Poljot 6MX hajókronométer bemutatása

Jelen kis írásomban egy igazán különleges, valódi „nehézsúlyú” műszert, egy komoly hajókronométert szeretnék bemutatni.

Előbb talán járjuk körül a kérdést, mi is tulajdonképpen a hajókronométer, miért különleges a maga nemében ez az óra. A jelentőségének megértéséhez lépjünk vissza az időben néhány évszázadot!

A középkor végére a tengeri hajózás óriási méreteket öltött, az akkori nyugat-európai államok gazdasága függött a tengeri kereskedelemtől. Míg azonban a földrajzi szélességet a nap delelésének magasságából meg tudták mérni, addig a hosszúság mérésére semmilyen a gyakorlatban is jó módszer nem volt. Arra ugyan hamar rájöttek, hogy a hosszúságot leginkább a helyi, és a referenciának számító kikötő idejének összehasonlításával lehet meghatározni, éppen csak a referencia idő megőrzése volt megoldatlan. Kidolgoztak ugyan számos – elvileg kifogástalan – módszert, amelyek a Hold fázisainak, a Jupiter holdjainak megfigyelésén alapultak, de ezek a gyakorlatban megbuktak azon, hogy a tengeren „szeret” éjszaka köd lenni, és a látásviszonyok sokszor nem teszik lehetővé az égitestek megfigyelését. Kiváló megoldás lett volna, ha egy pontos órát vihetett volna a hajó magával, és a nap helyi delelésének és az otthoni időnek az összevetésével meghatározható lett volna a földrajzi hosszúság. De ez bizony nagyon pontos, az akkori utak sokszor több hónapos, esetlegesen akár éves hosszúságát figyelembe véve legfeljebb napi néhány másodperc eltéréssel működő óra kellett. Gondoljunk csak bele, hogy az egyenlítőn 1 perc eltérés csaknem 28km tévedést jelent a hosszúság meghatározásában!

A korabeli hordozható órák azonban meg sem tudták közelíteni az elvárt pontosságot. Az inga megjelenése már lehetővé tette ilyen pontosságú óra elkészítését, de az ingás óra – pontosságának megőrzése mellett – semmiféle konstrukciós trükkel sem volt hordozhatóvá tehető (azt az apróságot nem is említve, hogy a földi nehézségi erő kismértékben változik a szélesség függvényében, és az inga emiatt más lengésidővel működik. Ez a hatás nem elhanyagolható, példának okáért Londonból az egyenlítőre lemenve közel 4 percet késne naponta egy ingaóra! Mindazonáltal az órások a XVII. század végétől elkezdtek kísérletezni a kívánt nagy pontosságú órák kifejlesztésével, egyelőre az akkori kormányok hathatós támogatása nélkül. Ez volt az, az időszak, amikor szinte az összes jeles tudós fizikus „melléküzemágban” pontos órát is próbált készíteni, órát tervezett Galilei, Pascal, Newton. Ám a szükséges pontosságot, a hordozhatóságot is feltételül szabva elérni nem tudták, maga Newton például reménytelennek tartotta ilyen óra készítését. A kísérletezés azonban óriási lökést adott a tudomány és technika fejlődésének, az anyagtechnológia, a finommechanika és az elméleti fizika ezen időben szinte kézen fogva lépegetett előre az óraiparral, talán túlzásnak tűnik, ám mégsem az megállapítani, hogy a műszaki tudományok fejlődése szinte teljes egészében követhető az óraipar fejlődésén keresztül egészen a XVIII század közepéig!

A pontos óra mindazonáltal még ekkoriban nem volt elérhető, a hajók navigáltak, ahogy tudtak, sokszor tévesen.

Amikor azonban az angol flotta egy egész hajóraja szenvedett navigációs hiba miatt hajótörést, akkor a brit admiralitásnál „betelt a pohár”, és 1714-ben Anna királynő jelentős, 20000 fontos pályázatot írt ki pontos óra kifejlesztésére. Ez akkor nagyon komoly összeg volt, el is indult a versengés.

A pályadíjat az időközben technikatörténeti fogalommá vált John Harrison nyerte el, gyakorlatilag egy élet munkájával, négy alapvetően különböző konstrukció kidolgozásával. Valójában az ő konstrukciói és órái nem terjedtek el (bár a neves Cook kapitány az ő órájának Kendall által készített referencia másolatát használta útjain, teljes sikerrel), de munkája és tapasztalatai utat nyitottak az utána jövőknek. Harrison egyfelől bebizonyította, hogy a feladat egyáltalában megoldható, készíthető ilyen pontos mechanikus óra, másfelől számos elméleti és gyakorlati felfedezést tett, amelyek eredményét mind beépítették az utána jövők. Legfontosabbak ezek közül, hogy feltárta a szabályozók (a billegők) járáspontosságának hőmérséklettől való függése részleteit, kidolgozott számos megoldást a problémára, többek között feltalálta a bimetált, vagyis a két, acél illetőleg sárgaréz szalagból összedolgozott fémszalagot, amely hőmérsékletváltozás hatására meghajolt, lehetővé téve a billegő alakjának kismértékű változását, kiküszöbölendő a hajszálrugó állandójának hőmérséklet változására való érzékenyégét. Kidolgozta az óra felhúzás közben is folyamatos járását biztosító egyszerű kis szerkezetet, és bevezette a finom tengelyek drágakő (rubin) csapágyakban való ágyazását, jelentősen csökkentve a súrlódást, és növelve az élettartamot.

Harrison még egy különleges gátszerkezetet használt, ám a hajóórákhoz sokkal alkalmasabbnak bizonyult a francia Pierre Le Roy által 1750 körül feltalált kronométer gátszerkezet, amely nevével is utal feladatára. Ennek többféle variációja is megjelent, de mindegyik ugyanarra az elvre épül, és közös bennük az, hogy ezek már szabad gátszerkezetek voltak, vagyis a billegő a lengése legnagyobb részében teljesen szabadon, a gátszerkezettel való érintkezés nélkül lenghetett. Mindegyik kronométer gátszerkezet alapja az, hogy a gátkereket egy karon elhelyezett zárókő gátolja forgásában. Ezt a rendszerint rugózott (néhány megoldásnál tengelyen csapágyazva elforduló) kart egy nagyon kis erejű, szinte mindig aranyból készült kis laprugó a billegő tengelyén elhelyezett emelőkő mozdítja ki a zárásból, és az ekkor egy foggal elforduló gátkerék a billegő-tengelyen elhelyezett másik emelőkövön keresztül ad lendületet a billegőnek. A másik irányba lengéskor az aranyrugó kilincsműként viselkedik, és a gátkerék nyugalomban marad. Mivel ez a rugó igen gyenge, ezért a billegő szabadlengését alig befolyásolja. A lényeg az alábbi kis képről talán megérthető:

A konstrukció jó minőségű billegővel kiválóan szabályozható, bár problémája, hogy a rázkódást nem bírja, a kar könnyen a kiugrik a gátkerék fogai közül, és ilyenkor az óra rendszertelenül sietni kezd. Ezért ezt a gátszerkezetet zsebórában is csak ritkán, karórában végképpen nem alkalmazták-alkalmazzák, de megfelelő kivitelben egyértelműen a legalkalmasabb precíziós óra készítésére.

A hajókronométerek a XIX. századra lassan szabványosodtak, a szerkezetük egységesedett, a könnyebb javíthatóság, karbantarthatóság érdekében. Jellegzetes rájuk, hogy kis fadobozba beépített kardántengelyes felfüggesztéssel készültek, a hajó imbolygásának nem kívánatos hatásait csökkentendő. Jellemző az is, hogy a rugó erejét lánccal és kiegyenlítő csigával viszik át az óra futóművére (erre később még visszatérek). Jellemző rájuk a mai napig a kulccsal történő felhúzás és mutatóigazítás is. A hajókronométerek szervizelésére külön, minősített órások és műhelyek jogosultak kizárólag (a mai napig!), a kronométer hivatalos minősítésű műszer, hajóra vinni és ott használni csak az igazoltan megfelelően karbantartott és beszabályozott órákat lehet. A hajókronométert az egyik tiszt köteles naponta felhúzni, ezt naplóba bejegyezni, a nagyobb hajók több kronométert is visznek magukkal. Ma, a GPS rendszerek korában ugyan a kronométerrel-szextánssal való navigálás már háttérbe szorult, de mint tartalék lehetőség ma is ott van minden hajón.

Ennyi „tudományos” előzmény után térjünk át cikkünk témájára! A szóban forgó óra „csak” egy szabványos hajókronométer, történetesen a Moszkvai Poljot által prezentált példány, a 6MX hajókronométer.

Az órát egy 23*24*24cm-es, majd öt kilós, gyönyörűen lakkozott fadobozban kapjuk, bordó plüss huzattal behúzva, bőrszíjjal átkötve.

Kinyitva „matrjoska” módjára egy kisebb, 19*19*19cm-es „kockát” találunk, egy újabb, szintén gyönyörűen lakkozott, számos fém verettel ellátott, igen masszív kis ládikót, amely maga a kronométer:

Hát igen, érzékeny, finom műszer, megérdemli a gondos tárolást, csomagolást. A kis jó hőszigetelő is, és két helyen is nyitható, egészen fent, és nagyjából félmagasságban. A felső fedél alatt üveglapon leolvasható az idő, de anélkül, hogy a zárt dobozban a hőmérséklet hirtelen megváltozna. Hétköznapi esetben, csak az idő leolvasására így szokás kinyitni. Az óra felhúzásához és állításához az alsó zárat nyitva közvetlenül hozzáférhetünk a kronométerhez:

Látható a nagyon masszív, súlyos sárgaréz kardanikus keret, amelyen függ maga az óra. Az egész doboz „atombiztos”, rettenetesen masszív, minden sarkán fémpántokkal, valószínűleg attól sem lenne baja, ha leejtenénk. Bár az órának ez aligha tenne jót. Látható az óra számlapja is, kiválóan leolvasható, tiszta, lényegre törő kidolgozással. Mind a hajókronométerek jellemzően ez is kis másodperckörös, 6 óránál elhelyezve, de a másodpercskála is nagyon jól leolvasható. 12 óránál a járástartalék kijelzője látható, 0-56 óra között skálázva (ennyi az óra járástartaléka), ám rendhagyó módon itt nem a lejárásig hátralévő idő olvasható le, hanem a felhúzástól eltelt, vagyis az óra 0-nál van teljesen felhúzva, és 56-nál jár le. Ez azért fontos, mert a felhúzásokat hivatalosan fel kellett jegyezni, és így jobban látható, mennyi ideje került erre sor.

Közelebbről is érdemes megnézni a számlapot, az óra és percmutató vastagon aranyozott réz, a másodpercmutató és a járástartalék kijelző kékített acél. A számlap feliratai nem feketék, hanem barnák, és kicsit úgy éreztem, hogy az amúgy teljesen problémamentesen leolvasható kijelzés még ennél is jobb lehetne, ha mind a számlap feliratozása, mind a mutatók festése egyaránt fekete lenne.

Érdemes szemügyre venni az óra jobb oldalán a dobozban alul és felül található „bigyókat” is, ugyanis ezek funkciója talán a képről nem nyilvánvaló. Nos, először is a jobb felső sarokba a doboz furatába betűzve egyszerűen csak az óra kulcsa található. Óriási, súlyos órakulcs, igen masszív, jól megmunkált fémdarab, tenyérnyi méretű:

A jobb alsó sarokban pedig az óra kardanikus felfüggesztését szállítási helyzetben rögzítő kis kar látható, ennek üzemi helyzetben nincs szerepe, nyitva van, de amikor az órát leállított helyzetben szállítják, akkor elfordítva összereteszeli az amúgy elforogni képes fémgyűrűket. Kicsit szorosan jár, de hát ez is a dolga:

Az óra felhúzása amúgy drámaian egyszerű: meg kell a keretben fordítani, és a hátulján elfordítható kis rugós fedél van, amelynek furatán keresztül felhúzható a szerkezet:

Itt is látható az óra tokjának és keretének rettentő masszivitása, több kilónyi forgácsolt fémből készült minden. Egyértelmű a cél: sem az idő, sem esetleg a felhasználó ügyetlenkedése kárt ne tehessen benne. Mindenesetre megnyugtató látvány, igazi ipari műszer!

A mutatók állítása nem kevésbé egyszerű, és ugyanúgy történik, mint ahogy az 1700-as évekbeli zsebórákon volt szokás: az óra rámája egyben letekerhető, és a kulcsot közvetlenül a percmutató négyszögletes acél tengelyére illesztve állítható az óra. Mivel elvileg egy hajóút folyamán ehhez hozzá sem szabad nyúlni, ez teljesen megfelelő. Maga a ráma amúgy egy nagyjából fél kilós gigantikus forgácsolt karika, fél centi vastag üveggel. Súlyos, és sokat, 5-6 teljes fordulatot kell tekerni, hogy lejöjjön. Védi is rendesen az órát, egyszersmind a szerkezet tokban való rögzítését is ellátja. Látható az is, hogy a számlapot három kis csavar rögzíti, ez összeszerelve a ráma takarásában van:

A tokot ezek után elfordítva a szerkezet egyszerűen „kipottyan”, ami azért nem megy olyan könnyen, nehéz hozzáférni, és vigyázni is kell rá. De megéri, a szerkezetet kivéve káprázatos finommechanika látványa tárul a szemünk elé:

Percekig csak elégedetten szemléltem a látványt. Gyönyörű! Decens genfi csíkozású, aranyozott szerkezet, hatalmas, erős, tükrösre polírozott csavarok. Fent balra látható egy kis gumigyűrű, ez a tok furatához illeszkedik, itt lehet felhúzni az órát, látható is benne a kiegyenlítő csiga tengelyének négyszöges vége. Tőle jobbra, alatta látható a billegő, a jellegzetes hajókronométer billegő, ő a legfontosabb szereplő az órában. Lent pedig a rugó háza, rajta a kiegyenlítő csigával összekötő lánc:

Kicsit oldalról jobban látható a lánc is. Ezen alkatrész szerepét talán jobban szemlélteti az alábbi kis ábra:

Ezen szerkezet feladata az, hogy gondoskodjon a billegőhöz jutó nyomaték állandó nagyságon tartásáról. Ugyanis a a hajtórugó nyomatéka a lejárás függvényében nem állandó. Ezt a szerkezetet még a korai, orsós gátszerkezetű zsebórákban szinte mindig alkalmazták, mivel a régi, orsós járat nagyon érzékeny volt a nyomatékra, ilyen szerkezet nélkül a felhúzás után az óra rettentően sietett volna, lejárás előtt meg akár több tíz perces késést produkált volna. Megemlíteném még, hogy a hajtórugó különösen nemlineáris nyomatékot ad le a felhúzás kezdetén, majd a teljes felhúzottság előtt valamivel, a kettő közötti szakaszban viszonylag egyenletesen növekvő rugóerőt tapasztalhatunk, nagyjából az alábbi ábrának megfelelően:

A kiegyenlítő csigánál a lánc hosszát úgy állapítják meg, hogy a lánc visszatekeredésekor a rugó nem jár le teljesen, hanem csak az X, pontig, a felhúzáskor pedig a lánc legvége által megemelt kis akasztószerkezet az Y pontnál akasztja meg a csigát. Tehát a rugó csupán a fenti ábra „B” tartományában dolgozik, és az itt tapasztalható kis nyomatékváltozást a csiga palástjának növekvő kerületével egyenletes nyomatékká konvertálják. Zseniális szerkezet, ám nagy a helyigénye, és nagyon drága. Maga a zsinór vékonyságú lánc apró acélszemekből áll, felépítése nagyon hasonló a bicikliláncéhoz. A manapság kapható órákban használt szabad svájci horgony-gátszerkezet messze nem olyan érzékeny a hajtónyomaték változására, mint egykoron az orsós járat volt, így ezt a nagyon drága kiegészítőt nem is találjuk meg, csupán néhány különleges, egyedi órában. Érdekes, hogy a kronométer gátszerkezet még ennél is kevésbé érzékeny a nyomatékváltozásra, ám a műszer pontosságra törekvés nem tűr kompromisszumot, így itt alkalmazzák ezt a kiegészítést is. Ami nem is baj, hiszen látványnak is gyönyörűség!

Közelről megnézve a csigát láthatjuk azt a kis kilincsszerkezetet, amelynek a belsejében levő rugó gondoskodik arról, hogy az óra felhúzás közben is járjon. Ezt még maga Harrison alkalmazta ebben a formában először! Látható a csiga maga is, a felfelé szűkülő láncvezető palásttal, és a lánc végének kampós akasztójával.

A következő képen pedig közelebbről is látható a rugóház a rácsavarodó lánccal. Itt is látszik, milyen finom, aprólékos munka az alkalmazott lánc. Fentebb látható a rugó végének fix rögzítésére szolgáló fogaskerék és a hozzá tartozó megakasztó nyelv. Ez is jellegzetesen a régi zsebórákból átvett elem. Hiába, ez az óra maga a történelem!

A számlapot levéve pedig az alábbi látvány tárul elénk:

Itt is kifogástalan a kidolgozás. A jobb oldalt látható kerék a járástartalék kijelző kereke, amelyet a fölötte látható kis fogas-tengellyel közvetlenül a csiga tengelye hajt meg. Az ilyen konstrukciójú órában nagyon egyszerű járástartalék kijelzés készíteni, hiszen a csiga két véghelyzet között jár, és csak ezt kell egy áttétellel megjeleníteni. Érdemes kicsit a részletekben is elmerülni:

Itt láthatjuk a másodperctengelyt, felette a gátkerék két csavarral rögzített „chatonos” fedőkövét, alatta a közkerék csapját, és az órakerék-perctengely közötti áttételt megvalósító váltókereket. Amit még láthatunk, és ami az órára általában jellemző: a sokfogú fogas-tengelyek. Ezen első hallásra talán semmi különöset nem talál valaki, de érdemes tudni, hogy elvileg az órában alkalmazott fogazás mellett a fogas-tengely és a fogaskerék között az igazán egyenletes erőátadás szempontjából akkor a legjobb a kapcsolat, ha a fogas-tengely legalább 12 fogú. Ám még egy minőségi karórában is általában 6 fogú, még a legjobb minőségű (például Patek Philippe) karórákban is legfeljebb 8-10-12 fogú fogas-tengelyeket alkalmaznak. A több fogú fogas-tengely ugyanis több fogú, tehát nagyobb kereket eredményez, amelyet karórában nem lehet ésszerűen elhelyezni. Vagy nagyon kicsi, sűrű fogazást kell alkalmazni, amely viszont inkább hajlamos törni, elhasználódni. Ebben az órában azonban nem kötöttek kompromisszumot, nagyok a fogak, nagyok a kerekek, kifogástalan a megmunkálás. Az eredmény persze a legkevésbé sem apró, ez a csodaszép szerkezet csupaszon, kitokozva sem kevesebb, mint 84 dekagrammot nyomott a mérlegen, és 85 mm a csapágylemez átmérője, 105 mm a számlapnál, miközben 54 mm a teljes magassága. Hát, zsebórának is méretes darab lenne…

Térjünk akkor át az óra lelkére, a billegőre! Mint billegő óriás ez, nagyobb, mint a legtöbb karóraszerkezet, 32 mm átmérőjű! Hallatlan gondos kidolgozású, bimetál szalagból készült, a hajszálrugója hengeres, gondosan a Breguet-féle spirálnak megfelelő véggörbékkel kiképezve. Összességében az ilyen konstrukciójú billegő a legkevésbé érzékeny a pozíciókra, tehát arra, hogy oldalra fordítva, vagy éppen függőlegesen jár, ám az ilyen rugókiképzés igen magas, így karórában alkalmazhatatlan. Néhány régi precíziós zsebórában előfordul.

Hallatlan precízek a csapágykövek, a billegőn négy nagy súly van hivatva a kompenzációt beállítani, az óra járását pedig a küllőknél látható két szabályozócsavarral állíthatjuk, hajszálrugókulcs az nincs – bizonytalanságot vinne a rendszerbe, megbontaná a hajszálrugó hibátlan véggörbéjét. Láthatjuk a gátkerék felső, szintén „chatonos”, csavarozott fedőkövét is. A billegőt érdemes szemügyre venni több nézetből is:

A billegő amúgy rettentően súlyos, tekintélyes darab, járása sem gyors, az óra 7200 fél-lengésszámú, tehát a billegő 0.5 másodperces periódusidővel leng.

A billegőt eltávolítva beleshetünk a gátszerkezetbe. Ez egy klasszikus, rugós-karos (angol mintájú) kronométer szerkezet, rubin zárókővel, finom kidolgozású aranyötvözet emelőrugóval:

A szerkezetbe pillantva látható a gátkerék – zárókar elhelyezkedése is. A zárókar helyzete finoman, egy csavarral az ideális helyzetbe hozható, és a nyugvás mélysége is állítható, a tökéletes működés kedvéért:

A billegőre ütött precíziós acél vezetőtárcsán egy szép kidolgozású rubin emelőkő van hivatva a lendítőerőt átvenni a gátkeréktől az arany-rugócskát pedig a felette látható pici emelőtárcsán levő kis rubin karom mozgatja. Minden végletesen precíz, a tengely vége is a legfinomabban kidolgozott. Jellemző, hogy a tengely cseréjekor kompletten a hozzá tartozó csapágykövekkel együtt kell cserélni azt, és a tengelyhez jár a vele összecsiszolt csapágykő-készlet is.

Az óra tehát – elmondhatjuk – a finommechanika ésszerűen még megvalósítható lehetőségeinek csúcsát jelenti, ennél pontosabb mechanikus órát találni nincs sok esélyünk!

És az óra ezt az elvárást gyakorlatban is teljesítette, a mérés 10 napja alatt összesen 1, azaz egy másodpercnyi késést produkált.

Érdeklődés e-mailban: info@mvltrade.hu