны дважды в сутки сверяться с гринвичским временем, причем разница во времени не должна превышать 1 с; они должны поддерживать постоянство хода за неделю в пределах 1 мин.

Вестминстерские часы были изготовлены Эдвардом Дентом (1790—1853) по проекту, разработанному лордом Гримторпом. После смерти Дента работу над часами продолжил сын покойного Фридерих. В 1859 г. он установил часы на Викторианской башне и через год пустил их в ход.

Высота башни, на которой помещаются часы, 100 м, циферб латы находятся на высоте 54 м. Диаметр циферблатов 6,9 м, изготовлены они из опалового стекла и закреплены в стальных рамах. Высота цифр 0,6 м, а расстояние между минутными делениями 0,3 м. Механизм состоит из трех колесных передач: одна приводит в действие стрелки, другая — бой, третья — мелодию. В часах применен двойной трехколенчатый гравитационный ход, изобретенный лордом Гримторпом. Длина маятника 4 м, весит он почти 280 кг. Часы заводятся раз в неделю, бой — два раза. Хотя и существуют башенные часы с большим размером циферблата, но вестминстерские часы — одни из самых интересных больших башенных часов по конструкции. С вершины Вестминстерской башни каждый час раздается бой часов, называемых Биг-Беном. Часы отбиваются колоколом, который весит более 13 т. С помощью четырех настроенных колоколов (курантов) разыгрывается определенная мелодия. Большой колокол весит 3 т, остальные — в пределах тонны. Языки колоколов весят со ответственно 364, 70, 32 и 24 кг.

В США башенные часы значительных размеров и со сложным механическим устройством стали появляться много позже, чем в Западной Европе. Наиболее примечательные из них — на баш не здания Метрополитен Лайф в Нью-Йорке, установленные в 1909 г. (рис. 161). У них четыре циферблата диаметром 8,1 м каждый. Длина минутной стрелки 5,7, а часовой — 5,2 м. Цифры на циферблате размером в 4,3 м, а минутные деления — в 0,47 м. Минутная стрелка освещается 16 лампами накаливания, часовая— десятью.

Вторые по величине башенные часы были построены для эдисоновской электрокомпании в Бостоне. Диаметр их циферблата 10,4 м, вес стрелок 350 кг, длина часовой стрелки 4,4 м, минут ной 5,5 м. Циферблаты помещены на четырех сторонах башни, приблизительно на половине ее высоты, т. е. в 107 м от земли. Наверху башни находится фонарь, который вспышками отмечает часы и четверти часа: для часов загорается 88 белых ламп, для четвертей — 56 красных; общая мощность всех ламп 16,262 кВт.

Рис. 160. Вестминстерские башенные часы Биг-Бен

Рис. 161. Часы на башне здания Метрополитен Лайф (Нью-Йорк)

Одной из особенностей часов является набор колоколов, которые бьют часы и четверти с 8 ч утра до 6 ч вечера, В конторе смотрителя здания находятся часы, контролирующие механизм башенных часов и регулирующие службу времени всего здания. Башенные часы приводятся в действие электричеством и имеют автоматический завод.

Одни из самых больших часов США — часы над зданием за вода «Колгей компани» в г. Джерси. Их огромный циферблат, имеющий 11,5 м в диаметре, весит 6 т. Длина минутной стрелки 6 м, механизм приводится в действие гирей в 800′ кг. Стрелки освещаются лампами накаливания, каждую цифру отмечают яр кие красные лампы. Минутные деления, которые находятся на расстоянии 108 см друг от друга, также отмечены электрически ми лампами.

Следует также остановиться на часах Феликса Мейера (Нью- Йорк), созданных в 70-е годы XIX в. Они показывали местное время в часах, минутах и секундах, день недели, месяц, время года, знаки зодиака, движение Земли вокруг Солнца и вокруг собственной оси, движение планет вокруг Солнца и фазы Луны. Часы показывали также поясное время Вашингтона, Сан-Франциско, Чикаго, Каира, Мельбурна, Константинополя, Пекина, Лондона, Парижа, Берлина, Вены и Петербурга. Четверть часа отбивает фигурка ребенка, полчаса — юноши, три четверти — старика, а часы — фигура смерти. После боя часов с кресла встает фигура Джорджа Вашингтона и протягивает правую руку с декларацией «О независимости». Слуга открывает дверь, и фигуры всех президентов Соединенных Штатов Америки (от Д. Вашингтона до 1880 г.), одетые в костюмы своего времени, выходят вперед, приветствуют первого президента, проходят дальше и исчезают за другой дверью. Высота часов Мейера 5,1 м, ширина —2,4 м. В них более 2000 колесиков.

Маятник как регулятор хода наиболее широкое применение получил в разнообразных часах бытового назначения (настенных, напольных, настольных, каминных и т. д.). Здесь применение маятника не создает технических проблем, которые бы нуждались в особом освещении. Интерес представлял бы только вопрос об эволюции стилей внешнего художественного оформления этих часов. Но эта специальная тема, тесно связанная с историей искусства и технической эстетикой, в нашей работе почти не рассматривается.