Данные о ранних механических часах весьма скудны: иногда это упоминание, вкравшееся в стихотворение или прозаическое произведение, иногда это запись в церковном реестре об уплате некоторой суммы часовщику за ремонт часов, а иногда и запись об оплате самого их изготовления. Ни одни из старинных часов не дошли до нас в первоначальном виде, какой им был придан в XIV столетии при их изготовлении. Все они исчезли или подверглись капитальному ремонту и реконструкции. Поэтому только путем старательного и всестороннего использования дополни тельных источников (письменных и археологических) можно восстановить первоначальную конструкцию. В связи с этим особое значение для историка приобретают те источники, в которых имеются только достоверные свидетельства о создании и конструкции ранних механических часов, такие, как: а) рукописные трактаты Джиованни Донди — «Трактат о светилах» («Tracta- tus Astrarium») и «Главное сочинение о планетах» («Opus Pla netarium») . В них дается достаточно подробное описание созданных Донди сложных планетарных часов в 1348—1364 гг. Сами часы, к сожалению, не дошли до нас. Но по их описанию в трактатах Донди возможно получить представление о спусковом устройстве и регуляторе хода. Шпиндельный ход показан на чертеже и полностью объяснен в тексте; б) чертежи часов, созданные известным немецким часовщиком де Виком в Париже в 1364—1370 гг., куда он был приглашен Карлом V. Они сохранились благодаря заботам и предусмотрительности Жюльен Ле руа, который до производства реконструкции часов в XVIII в. составил на них чертежи; потом они были опубликованы в широко известном труде Муане. Часы, созданные де Виком, сначала находились в королевском дворце, а затем были перенесены во Дворец правосудия. В XVIII в. они подверглись пол ной реконструкции, которая осуществлялась под руководством Жюльена Леруа; в) поэма Фруассара «Li orloge amoureus», написанная в 1368 г., содержит достаточно вразумительное описание шпиндельного хода и регулятора хода (foliot ba lance) — самой ранней конструкции хода и регулятора. Предполагают, что автор поэмы в значительной мере основывался на часах, построенных де Виком.

Трактаты Джиованни Донди, поэма Фруассара и чертежи Леруа, взятые вместе, позволяют уже дать детальное описание устройства механических часов второй половины XIV в. и по ним вообще судить о конструкции раннего спускового устройства и регулятора хода часов.

Планетарные {астрономические) часы Донди. Джиованни Донди (1318—1387) преподавал астрономию и логику в Падуанском университете, медицину — во Флорентийском и Падуанском университетах. Донди был всесторонне осведомлен во всех науках того времени. Особенно блестящими были его познания в области механики, как впоследствии у Леонардо да Винчи.

В 1348—1364 гг. Донди создал свои знаменитые планетарные часы, которые показывали движение Солнца, Луны и пяти планет, содержали в себе вечный календарь и давали возможность определять звездное и среднее солнечное время. Эти часы были известны далеко за пределами Италии; они доставили Донди большую славу при жизни и обессмертили его имя. О них восторженно отзывались современники и считали их механизм удиви тельным. Такая оценка сохранилась и позже. В 1470 г. часы Дон ди называли «знаменитыми часами, достопамятными и превосходящими все часы, появившиеся и ставшие известными до 1470 г.». Интересна последующая история часов Донди. Они оставались в Италии до 1809 г. Сначала находились в библиотеке зам ка в Падуе. В 1529 г. часы испортились и остановились. После долгих поисков был найден часовщик, который сумел их восстановить,—Джуанелло Турриано (1500—1585), потом ставший часовщиком и механиком Карла V. Современниками Дж. Турриа но провозглашался гением. Он сам создал астрономические часы весьма сложной конструкции. Для их устройства потребовалось 1800 колес, с помощью которых в этих часах воспроизводилось:«30-дневное движение Сатурна, часы дня, годичное движение Солнца, движение Луны, а также всех планет в их „обычном движении» соответственно птолемеевой системе мироздания. По свидетельству современника, Джуанелло потратил двадцать лет только на предварительную разработку проекта устройства своих часов».

Он же известен как строитель водопровода, который считал ся одним из величайших технических чудес XVI в.. В 1556 г. после отречения от престола Карл V удалился в мо настырь св. Юста, взяв с собой часы Донди и Джуанелло Тур- риано в качестве своего часовщика. Еще будучи императором, Карл V увлекался часовым искусством. В монастыре он до кон ца дней работал над созданием астрономических часов, которые бы ни в чем не уступали знаменитым страсбургским и нюрнберг ским часам, справедливо вызывавшим всеобщее удивление [16, 37—40]. После смерти Карла V часы Донди оставались в мона стыре св. Юста до 1809 г., когда монастырь был сожжен, а все сокровища уничтожены. Таким образом, часы Донди не дошли до наших дней. К счастью, дошли два рукописных трактата Дон ди—«Трактат о звездах» и «Главное сочинение о планетах». Б них имеются многочисленные чертежи, описание созданных Донди планетарных часов и методов конструирования. На основа нии расшифровки и изучения этих рукописей, начатых Байли и продолженных Ллойдом—известными историками часов, в Англии была осуществлена реконструкция часов Донди.

На рис. 94 воспроизведен чертеж часов Джиованни Донди. Рама часов изготовлена из бронзы, а валы, колеса, циферблат — из латуни. Из 297 частей часов Донди 100 составляли колеса и шестерни, зубцы которых были наре заны вручную. Зубцы треугольной формы, но для различных астрономических зубчатых передач употреблялись тупые зубья — округленные, со срезанными краями. Для воспроизведения движения Луны нужно было иметь колесо со
157 зубцами, нарезка которых представляла задачу весьма трудную. Не менее трудной была нарезка на одном колесе 365 зубцов.
По мнению Бейли, этот чертеж для историка часов представляет исклю чительный интерес как один из самых ранних дошедших до нас чертежей хо дового механизма. На нем изображен шпиндельный ход, который был в ши роком употреблении в течение трех последующих столетий. В часах Донди вместо коромысла с регулирующими грузами на его концах в качестве регу лятора использовано так называемое коронное колесо (по форме похожее на корону). Заводной барабан, на котором намотана веревка с грузом (гирей) на конце, делает 10 оборотов за сутки, второе колесо вращается 100 раз в день, а ходовое колесо — 800 раз. Каждому обороту ходового колеса сопутст вовало 54 колебания баланса (коронного колеса) —1800 колебаний в час. Пе риод колебания баланса — 2 мин. Поскольку в часах Донди отсутствует фолио в форме коромысла с грузами на концах, он рекомендовал регулировать их ход при отставании увеличением заводной гири и прикреплением к ходовому колесу маленьких гирь, если часы спешили.

Рис. 94. Планетарные астрономические часы Джиованни Донди

Среднее солнечное время указывалось на циферблате, расположенном впереди рамы. Циферблат был разделен на 24 часа. Неподвижная стрелка была скомбинирована с вращающимся циферблатом, двигавшимся против часовой стрелки. На каждой стороне циферблата, предназначенного для указания среднего солнечного времени, находились шкалы, которые показывали для каждого дня в году восход и заход Солнца (в Падуе).

На корпусе (раме) совершенно различными способами были устроены два календаря. Один из них — годовой — показывал определенные праздники, другой— пасхалию (даты празднования пасхи) и передвижные праздники, даты которых зависели от времени празднования пасхи. С тех пор подобные кален дари изготовлялись только дважды: в 1842 г. Швильге устроил их в часах Страсбургского собора, а Йенсен в 1956 г.— в часах, установленных в Копенгагене.

Циферблат годового календаря представлял собой большой круг или, вернее, круговую ленту диаметром в 43 см, занимавшую почти всю ширину рамы часов. Вокруг ее верхнего конца имелось 365 зубцов, сходных с зубцами ножовки; одному дню года соответствовал один зуб. На наружной стороне ленты находилось большое количество выгравированных указателей продолжительности каждого дня в году в часах и минутах, воскресные надписи, имя святого, память которого приходилась на этот день, и месяц. Названия месяцев были вызолочены и высеребрены, выгравированные надписи покрыты красной и голубой (небесного цвета) эмалью.

Календарь, показывавший переходящие праздники, состоял из трех различного назначения цепей, соединенных между собой. Большой годичный календарный круг приводился в действие шестерней, сидящей на оси широкого острозубчатого колеса. Оно вращалось шестью штифтами, расположенными на оборотной стороне вращающегося 24-часового циферблата. Цепной календарь приводился в движение двумя зубчатыми рейками от годичного календарного круга. Автоматическая коррекция для високосных годов в календаре часов Донди не была предусмотрена.

В часах Донди имелось семь отдельных циферблатов для показа движения небесных тел: два из них — для Солнца и Луны, а остальные — для пяти планет: Марса, Юпитера, Меркурия, Венеры и Сатурна. Циферблат, показывающий движение Солнца, или так называемое первое движение, приводился непосредственно от 24-часовой зубчатой передачи, а она в свою очередь при водила в движение лунный циферблат посредством зубчатой передачи с косыми (тангенциальными) зубьями. Другие пять астрономических циферблатов приводились в движение от годичного календарного круга. Поскольку шесть штифтов на задней стороне 24-часового циферблата приводили в действие все эти семь сложных механизмов и, кроме того, календарный механизм, то в течение ночи могло возникнуть сильное напряжение, способное вызвать замедление хода часов. Чтобы предупредить это, Донди предусмотрел включение в работу дополнительной движущей силы с началом движения механизма годового календаря.

Циферблат «первого движения», заключающий в себе циферблат Солнца, приводимый в движение от 24-часового циферблата и показывающий среднее время, производил свое движение так, чтобы 366 звездных дней заканчивались в течение 365 средних солнечных дней. Донди считал, что среднее солнечное и звездное время находятся между собой в таком же соотношении, как 366,25:365,25.

Циферблат Венеры приводится в движение годовым календарным коле сом, и зубчатая передача у него рассчитана так, чтобы он мог пройти за год только дугу в 11 минут.

Циферблат Меркурия показывает три движения, одно из которых неравномерное и осуществлено оно весьма необычным путем, а именно путем использования эллиптических колес, одно из которых неподвижно, а другое вращается вокруг него.

Вторым весьма сложным циферблатом является циферблат для Луны. Для нее механическая передача движения была составлена из колес с зубцами овальной формы. Два колеса с зубцами такой формы были разделены на не одинаковые секторы, каждый с тем же количеством зубцов. Внутреннее колесо с овальными зубцами было закреплено в ступице колеса с регулярным круговым движением и таким образом было предусмотрено регулярное увеличение фаз Луны в одинаковые периоды времени. Внешнее колесо с овальными зубцами увлекало за собой внутреннее колесо, и тем самым равное количество зубцов в неравных секторах обеспечивало воспроизводство движения Луны по дугам со все увеличивающимся радиусом по мере возрастания ее углового перемещения (в следующие один за другим промежутки времени). После Дон- ди это принял в расчет в 1779 г. знаменитый английский часовщик Томас М.юдж.

Циферблат Сатурна показывал два его движения, одно из которых — за медленное. Движение остальных циферблатов (Юпитера и Марса) было осуществлено более или менее общепринятыми средствами.

Применение овальных, эллиптических колес, колес с косыми зубьями, винтовой передачи и другие идеи, воплощенные в конструкции часов Донди, были большой новинкой. Они намного опережали свое время. Не только современникам, но и преемникам Донди эти прогрессивные идеи были мало понятны, и они не могли их заимствовать. Поэтому идеи, воплощенные в устройстве часов Донди, лишь с трудом можно уложить в рамки истории техники той эпохи, когда жил и работал Донди.

Часы Страсбургского собора. Почти современниками часов Донди являются часы Страсбургского собора (1354 г.). Их конструкция была несколько проще конструкции часов Донди, но, как часы общественного пользования, они стали предметом подражания в последующие годы.

Страсбургский собор, один из древнейших в Западной Европе, построен в 510 г. при короле Хлодвиге, а при Пипине Коротком и Карле Великом он перестраивался. Но свой современный вид и архитектурное оформление собор получил только к 1413 г. В 1354 г. внутри башни собора были установлены замечательные астрономические часы. Они были высотой около 12 м и имели годовое календарное колесо около 3 м в диаметре. Часы содержали календарь переходных праздников; перед часами находилась астролябия, стрелки кото рой показывали движение Солнца и Луны и дневных звезд. Над часами помещалась фигура богородицы, перед которой ежедневно в полдень проходила процессия волхвов, поклонявшихся ей. В это время кричал, махая крыльями, механический петух. Для пения петуха использовались воздуходувные меха и свирели. Часы были снабжены набором небольших гонгов, исполнявших гимны. Имя строителя часов осталось неизвестным.

Вторые часы для Страсбургского собора (рис. 95) были начаты в 1547 г., конструктивная их разработка осуществлена Михаилом Херусом и Никлау- сом Брукнерусом вместе со знаменитым математиком того времени профессором страсбургской высшей школы Христианом Герминусом. Однако вскоре после смерти обоих компаньонов Герминуса постройка часов была приостановлена. В 1570 г. по приглашению страсбургского магистрата ученик Герминуса и преемник его по кафедре высшей математики Кондрад Дезиподиус до вел постройку часов до конца. Дезиподиус не следовал первоначальному пла ну, но разработал свой собственный и приступил к его осуществлению после одобрения проекта многими учеными. Механическая часть часов была выполнена Исааком и Иозие Габрехтами из Шафгаузена, и в 1574 г. вторые часы были пущены в ход. В архитектурном ансамбле вторых страсбургских часов снова был использован механический петух. Эти часы шли с 1574 по 1789 г. и считались в свое время непревзойденным чудом механики.

Наряду со страсбургскими часами большой славой заслуженно пользовались нюрнбергские башенные часы весьма сложного устройства, которые были построены в 1356—1361 гг. Их создатель тоже остался неизвестным.

Рис. 95. Страсбургские астрономические башенные часы 1574 г.

Рис. 96. Нюрнбергские башенные часы

Рис. 97. Ходовой механизм парижских башенных часов де Вика, 1370 г.

Они были установлены на соборной башне и воспроизводили церемонию избрания в 1356 г. императора Карла IV. Он восседает на троне в окружении семи своих избирателей-курфюрстов. Под звуки груб мимо трона проходят фигуры, склоняя перед императором головы. В 1506—1509 гг. часы подвергались реконструкции. Современный их вид показан на рис. 96.

Парижские часы де Вика. Наряду с планетарными часами Джиованни Дойди и ранними башенными страсбургскйми часами весьма большой исторический интерес представляют башенные часы, установленные в 1370 г. де Ви- ком в королевском дворце в Париже по указу Карла V. На рис. 97 показан ходовой механизм этих часов.

Вокруг деревянного вала А диаметром около 30 см намотан канат с гирей В на конце. Гиря весом около 500 фунтов (0,2 т) падала с высоты 10 м в течение 24 ч. Гири большого веса требовались в связи со значительным трением в колесном зацеплении и наличием тяжеловесного регулятора фолио. Все детали часов, по-видимому, изготовлялись кузнецами на наковальне.

На валу А находится зубчатое колесо С, сцепленное с шестерней D, сидящей на оси, расположенной параллельно валу А. Эта зубчатая передача нужна для поворота рукоятки во время завода часов. Вал и поворотное колесо С свободно установлены на оси большого главного колеса Е, с которым вал соединяется собачкой F и храповым колесом G. При таком соединении вал может вращаться без движения большого (главного) колеса во время завода часов. Большое колесо приводит в движение шестерню, сидящую на оси, где находится второе колесо Н, а это последнее приводит в движение шестерню, находящуюся на оси, где имеется третье, или ходовое, колесо /, называемое коронным (его зубцы наклонены в стороны от радиального их рас положения и напоминают корону). Это колесо является неотъемлемой частью спускового устройства, или шпиндельного хода, имеющего своей задачей регулирование скорости движения зубчатой передачи. Коронное колесо, получая энергию от зубчатой передачи, затрачивает ее на вращение шпинделя, с которым находится в постоянной кинематической связи. Нижний конец шпинделя покоится на опоре, а верхний подвешен на веревке, которая помогает опоре принимать тяжесть шпинделя. Шпиндель снабжен двумя палетами (К и К1), размещенными на нем против верхнего и нижнего зуба коронного колеса. Палеты по отношению друг к другу расположены под углом 90° или несколько больше (меньше) и поочередно зацепляют зубцы ходового колеса, вызывая вращение шпинделя с палетами то в одну, то в другую сторону. Когда, например, выступающий зуб колеса сталкивается с нижней палетой и ударяется о нее, это производит вращение шпинделя на его оси, а затем становится причиной того, что верхняя палета входит в промежуток между двумя зубцами, находящимися в верхней части коронного колеса. Давление, оказываемое этим зубом, затем изменяет вращение шпинделя на обратное. Зуб ходового колеса при каждом таком повороте шпинделя освобождается, но сразу же попадает в контакт с другой палетой. Как только одна палета соскакивает с зуба колеса, другая под действием балансира тотчас падает на зуб, и это все повторяется снова и снова. Поэтому шпиндель находится в постоянной кинематической связи со спусковым колесом. Характерным для шпиндельного хода является отход назад ходового колеса и, следовательно, связанной с ним колесной системы.

Балансир фолио связан непосредственно со шпинделем и представляет собой коромысло с передвигающимися по нему двумя грузами. Грузы должны быть установлены так, чтобы центр тяжести регулятора совпадал с геометрической осью шпинделя. Изменение периода колебаний шпинделя достигается перемещением грузов. Коронное колесо перемещается на один зубец при каждом полном колебании балансира фолио. У этого балансира отсутствует собственный период колебания. Оно испытывало влияние того вращающего момента, который приложен к коронному, или спусковому, колесу.

До появления маятниковых часов при отсутствии повышенных требований к точности хода часовщики считали фолио наилучшим балансиром, поскольку он был малочувствителен к изменениям температуры и легко и просто регулировался.

Часы Генри де Вика с боем, и потому они, кроме ходового механизма, имеют также механизм боя (рис. 98), который с часовым механизмом связан лишь включением его в действие в запрограммированное время. Он состоит из двигателя, колесной передачи и регулятора; вместо стрелочного механизма он имеет специальное сигнальное устройство. Механизм боя приводится в действие гирей; заводятся часы ключом в А.

В механизме боя имеется подъемное колесо Е, по окружности которого вставлены восемь штифтов. Штифты, расположенные на одинаковом расстоянии как от центра колеса, так и друг от друга, во время боя часов поднимают рычаг молотка. Когда рычаг падает с подъемного штифта, вместе с ним падает молоточек, который ударяет по колоколу.

Рис. 98. Механизм боя башенных часов де Вика

Колесо Е делает один оборот за 12 ч; за то же время второе колесо де лает 78 оборотов. В течение этого времени молоток отбивает часы от 1 до 12. Каждому полному обороту второго колеса. соответствует один удар молотка в колокол. Второе колесо N приводит в движение вал ветряка посредством шестерни К. Ветряк В, регулирующий скорость вращения колес в течение действия боя часов, своими двумя лопастями свободно сидит на оси. Он приходит во вращение в течение действия механизма боя благодаря наличию со бачки С, сцепленной с зубом храпового колеса D.

Механизм боя со счетным кругом приходит в движение каждый час.

Счетный круг М (см. рис. 98) содержит по окружности 11 пронумерованных (от 1 до 11) выступов. Между ними имеются выемки на неодинаковых расстояниях друг от друга. Начиная с 1 до 11, это расстояние прогрессивно увеличивается. Благодаря наличию в боевом механизме счетного круга замыкание не может произойти до тех пор, пока рычаг, находящийся на оси ветряка и снабженный шипом, не попадет в одну из этих выемок, имеющихся между указанными выступами.

Механизм боя часов автоматически приходит в движение ежечасно, про изводя соответствующее количество ударов, и автоматически же выключается. В остальное время механизм боя совершенно отделен от хода часов и находится в бездействии.

Рис. 99. Внешний вид часов де Вика, установленных во Дворце правосудия после их реконструкции

Де Вик в своей конструкции часов со всей тщательностью разработал и успешно осуществил механическое взаимодействие часового и боевого механизма, необходимое для боя часов.

После реконструкции часов де Вика, осуществленной Жюльеном Леруа, они были установлены во Дворце правосудия (рис. 99).

Первые английские башенные часы. Строительство башенных часов в Англии имеет свою историю, однако ранний ее период содержит много неясного.

Более достоверными являются известия об установке здесь башенных часов лишь с 70-х годов XIV в. Теперь принято считать, что в Лондоне первые достоверно известные башенные часы с боем были установлены по приказу короля Эдуарда III (I327—1377) для Вестминстерского дворца. Они были установлены на специально воздвигнутой в 1365 г. часовой башне. Сохранилась и позднейшая запись монаха Мальмесбурна от 1373 г., на основании которой устанавливается, что «в этом году были впервые изобретены часы, последовательно разделяющие сутки на 24 часа». Монах, по-видимому, не знал, что на континенте в это время существовало уже несколько таких часов и потому не могло быть часов, упоминаемых в этой записи, «впервые изобретенных». Часы били 24 раза последовательно, подобно итальянским часам. Их бой был слышен ночью в Лондоне.

Строителями этих часов были три голландских часовщика, специально приглашенные в Англию королем Эдуардом III. В 1368 г. всем им были вы даны паспорта на временное проживание в Англии; в своих занятиях часовым искусством они пользовались особым покровительством самого короля.

Из английских башенных часов, дошедших до настоящего времени, самыми старинными являются часы в Конене, Солсбери и Уэльсе. Архивные материалы Конена свидетельствуют, что в 1379 г. были установлены большие часы, причем нет причин сомневаться, что сохранились имен но они. Они имеют часовой механизм, механизм боя часов и четвертей часа, которые все смонтированы внутри большой прямоугольной железной рамы. Рама имеет около 2 м в длину, 1,5 м в ширину и 2 м в высоту. Это наиболее ранние часы, обладающие механизмом для боя четверти часов. Сейчас ход этих часов управляется маятником, но он несомненно является позднейшим ново введением; некоторые колеса также заменены.

Механизм солсберийских соборных часов сейчас находится в северном нефе собора, а механизм уэльских часов — в Научном музее Лондона. Обе эти модели очень похожи.

В солсберийских часах, изготовление которых относят к 1386 г., имеется ходовой механизм и механизм боя часов, тогда как в уэльских часах, которые были построены, вероятно, около 1392 г., есть, кроме того, механизм для боя четвертей часа, хотя, может быть, он был добавлен позже. Механизм как тех, так и других часов смонтирован внутри в большой железной раме. Циферблат в солсберийских часах отсутствует, а в уэльских он сохранился, хотя, возможно, и не в первоначальном виде. Теперь эти часы в качестве регулятора хода имеют маятник, но видны следы применения более раннего балансира фолио.

Имеются свидетельства, что в Уэльсе в 1392 г. уже имелись башенные часы; по-видимому, они были изготовлены еще ранее. Однако теперь подвергается сомнению предание, будто часы построены в 1325 г. Питером Лайфутом — монахом гластонберийского аббатства. Механизм боя уэльских часов приводится в действие отдельной гирей; имеется счетный круг, который до сих пор используется в башенных часах. Механизм отбивает часы и дает перезвон на четвертях часа. Часы относятся к XIV в., однако некоторые их части более позднего происхождения, например внутренний циферблат, показывающий часы и минуты, фазы Луны. Над циферблатом помещены фигуры четырех рыцарей на лошадях. Каждый час двое из них с одной стороны нападают на двух других и воспроизводится сцена турнира, причем один из рыцарей оказывается сброшенным с лошади. Внутри собора имеется фигура, известная под названием «Джека Бландифера», который ударяет пятками в колокола каждую четверть часа, а молотком по колоколу — каждый час.

Рис. 100. Английские башенные ча сы Доверского замка, в которых сохранился балансир фолио; со оружены около 1415 г.

Рис. 101. Пражские башенные часы

С исторической точки зрения большой интерес представляют башенные часы Доверского замка, сохранившиеся до настоящего времени (рис. 100). В этих часах в неприкосновенности сохранился старинный шпиндельный ход и регулятор хода часов фолио. Часов с таким старинным ходом и регулятором до нашего времени дошло очень мало.

Их часовой механизм состоит всего лишь из трех колес: главное колесо с 96 зубцами, приводящее в движение колесо с 17 зубцами, и ходовое колесо с 33 зубцами. Главное колесо делает за час один оборот. Балансир фолио совершает двойное колебание примерно за 8 с. Длина балансирного рычага, или коромысла фолио, 70 см. Механизм хода заводится при помощи четырех радиальных рычагов, имеющихся на заводном барабане.

Механизм боя действует от отдельного груза и состоит из двух пар колес. Его ход регулируется ветряком. Включение и выключение механизмов боя осуществляется от штифта на главном колесе часового механизма; здесь для этой цели храповое устройство не применяется. Защелка западает в спицы колес. Как колеса, так и рама изготовлены из кованого железа. Рама скреп лена штифтами, а не винтами.

Точных сведений относительно происхождения этих часов нет, но существует предание, что они были изготовлены в Швейцарии в 1348 г. Имеются так же расходные записи, показывающие, что в 1404—1407 гг. производились выплаты по уходу за доверскими часами; более или менее вероятно, что описываемые часы были установлены в XIV столетии. По конструкции и по технологии они похожи на часы XIV в. .
В Англии, кроме часов Доверского замка, старинные башенные часы имелись в Кассиобери. По устройству они были сходны с часами Доверского зам ка. По-видимому, их изготовляли одни и те же мастера.

Между 1360—1500 гг. строительство башенных часов в Западной Европе непрерывно увеличивалось. К 1500 г. в каждом большом городе имелись башенные часы; другие башенные часы, но более сложного устройства стояли на городском кафедральном соборе.

Сложные соборные часы отличались от обычных не устройством часового и боевого механизма, а наличием добавочных механизмов и устройств, служащих для воспроизведения всех указанных выше дополнительных движений, весьма оживлявших эти часы.

От XV—XVI столетий дошло много замечательных башенных часов. Большинство из них подверглось позднейшей реконструкции, и лишь самое малое количество сохранилось в первоначальном виде. Приведем описание некоторых старинных башенных часов, пользующихся популярностью и в наше время.
Пражские башенные часы. Большую древность имеют знаменитые Пражские башенные часы, которые установлены на площади городской ратуши (рис. 101). Они дошли до наших дней и продолжают привлекать к себе внимание даже в настоящее время.

Здание городской ратуши в Праге было построено в 1338 г. На нем через 26 лет была воздвигнута башня, с которой глашатай оповещал, который час. Первые часы на башне были установлены в 1402 г. Они имели два больших циферблата. Нижний циферблат воспроизводил вечный календарь, а верхний — движение Луны и Солнца. Циферблат, показывающий четыре фазы Луны, был добавлен в 1597 г. Часы работали до 1824 г., когда их из-за неудовлетворительного состояния пришлось поставить на капитальный ремонт. После ремонта часы работали до 5 мая 1945 г. В связи с военными событиями здание ратуши было разрушено. Часы вышли из строя. На восстановление их потребовалось два года.

В этих часах обращает на себя внимание не только механизм, но и механические устройства, служащие для воспроизведения различных сцен. Перед боем часов раскрываются два оконца над циферблатом и из них выходят 12 апостолов. Часы оживлены и другими механическими фигурами. Страшная фигура Смерти, стоящая на правой стороне верхнего циферблата, при каждом бое часов поворачивает косу, а затем песочные часы, напоминая о конце жизни. Человек, стоящий рядом, кивком головы как бы подчеркивает роковую неизбежность. На другой стороне этого же циферблата находятся еще две фигуры. Одна изображает человека с кошельком в руках; каждый час он звенит лежащими в нем монетами, показывая, что время — деньги. Другая фигура изображает путника, мерно ударяющего посохом о землю. Она показывает, как с течением времени движется по жизненной дороге человек, или суетность жизни. После боя часов появляется петух и три раза кричит.

Рис. 102. Башенные часы в церкви г. Любека

Последним в оконце появляется Христос и благословляет всех стоящих внизу зрителей, которые, как и пятьсот лет назад, собираются на площади перед часами, чтобы посмотреть на чудесное творение старого мастера.

Часы в г. Любеке. Замечательны по своему устройству башенные часы, установленные в 1405 г. на западной стороне высокого алтаря церкви св. Марии в городе Любеке (рис. 102). Эта церковь сложена из кирпича. Часы до сих пор работают, но были в ремонте в 1860 и 1889 гг. Они показывают движение небесных тел, а когда бьют 12 ч, приходит в движение ряд автоматических фигур. Через боковые двери входят немецкие курфюрсты и присутствуют на церемонии торжественного вступления императора на трон. Затем открывается другая дверь, и появляется Христос; после того как он дает благословение, все удаляются при звуках фанфар и хора ангелов.

Рис. 103. Башенные часы на площади св. Марка в Венеции

Рис. 104. Руанские башенные часы

Часы на площади св. Марка в Венеции. Они считаются замечательными башенными часами. Однако до нашего времени они не дошли в первоначальном виде. Часы установлены в 1495 г. Джиованни Рейнальдом и его сыном Карлом. О конструкции первых часов мы ничего не знаем. Вторые часы были закончены вскоре после 1600 г. (рис. 103). Их циферблат показывал время суток, знаки зодиака и движение Солнца и Луны. На галерее — выше циферблата — три волхва во главе с ангелом шествуют и преклоняются перед богородицей. На самом верху находились два бронзовых гиганта — мавр и индус, отбивавшие часы на колоколе большими молотками.

Руанские башенные часы были изготовлены механиком де Феленсом в 1389 г. Это одни из первых часов, которые отбивали не только часы, но и чет верти часа. Для того времени они были наиболее механически совершенными, но в 1572 г. испортились. Когда они перестали бить, весь город пришел в смятение: ведь в Руане и его окрестностях жизнь и дела регламентировались эти ми часами. Они показывали время суток, день недели, фазы Луны (рис. 104). Лионские часы. Знаменитые эти часы стоят в северном поперечном нефе готического кафедрального собора св. Жана в Лионе (Франция). Они имеют форму башни, высота которой сорок футов. Сооружение часов обычно приписывают Николаю Липпу из Базеля и относят их окончание к 1598 г. Однако известно, что еще в 1572 г. над какими-то часами работал местный часовщик Яков Левет. Возможно, Липп просто обновил часы Левета, а может быть, заменил их другими. В настоящее время после неоднократной реконструкции и добавлений лионские часы имеют весьма величественный вид и оживлены разнообразными автоматическими фигурами, разыгрывающими различные сцены.

Часы состоят из трех частей: нижнего этажа, среднего этажа и автоматических фигур наверху (рис. 105). На левой стороне нижнего этажа находится дверь, которая открывает доступ к механизму часов. Циферблат показывает год, месяц, день недели, число и даты пасхи.

Рис. 105. Лионские башенные часы

Рис. 106. Башенные часы в Безансоне

В среднем этаже имеется большой овальный циферблат, который был добавлен в 1661 г. для показания минут. На фасаде находится циферблат для показания часов дня, положения Солнца и фаз Луны.

Рис. 107. Схема устройства механизма башенных часов во второй половине XIV в.

В верхней части часов находятся автоматически движущиеся фигуры. Дни недели показываются посредством фигур, которые появляются в позолоченной нише. Они появляются в полночь и остаются до следующей полуночи. Воскресенье отмечается фигурой, символизирующей этот день недели; понедельник, вторник и следующие дни отмечаются другими соответствующими фигурами. Над этими фигурами находится коленопреклоненная дева Мария; еще выше — бог-отец с ангелами с колокольчиками. Башня часов увенчана петухом.

Часы били в определенное время: утром, в полдень и в послеполуденное время (от утра до вечера). Когда наступало время отбивать часы, стоящий слева ангел поворачивал песочные часы. Три раза кричал петух, вытягивая шею и взмахивая крыльями. Ангелы исполняли гимны на колокольчиках, тог да как ангел, стоящий справа, отбивал время. Затем открывалась дверь и перед девой Марией появлялся архангел Гавриил, а через раскрывшийся потолок «нисходил» голубь. Бог-отец давал свое благословение. Потом все действующие фигуры удалялись.

Как велики могут быть успехи в отношении усложнения механики башенных часов, можно судить по часам, установленным в Безансоне (Франция) (рис. 106). Эти часы имеют 70 циферблатов и состоят приблизительно из 30 тыс. деталей.

Башенные часы обычно имеют отдельный механизм для боя и механизм для показания времени, приводимых в действие со ответствующими двигателями. Все это мы видели уже в часах де Вика.

Схема устройства башенных часов даже во второй половине XIV в. была достаточно совершенной и сложной (рис. 107).

В XIV—XVII вв., до изобретения маятника, в башенных часах продолжали применять шпиндельный ход с балансиром фолио без какого-либо существенного его усовершенствования. Это объясняется тем, что «до конца XVII в. не было научной базы, как справедливо утверждает Е. А. Цейтлин, для превращения часов в точный измерительный прибор. Теоретические работы Леонардо да Винчи и Кардано не установили еще основного для часового механизма принципа изохронности колебаний».

Если иметь в виду башенные часы в целом, то для усовершенствования их устройства строителями было сделано очень много. В XIV—XVII вв. не было такой отрасли техники, к которой было бы приложено столько гениальной изобретательности, знаний и остроумия, как при конструировании и создании башенных часов со сложным устройством. Здесь имело место сплетение воедино механики, техники и искусства.

В башенных часах впервые было применено программное устройство в виде счетного круга для боя часов, получасов, а для боя четвертей часа потребовалось еще более усложнить это устройство. Механизм боя приходил в движение каждый час, получас и четверть часа, а все остальное время находился в бездействии. Программное устройство, следовательно, автоматически регулировало движение боевого механизма.

В условиях развития торговли и промышленности в городах XIV—XVII вв. бой четвертей часа имел большое значение для регулирования там повседневной и деловой жизни, в особенности потому, что на часах имелась только часовая стрелка (без минут ной).

Весьма характерным для башенных часов является применение в них зубчатой колесной передачи для приведения в действие механизма боя для обеспечения движения различного назначения стрелок на циферблате, для автоматического воспроизведения «вечного календаря», действия фигур по заданной программе и т. д. Особенно удивляла современников возможность воспроизводить с участием колесной передачи движение небесных светил по птолемеевой или коперниковой системе мироздания; им казалось, что техника с помощью науки добралась до механизма Вселенной.

В башенных часах впервые нашли применение сложные (многоступенчатые) колесные передачи (кинематические цепи с большими передаточными отношениями), а также кулачковые и храповые механизмы и муфты. В XIV—XVII вв. не было более сложного технического объекта, чем башенные часы. Они по количеству, разнообразию и точности механизмов, подлежащих синтезу, превосходили любые технические объекты того времени Но особенно многосложной в башенных часах была колесная передача. Джуанелло Турриано потребовалось 1800 колес для создания своих башенных часов, чтобы воспроизвести в них дневное движение Сатурна, часы дня, годичное движение Солнца, движение Луны, а также всех планет в их «обычном движении» соответственно птолемеевой системе мироздания.

Применение в башенных часах системы зубчатой передачи с большими передаточными отношениями потребовало знания важнейших кинематических соотношений, например числа оборотов колес и трибов при определенном количестве зубцов колес и трибов. Возник ла необходимость в разработке кинематики механизмов.

Зубчатыми передачами уже интересовались Леонардо да Винчи и Джеронимо Кардано (1501-1576). Последний, занимаясь часовыми механизма ми, уделял внимание кинема тике зубчатого зацепления в своем труде «Dererum variete».

Весьма привлекательной частью башенных часов, кроме движения разнообразных по назначению стрелок, было наличие затейливых фигур, совершающих движение по определенной программе и весьма оживляющих часы. Для примера покажем, как в прежних башенных часах воспроизводи лось движение 12 фигур апостолов.
Эти фигуры, размещенные по особой программе, несет на внешней окружности большой диск, управляемый часовым механизмом, чтобы обеспечить движение по заданному марш руту. Рычаг, соединенный с руками, головой или другой частью фигуры, то поднимается, то опускается в то время, когда вращается круг, снабженный вырезами и зубцами. Фигура посылает привет, кланяется или благословляет, смотря по тому, в какой роли она участвует в данной сцене.

Рис. 108. Автомат для боя часов и четвертей часов из Льежа

Циферблат часов часто располагался на всех четырех сторонах башни, и на всех этих четырех циферблатах стрелки должны были показывать одно и то же время. Это достигалось путем устройства соответствующей колесной передачи (соединенной с часовым колесом), позволявшей одновременно перемещать стрелки часов на одно деление на всех четырех циферблатах. Иногда время отмечалось только боем. На рис. 108 можно видеть сложное механическое устройство, предназначенное для осуществления боя часов и отдельно боя четвертей часов.

Башенные часы сложного устройства со многими стрелками, движущимися по циферблату, и с автоматически движущимися затейливыми фигурами, с многосложным механизмом вызывали восхищение, а у не посвященных в механику часов — удивление. Они, естественно, приковывали внимание не только современников: к ним сохранился интерес до сих пор. Такие часы, как страсбургские, нюрнбергские, парижские, часы де Вика и другие, воспевали поэты, ими восхищались даже люди науки. С эти ми часами связывались воспоминания о целых столетиях, канувших в вечность. Не нужно забывать и того, что создание их сов пало с развитием искусства в период Высокого Ренессанса и они сами по себе являлись подлинным шедевром искусства.

Повышенный интерес современников к действиям сложных башенных часов весьма умело использовали господствующие классы и церковь для насаждения церковной идеологии, показывая сцены на библейские сюжеты. Следовательно, башенные часы средневековья несли не только службу времени. Вместе с тем не следует забывать, что создание прославленных башенных часов отмечает весьма важный прогресс в развитии культуры, науки, техники и искусства. Наличие в этих часах боевых и часовых механизмов, а также механизмов для воспроизведения движения Солнца, Луны, планет, самодвижущихся фигур по за данной программе и т. д. служит наглядным свидетельством действительных успехов науки и техники того времени.

Механические часы, по словам Ф. Энгельса, явились «крупным шагом вперед как во времяисчислении, так и в механике».