Британец разработва 43 години морския хронометър

03 ноември 2016 г., 10:20
485

elen 418 / Shutterstock

Днес пътуването с кораб по море е осигурено с всевъзможни прибори и електроника. Круизните пътешествия носят наслада и са сравнително безопасни. Някога обаче не е било така. При презокеански пътувания връщането към сушата често било фатално за екипажа, тъй като невинаги било ясно къде точно е твърдата земя.

При отчитането на местоположението на кораба се вземали предвид всевъзможни фактори като течения и ветрове, но нямало точни уреди за навигация. Грешките се натрупвали и това често водело до корабокрушения, издавени хора и загуба на ценни товари.

Докъм 1750 г. точната навигация бил неразрешим проблем, тъй като мореплавателите изпитвали трудност да определят географската дължина в точката, в която се намирали. Проблемът бил толкова голям, че кралете на няколко европейски страни обявили специална награда за този, който успее да намери метод за измерването й.

 През 1714 г. британският парламент обявил  награда от 20 хил. лири

(днешни 2,87 млн. лири) за откривателя. 

Първия истински морски хронометър изобретява англичанинът Джон Харисън и на практика това е делото на целия му живот. Дърводелецът и самоук часовникар от Йоркшир посвещава 43 години на непрекъснати експерименти и разработва 5 модела хронометри, преди да достигне до уреда, който прави революция в морската, а по-късно и във въздушната навигация.

За навигацията е много важна връзката

между географската дължина и времето, което се определя от позицията на Слънцето при движението му от изток на запад. При географската дължина за отправна точка се взема Гринуичкият нулев меридиан с направление север - юг. Всяка точка на земното кълбо има определено разположение на изток или на запад от този меридиан, а географската дължина се измерва в ъгли до +180 градуса на изток и -180 градуса на запад.  

За определянето на географската дължина се използват законите на сферичната тригонометрия. Знае се, че при движението си около Земята Слънцето изминава 15 градуса за един час. Навигаторите първо са измервали ъгъла на Слънцето точно по обяд, когато то е достигало най-високата си точка в небето. Знаейки, че в момента е точно 12 часа местно време, на тях им било нужно да знаят колко е часът в Гринуичкия меридиан. Използвайки часовата разлика, те можели да изчислят в градуси  географската дължина.

Ето за това бил нужен абсолютно

точен часовник на борда на кораба,

който да показва колко е часът в отправната точка в Гринуич.

Преди Джон Харисън редица изследователи правят опити да създадат морски хронометри, но те не могат да отчитат точно времето при морско вълнение.

През 1730 г. Харисън прави първите чертежи на своя морски хронометър в опит да се състезава за наградата. Заминава за Лондон да търси пари. Там представя идеите си на кралския астроном Едмънд Хали, а той от своя страна го свързва с най-изтъкнатия часовникар в страната Джордж Греъм. Изглежда, Греъм е бил впечатлен от чертежите на Харисън, защото лично му заема пари, за да направи модела на своя хронометър.

На Харисън са му нужни 5 години,

за да построи първия си часовник, станал известен по-късно като H1 (от англ. – „Харисън номер едно”). Той се основава на двойка рамена с тежести, които се движат в противоположни посоки и са съединени с пружини. Рамената на часовника не се влияят от гравитацията или движението на кораба.  Харисън го представя на членовете на Кралското научно общество, които от своя страна го предават на Комисията за географската дължина. Тя решава, че това е първият проект, който си заслужава да бъде изпитан в морето. През 1736 г. Харисън плава до Лисабон на борда на кораба „Сентурион”, а се връща обратно с „Орфорд”. След завръщането си и капитанът, и щурманът хвалят часовника за голямата му точност.

Това не е презокеанското пътуване,

което иска комисията за наградата. Тя обаче е достатъчно впечатлена от устройството и отпуска на Харисън 500 лири за по-нататъшни проучвания. Харисън започва да разработва модела H2, който е по-компактен. През 1741 г., след 3 години моделиране и 2 години наземни тестове, вторият хронометър е готов. В това време обаче Великобритания води война с Испания и механизмът се смята за твърде важен, за да се рискува да попадне в ръцете на врага. В същото време обаче Харисън открива сериозен дефект в баланса на лостовете. От комисията му дават още 500 лири, докато трае войната, и с тях изобретателят започва да работи по третия си хронометър.  

Харисън разработва H3 в продължение на 17 години!

Въпреки всичките му усилия той не работи с мечтаната точност, но се оказва особено ценен като експеримент. С третия си часовник Харисън оставя на света

две важни нововъведения -

биметалната пластина и затворения ролков лагер.

След 30 години на усилени експерименти Харисън се мести да живее в Лондон в края на 1758 г. Подпомаган от някои от най-добрите часовникари, той създава първия  успешен морски хронометър. Това е истинско произведение на изкуството. Хронометърът е малко по-голям от джобен часовник, със сребърен обков и носи подписа на Харисън. На него пише Номер 1 и годината – 1759.  

Разработването на H4 отнема 6 години. Конструкторът, вече 68-годишен, поверява часовника на сина си Уилям, който заминава с него на презокеанско плаване през 1761 г. Когато корабът „Детфорд” пристига в Ямайка, часовникът е изостанал с едва 5 секунди, което отговаря на грешка от 1 морска миля. След връщането на кораба Харисън си иска наградата от 20 хил. лири. Комисията за географската дължина обаче

решава, че точността на часовника се дължи на късмет,

и иска нов опит. Баща и син са възмутени,  работата стига до парламента, който предлага 5000 лири за  проекта на часовника. Семейството отказва, но е задължено да направи още едно плаване с механизма до Бриджтаун на карибския остров Барбадос. При второто пътуване часовникът също се оказва изключително точен, като закъснява с едва 39 секунди. На кораба обаче пътува и Невил Маскилайн, който разработва паралелен метод за лунарните дистанции за определяне на географската дължина. При завръщането си Маскилайн е назначен за кралски астроном и като такъв влиза в Комисията за географската дължина.

Той прави всичко възможно да отхвърлят H4.

Харисън започва да работи по модела H5, като същевременно продължават тестовете на четвъртия часовник. След 3 години битки с комисията – хората, от които зависи крайното решение, конструкторът не вижда никакъв друг полезен ход и успява да си издейства аудиенция при крал Джордж III. Стига се дотам, че лично монархът се заема със случая. Той тества петия часовник в продължение на 3 месеца през 1772 г. След като се убеждава в качествата му,

кралят съветва часовникаря

да напише петиция до парламента, като заплашва лично да „вразуми” депутатите. Най-накрая, през 1773 г., 80-годишният Харисън получава 8750 лири в брой от парламента за постиженията си. Така и не му дават официалната награда за хронометъра, но тя не е връчена на никого. Харисън умира 3 години по-късно.

Капитан Джеймс Кук използва часовника К1, копие на H4, по време на второто и третото си плаване. Корабният дневник на мореплавателя е пълен с похвали за часовника, а картите, които прави на Южния Тихи океан с негова помощ, са изключително  точни.

На 24 март 2006 г. в Уестминстърското абатство най-накрая е открита паметна плоча на Джон Харисън. На нея е очертан меридиан, като линията е от 2 метала. Така тя напомня за най-разпространеното откритие на изследователя – термометъра с биметална пластина. И за дългата му битка с властимащите.

Калина Маркова

Коментари