陀飞轮
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来自拉德夏芳的手表技艺大师和教授Jean-Claude Nicolet,他是陀飞轮领域的专家,专门为Europa Star撰写了下面这篇文章。他对陀飞轮的研究发人深思,并且还可能在读者间引发一些争议。争论陀飞轮卓越且专业的品质,这绝非是Jean-Claude Nicolet的本意,因为它的手工制作确实要下功夫。Nicolet先生想要把精力集中在某些不太适当的特性上,而他们正好是陀飞轮制作难的原因所在。

这就是说陀飞轮也存在好坏之分,注意到这一点是很重要的。换句话说,这个重要的手表制作技艺的质量可能会有所不同。手工制作的陀飞轮框架和某些工业制造的之间有许多不同。我们期待您对此的点评。
陀飞轮装在了一块直径为66毫米的计时器上。由Robert Gafner开始的这块良品的制作,而他的接班人Paul Vuilleumier则将之完成,他们两人都是拉夏德芳制表学校的老师。此表装配了一个由Rober Gafner所设计的精巧的独立秒针系统。

历史

过去几个世纪,在表匠们发明的所有极负盛名的机械装置中,陀飞轮却享有专属盛誉。这有两个根本原因:1.毫无疑问,这个发明属于史上最著名的表匠——亚伯拉罕•路易•宝玑Abraham-Louis Breguet,他被公认为“国王们的表匠和表匠们的国王”;2.陀飞轮是一种机械装置,即便是它最普通的版本,也是极难制造的。在那个所有工具都还有些原始的年代,陀飞轮的制造就是能力的证明,它比最顶尖钟表学校所颁发的学历都更具价值。

从宝玑Breguet开始,经过了一代又一代的表匠,但能制造此杰作的可能不超过250个。Richard Meis,在其可用作历史参考名叫《陀飞轮》的书中,引述了120个名字。拿破仑9年第十二个月(1800年12月23号),宝玑Breguet向法国内政部长申请专利来保护陀飞轮。但是这个发明实际上要更早些,宝玑Breguet的传记作者David Salomons先生指出,应该是在1795年。

从宝玑Breguet开始,有几个伟大的表匠,特别是那些全身心投入精确度研究的表匠,创造出了陀飞轮机芯。陀飞轮调速器以决定性的方式提高了手表精准度。下面我们会看到更多。

陀飞轮调速器的定义

你可以称它为陀飞轮调速器,或者简言之,陀飞轮。其为一个机械装置,基本上由一个旋转框架和擒纵机构所组成,旋转框架至少带一个摆轮。

陀飞轮框架通过齿轮系来驱动,它与主机板上的带齿的表冠共轴旋转。此表冠通过陀飞轮框架所携带的小齿轮来维持摆动器的摆动。在传统的陀飞轮里,这个小齿轮就是擒纵轮,但这并不是一定的。

在一个叫“转盘式陀飞轮”的变体中,框架是由介质齿轮所驱动的,第三齿轮会带动第二小齿轮,而第二小齿轮与转盘式陀飞轮框架共轴。在此体系中,没有固定的表冠,但第二齿轮的角速度会随着携带它的陀飞轮框架加速而加快,这是必须要计算在内的。转盘式陀飞轮是Bonniksen Dane(1859-1935)于1895年发明的。

表冠齿轮有没有装在主机板上,能区分陀飞轮是不是转盘式陀飞轮。

陀飞轮的运用

在陀飞轮中,就像转盘式陀飞轮一样,每次脉冲到达摆轮,其框架和所含部件都会轻转一次。另一方面,当手表静止不动时,摆动器还是会不断变换其位置。特别是当手表处于垂直位置,部件平衡的残留缺陷会产生干扰,从而摆动器的不停旋转会继续搅动测评结果。每天连续观察不同的垂直方位,误差率不会显示出明显不同。因此,有人推断正如宝玑Breguet所期望的那样,陀飞轮抵消了重力的影响。

一个实用的例子

举一个实用的例子便可有助于解释这个现象。设想一下,从四个垂直方位,每隔24小时换一次方位,我们连续观察四次一块制作精良的怀表。

一块非陀飞轮手表,结果如下:
平均日差率和其中一个误差率的最大差为5(从0到+5或者从-5到0)。在同等条件下,装有同样摆动器的手表,带陀飞轮的,结果如下:
像第一种情况一样,平均日差率相当于零,但是与位置变化相对应的差为零。很明显,这块手表看上去更好,但这是真实情况吗?



宝玑Breguet是对的吗?

在宝玑所申请的专利中,这位大名鼎鼎的表匠提到了陀飞轮的几个优点,总结如下:

“通过这个发明,我成功抵消了因调速器运动重心位置的不同而引起的异常,并把摩擦力分散到调速器枢轴及枢轴所绕孔周围的所有零配件上,即便油会凝结,为摩擦面上油总能做到很匀净,最终避免了许多其它会影响机芯精准度的错误。然而,现在却只有通过不断地尝试和犯错,才能获得,而且还根本不能保证100%成功。”之后,Breguet只是提到了补偿由于位置改变而产生重力的影响。

幸得他小心,才没有说出在“悬垂”和“表盘向上”位置,陀飞轮是无法校正日变差的。这就是计时器如何定义由天文台所规定的两个水平位置和三个垂直位置间的日变差。

找到正确的位置

因此,一块总在夜间平放着,而白天却总处于同一垂直方位的手表,即便是装上陀飞轮调速器,结果也好不到哪里去。情况却更像是相反的,因为在垂直方位,陀飞轮手表会有一个平均误差率,而非陀飞轮手表,根据其所占位置,只会对应一个测评结果。而让所选垂直位置之一得到和水平位置几乎一样的结果,这是很容易办到的。陀飞轮手表只有在白天偶尔改变其垂直方位,它那唯一可能的优势才能得到体现。而如果位置改变的频率很高,那么其“混合点”就会自己出现。

这样看来,有一点是可以肯定的,在佩戴时,一款陀飞轮腕表的精准度还不如传统手表。

为什么陀飞轮受到这么多青睐?

如果你刚刚所读是真实的,那么,在过去两百多年的时间里,表匠们对陀飞轮所表现出来的崇拜就很令人费解了。这里有几个原因。首先,毫无疑问地就是发明者宝玑Breguet的威望。

其次,所有送去天文台的陀飞轮手表,都是由表匠亲手制造或者来自颇有声望的公司。再次,只有拥有特殊技能的表匠才能完成陀飞轮的手工制造,且它的制作成功本身就是无可挑剔的精湛技艺的证明。

最后,陀飞轮的卓越性能只有通过天文台的观测控制才会变得很明显。而整个过程耗时25天,连续5个测试位置(两个水平和三个垂直),整个过程都要极为小心。两个报告之间的观察时间要刚好为24小时。为了展现位置变换所引起的变化,这是唯一的方法,但它却和实际生活中的情况大不相同,这种测试方式让陀飞轮手表的优势变得很明显。陀飞轮手表内那个“小淘气”——陀飞轮,它总在改变垂直方向,这使得测试者为了显示位置不同所做的全部努力都白费了。陀飞轮无法校正位置变化,这在通常测试条件下是测不出来的,但当它被置于振动计上时,其弱点就立马暴露无疑。
两种选择的比较

为了将两类手表做一个有效的比较,应把那些非陀飞轮手表垂直放在一个旋转框架之中,框架旋转速率大约为每分1转,否则你就干脆放弃垂直位置的观察。因为在这些条件之下,优势都毫无疑问地让陀飞轮手表占尽了。待会我们会解释为什么。

对陀飞轮的赞美和欣赏一个让大象消失的聪明魔术师的性质一样!我们所想所见仅仅只是一个错觉。

从怀疑到肯定

第一个与陀飞轮性能相关的疑问很早就被觉察了,但碍于发明者的光环而没有人说出来。如果陀飞轮的效果可与摆轮游丝相媲美,那么其设计难度并没有看起来的那么大。陀飞轮的制作量少,从另一个侧面暴露出了此系统功效不足。在《法国古董钟表爱好者协会》的杂志第22期中,登载了一份引人注目的研究报告,作者Messrs Droz和Florès做了这些巧妙的评论。而我们只是授权复述。

一个颇具争议的话题

Claudius Saunier,在《精密计时器》杂志做编辑60年(1855-1914),他几乎好像忽视了这个系统。非但鲜有文章专注此系统,反而页脚处的一段简洁的文字还差评到:“陀飞轮不好,宝玑都Breguet承认了这个事实…”,那是一个很极端的观点。在《精密计时器》杂志中,Benoît的文章《陀飞轮》所呈现的则是现代陀飞轮。而在一篇短小文章内,Maillard Salins,Leroy手表公司的店铺经理,也表达出了对陀飞轮和转盘式陀飞轮体系的功效的巨大怀疑。

《钟摆,游丝,音叉》1920年版,作者法国图卢兹科学院H. Bouasse教授,共11卷,此书提到了:“为了消除摆轮的偏心差,有人想出了一个巧妙的方法来让它转动,就这样诞生了陀飞轮擒纵机构,但是其高昂的价格和不确定的优势却让其降格为一个历史疑难…. 而经验最终也告诉我们,这个‘完美’系统的运用总与高成本相关。它确实很巧妙,但却太过复杂。”

另外一些作者,像《瑞士钟表》杂志1905年版第三期中的Marius Favre,分析了一些从天文台得到的结果,他更偏好固定擒纵机构。他的分析特别巧妙。

定义标准

学习一下

好复杂的一个问题;P

要去重新修一下机械原理

mxiong 发表于 2015-8-11 09:46


好复杂的一个问题
你都感觉复杂,对我而言就是天书:P

黑森林 发表于 2015-8-11 15:44


你都感觉复杂,对我而言就是天书
阁下谦虚了

我同样需要认认真真学习:lol

有陀飞轮《二》,不知有字数限制,只能分篇发了

我一直感觉陀飞轮就是噱头,偶尔看到这篇专业论述,转来与大家分享。篇幅很长,别人是从专业的角度论证是噱头,于手表精准度无任何实际意义,只是观赏好看。

爱表的上海人 发表于 2015-8-11 18:06


我同样需要认认真真学习
表叔虚心好学

陀飞轮却是很漂亮

脸疯 发表于 2015-8-11 21:06


陀飞轮却是很漂亮
知道脸兄弟喜欢陀飞轮

学习陀飞轮

争取自己加工

爱表的上海人 发表于 2015-8-11 21:12

知道脸兄弟喜欢陀飞轮

嘿嘿,能玩得起的国产复杂款,就陀飞了,看起来还是蛮漂亮的^_^

脸疯 发表于 2015-8-13 22:08


嘿嘿,能玩得起的国产复杂款,就陀飞了,看起来还是蛮漂亮的^_^
我与脸兄同样喜好,基情满满

wtttt 发表于 2015-8-14 11:41


我与脸兄同样喜好,基情满满
哈哈,好样的:lol

wtttt 发表于 2015-8-14 11:41


我与脸兄同样喜好,基情满满
特来寻你,你却和别的基友弄伤了腿...

云里雾里,哈哈