یک ساعت، دو قلب: ساعت‌هایی با دو اسکیپمنت

چرخ بالانس، قلب تپنده هر ساعت مکانیکی است. احتمالاً این موضوع برای شما تازگی نداره. در کنار صدای ضربان و عقربه ثانیه‌شمار پیوسته (برخلاف عقربه تیک‌تاکی ساعت‌های کوارتز)، چرخ بالانس نوسان‌کننده یکی از نشانه‌های آشکار وجود یک ساعت مکانیکیه. معمولاً می‌تونید حرکت اون رو از طریق شیشه پشت قاب یا برش‌های روی صفحه ببینید.

اما ساعت‌هایی هم هستند که نه تنها یک، بلکه دو یا حتی چهار (!) چرخ بالانس دارند. و این فقط مختص مدل‌های «هات هورلوژری» نیست، بلکه در ساعت‌های مقرون به صرفه هم دیده میشه. داخل این موتورها که بیش از یک اسکیپمنت اجباری دارند، دقیقاً چه خبره؟ آیا دلایل خاصی برای این کار وجود داره یا شاید این فقط یک مورد از “هرچه بیشتر بهتر” است؟ چطور یک ساعت اتوماتیک که فقط چند صد دلار قیمت داره می‌تونه اسکیپمنت دوتایی داشته باشه، در حالی که راستش رو بخواید، ما انتظار داریم این ویژگی رو بیشتر در ساعت‌های لوکس پنج یا حتی شش رقمی و بسیار محبوب ببینیم؟

ما با بررسی مدل‌های خاصی که از این فناوری‌ها استفاده می‌کنند، به همه این سؤال‌ها جواب میدیم. طراحی‌ها و ساختارهای مختلفی پشت ساعت‌هایی که به ظاهر مشابه به نظر می‌رسند، وجود داره. اما بعد از یک نگاه گذرا به ظاهرشون، ناظران دقیق متوجه می‌شن که وقتی شروع به بررسی داخل این ساعت‌ها می‌کنیم، اونها واقعاً نمی‌تونن بیشتر از این با هم متفاوت باشن.

MB&F HM9: دو چرخ بالانس با جبران‌سازی توسط یک دیفرانسیل مرکزی

بذارید یه گشتی بزنیم تا درک بهتری از ساعتی با دو چرخ بالانس پیدا کنیم. یه لحظه با من همراه باشید – قول میدم ارزشش رو داره!

چه توی ماشینتون باشه چه توی لگویی که خیلی وقت پیش ساختید، اکثر مردم اسم دیفرانسیل رو شنیدن. این یک قطعه ضروری در بیشتر وسایل نقلیه است که به چرخ‌های هر طرف یک محور محرک اجازه می‌ده با سرعت‌های متفاوت بچرخند، در حالی که توسط یک موتور حرکت می‌کنند و مثلاً موقع دور زدن یا پیچیدن. در اینجا، شعاع مسیری که یک چرخ طی می‌کنه در مقایسه با چرخ سمت دیگه محور متفاوته، یعنی باید آهسته‌تر یا سریع‌تر از همتای خودش بچرخه. دیفرانسیلی که وسط محور قرار داره دقیقاً همون کاری رو می‌کنه که اسمش میگه: تفاوت بین سرعت چرخش هر چرخ رو جبران می‌کنه. همین پدیده فناورانه در ساعت‌سازی هم بی‌نهایت ارزشمنده.

یکی از کاربردهای رایج دیفرانسیل در ساعت‌ها در نشانگر ذخیره انرژی دیده میشه، یعنی نشانگری که نشون میده چقدر “کوک” در فنر اصلی که داخل بشکه‌اش قرار داره باقی مونده. در موتور ساعت، یک سری چرخ‌دنده که به چرخ ضامن‌دار یا محور بشکه متصل شده، نشانگر ذخیره انرژی رو به حرکت درمیاره. دندانه‌های بشکه به سمت دیگه قطار دیفرانسیلی که در این فرآیند استفاده میشه متصله. وقتی انرژی فنر اصلی مصرف میشه، نشانگر ذخیره انرژی در جهت مخالف حرکت می‌کنه. بسته به میزان ذخیره انرژی باقی‌مونده، عقربه‌ای که به دیفرانسیل وصله تفاوت بین چرخ‌دنده‌های در حال چرخش رو نمایش میده. پس عقربه یک زاویه خاص و محدود رو توصیف می‌کنه که به طور شهودی به عنوان میزان ذخیره انرژی تفسیر میشه.

خب، این اصل چطور در ساعت‌هایی با بیش از یک چرخ بالانس به کار گرفته میشه؟

خوشبختانه، مدل‌های مختلف MB&F HM9 از یک دیفرانسیل برای متحد کردن دو موتور به ظاهر مستقل استفاده می‌کنند تا با هم در یک ساعت کار کنند.

قاب کریستال سافایر سه بعدی و پیچیده این ساعت به استفاده‌کننده اجازه میده تا دید بدون مانعی از دو چرخ بالانس داشته باشه و ببینه چطور به عقب و جلو نوسان می‌کنند. خود زمان روی صفحه‌ای نمایش داده میشه که با زاویه ۹۰ درجه نسبت به محورهای چرخ بالانس قرار گرفته.

دیفرانسیل این ساعت هم خیلی واضح قابل دیدنه و در موقعیت مرکزی زیر پل تبر شکل معروف MB&F قرار داره. این دیفرانسیل چرخ‌دنده سیاره‌ای، برخلاف دیفرانسیل ماشین، چرخ‌دنده‌هایی داره که هم‌محور هستند و روی یک محور می‌چرخند. طوری تنظیم شده که یک چرخ‌دنده محرک دیفرانسیل دقیقاً با میانگین سرعت چرخش دو چرخ‌دنده محرک مطابقت داره. از اونجایی که سرعتشون توسط چرخ‌های بالانس مستقل تعیین میشه، صفحه ساعت زمانی رو نشون میده که میانگین خروجی هر دو اسکیپمنته. هر دو چرخ بالانس HM9 توسط یک بشکه فنر تغذیه می‌شن، که راستش از نظر مکانیکی یک الزام مطلق نیست؛ طراحی‌های دیگه‌ای هم امکان‌پذیره که از دو بشکه استفاده می‌کنند.

سؤال اینه که چرا اصلاً همه اینها ضروریه. از دیدگاه صرفاً علمی، و صرف‌نظر از مفید بودنش در مقایسه با تلاشی که برای ایجاد این فناوری شده، جواب سادست: هیچ اسکیپمنت تکی هرگز به طور کامل تنظیم نمیشه، به خصوص وقتی تحت تأثیر موقعیت ساعت و سایر عوامل محیطی قرار می‌گیره که روی دقت کارکرد ساعت تأثیر می‌ذارن. مهم نیست چقدر وقت و تلاش صرف ساخت یک ساعت میشه، حتی بهترین برندهای ساعت‌سازی هم فقط یک محدوده خاص از دقت (تند یا کند) رو تضمین می‌کنند. تعداد زیادی از ساعت‌ها از یک سری تولید در وسط این محدوده مشخص کار می‌کنند، در حالی که بقیه در حد بالا یا پایین این محدوده کار می‌کنند.

این دقیقاً دلیلیه که چرا استفاده از دو اسکیپمنت و یک دیفرانسیل برای میانگین‌گیری خروجی‌شون از نظر دقت اهمیت زیادی داره: احتمال اینکه یک اسکیپمنت دقیق کار نکنه متوسطه، در حالی که احتمال اینکه دو اسکیپمنت دقیق کار نکنند به طور قابل توجهی کمتره. و هرچی بیشتر، بهتر…

بهتر، چون با ساعت Quatuor، راجر دوبوی واقعاً حد و مرزها رو جابجا کرده: این ساعت چهار اسکیپمنت داره، با پنج دیفرانسیل چشمگیر برای میانگین‌گیری سرعت چرخششون. این ساعت به پیچیدگی ساختاری‌ای دست پیدا کرده که به این زودی‌ها برای ساعت‌های آینده سخت خواهد بود که از اون فراتر برن.

یه دلیل نسبتاً نامرتبط، اما به همون اندازه مهم برای ساخت ساعتی با بیش از یک اسکیپمنت وجود داره: نیروی جاذبه و/یا موقعیت ساعت.

یه نمونه عالی از ساعتی که در برابر این تأثیرات کار می‌کنه، گروبل فورسی دابل بالانسیره. این ساعت هم از یک دیفرانسیل برای میانگین‌گیری حرکت دو چرخ بالانس مستقل استفاده می‌کنه. اما برخلاف HM9، دو چرخ بالانس توی این ساعت روی یک سطح داخل ساعت نصب نشدن، بلکه با زاویه نسبت به هم قرار گرفتن.

ایده پشت توربیون اینه که اسکیپمنت و چرخ بالانس توی یک قفس چرخان نصب شدن که به از بین بردن تأثیر جاذبه کمک می‌کنه. گروبل فورسی با موقعیت‌دهی محورهای دو چرخ بالانسش هم می‌خواد به یک میانگین‌گیری برسه: اگر جاذبه روی یکی از چرخ‌های بالانس در موقعیتش تأثیر بذاره، چرخ بالانس دوم در موقعیت متفاوتش این تأثیر رو به حداقل می‌رسونه یا کلاً خنثی می‌کنه.

مشخصه که HM9 این ترفند رو نداره، اما با وجود همه این فناوری جاه‌طلبانه که هدفش بهبود دقت ساعته، این سؤال باقی می‌مونه: آیا این سری‌های محدود ساعت با پیچیدگی بالا واقعاً به نتایج مورد نظر می‌رسن؟ شاید بهتر باشه این ساعت‌ها رو نوعی “اثبات مفهوم” در نظر بگیریم که نشون میده ساعت‌سازها حاضر نیستن از یک چالش طراحی، چه نظری و چه غیر از اون، عقب‌نشینی کنن. به همین دلیل، شیفتگی و بله، گاهی قیمت‌های نجومی این ساعت‌ها قابل درکه.

F.P. Journe کرونومتر آ رزونانس: افسانه رزونانس؟

کرونومتر آ رزونانس F.P. Journe یک ساعت کلاسیکه، با یک پدیده افسانه‌ای ساعت‌سازی که در هاله‌ای از افسانه پیچیده شده: رزونانس.

اگه می‌خواید بدونید تعریف فیزیکی رزونانس چیه، این اتفاقیه که وقتی یه جسم تحت تأثیر یک نیرو/ارتعاش خارجی قرار می‌گیره که با فرکانس طبیعیش مطابقت داره، رخ میده. شاید اون ویدیوی قدیمی پل تاکوما نارووز رو دیده باشید که توی باد تاب می‌خوره، به رزونانس می‌رسه و توی رودخونه زیرش سقوط می‌کنه. در مورد ساعت‌ها، رزونانس پدیده‌ایه که در اون دو پاندول یا چرخ بالانس که به ظاهر هیچ ارتباط مکانیکی با هم ندارن، بعد از مدتی شروع می‌کنن با همون فرکانس نوسان یا ضربان می‌زنن.

مثل ساعت‌های دیگه‌ای که قبلاً بررسی کردیم، کرونومتر آ رزونانس هم دو چرخ بالانس جداگانه داره، یعنی دو اسکیپمنت کاملاً مجزا. روی صفحه‌اش نمایش دوگانه داره، ولی دیفرانسیلی برای میانگین‌گیری دو اسکیپمنت نداره. اینجا، کار دیفرانسیل هدایت جریان نیرو از یک فنر اصلی ساعت به هر کدوم از اسکیپمنت‌های جداگانست. یکی از نکات واقعاً جالب این ساعت اینه که هر دو قطار چرخ‌دنده به یک رِمونتوار مجهز شدن، یعنی یک اسکیپمنت با نیروی ثابت که تضمین می‌کنه در تمام مدت باز شدن فنر اصلی، نیروی محرکه مداوم و یکنواختی وجود داره و در نتیجه دقت پایداری به دست میاد.

رزونانس دقیقاً چیه؟

پدیده رزونانس قرن‌هاست که شناخته شده. ساعت‌سازهای افسانه‌ای مثل برگه با این مفهوم آزمایش کردن. اون ساعت‌های جیبی رزونانس با دو اسکیپمنت طراحی کرد و به طور گسترده آزمایششون کرد، از جمله داخل یک محفظه خلأ. برگه فرض کرده بود که هوای جابجا شده توسط ارتعاشات و آشفتگی‌های ناشی از اون باعث تأثیر متقابل هر چرخ بالانس مستقل روی دیگری میشه. آزمایش‌هاش داخل محفظه خلأ و همینطور با محافظ‌های نازک فولادی دور چرخ‌های بالانس برای حذف آشفتگی هوا، ثابت کرد که این عامل در واقع ناچیزه.

برگه همچنین فاصله بین چرخ‌های بالانس رو تنظیم کرد تا تأثیر این پارامتر رو آزمایش کنه و ثابت کرد که این هم به همون اندازه بی‌اهمیته.

نتیجه منطقی این کار این بود که اتفاقی که داخل کالیبر می‌افته، نتیجه اجزای ثابت مثل صفحه‌ها یا پل‌های موتوره. ارتعاش‌های ریز و تقریباً غیرقابل تشخیصی که در اون‌ها رخ میده و به اتصالات فنر منتقل میشه، باید دلیل همگام‌سازی بین دو اسکیپمنت باشه.

F.P. Journe این مفهوم رو حدود اوایل قرن بیست و یکم در یک ساعت مچی فشرده آزمایش کرد: نسخه‌های مختلف کرونومتر آ رزونانس از اون موقع تا حالا جزو مهم‌ترین قطعات برند بودن. نمایش دوگانه این سری مدل‌ها به استفاده‌کننده اجازه میده دقیقاً ببینه هر دو اسکیپمنت چقدر هماهنگ کار می‌کنن.

امروزه، ساعت‌های بی‌شماری با دو اسکیپمنت وجود دارن که در نگاه اول ممکنه به راحتی با ساعت‌های رزونانس “واقعی” اشتباه گرفته بشن. با این حال، داخل بیشتر این مدل‌ها یک ارتباط مکانیکی مستقیم وجود داره، مثل دیفرانسیلی که قبلاً درباره‌اش صحبت کردیم. اما یک اصل رزونانس دیگه هم در بعضی ساعت‌های انحصاری وجود داره که در ادامه درباره‌اش صحبت می‌کنم.

آرمین اشتروم رزونانس: دو چرخ بالانس و یک فنر ثبت اختراع شده

آرمین اشتروم به عنوان یک غول فناوری ساعت که ساعت‌هاش راه‌حل‌های نوآورانه رو در اولویت قرار میدن، نسخه منحصر به فرد خودش از ساعت رزونانس رو ساخته.

همونطور که دیدیم، اصل رزونانس بر اساس پدیده‌های مرموز و غیرقابل توضیح نیست، بلکه بر اساس انتقال نوسان‌هاست – حتی اگر تقریباً غیرقابل تشخیص باشن. آرمین اشتروم به جای اینکه انتقال نوسان از یک چرخ بالانس به دیگری رو به صفحه‌ها و اجزای ثابت واگذار کنه، یک فنر پیچیده و ثبت اختراع شده برای این منظور توسعه داده.

دورترین نقاط اتصال چرخ‌های بالانس آزاد که در جهت مخالف می‌چرخن روی این ساعت‌ها به این فنر متصل شدن. این اتصال خیلی مؤثرتر از یک اتصال سخت به صفحه است و همگام‌سازی چرخ‌های بالانس رو ممکن می‌کنه که در غیر این صورت روزانه چند دقیقه از هم انحراف پیدا می‌کردن. فناوری F.P. Journe به تنظیم چرخ بالانسی دست پیدا می‌کنه که اجازه میده یک حالت رزونانس سریع و پایدار به دست بیاد که میشه عملکردش رو در بسیاری از مدل‌های صفحه باز دید. اونها همچنین انحراف مجاز فقط پنج ثانیه در روز رو تحویل میدن!

اما ایده اتصال مستقیم نقاط اتصال چرخ بالانس به یک فنر کاملاً مفهوم جدیدی نیست. بیت هالدیمن این کار رو با ساعت چشمگیر Beat Haldimann H2 Flying Resonance در سال ۲۰۰۵ انجام داد. با این حال، به جز خود مفهوم، این ساعت وجه اشتراک کمی با طراحی‌های آینده‌نگرانه و غیرمتعارف آرمین اشتروم داره.

چرخ‌های بالانسی که در جهت مخالف می‌چرخن، فنر کلاچ رو به طور قابل توجهی پایدار نگه می‌دارن و استفاده‌کننده می‌تونه این فرآیند رو در حال انجام ببینه. فنرهای کلاچ و چرخ‌های بالانس تمایل دارن فضای قابل توجهی روی صفحه ساعت اشغال کنن. ساعت‌های این مجموعه گسترده، سطوح مختلفی از قابلیت مشاهده این اجزا رو نشون میدن که یعنی این خط می‌تونه سلیقه‌های مختلف مالکان رو برآورده کنه.

آرمین اشتروم علاوه بر Pure Resonance، مدل‌های Mirrored Force و Zeitgeist رو هم ارائه میده که صفحه‌های ثانیه‌شمار دوقلوی برگشت سریع چرخشی معکوس دارن، که نشونه دیگه‌ای از همگام‌سازی قابل توجه چرخ‌های بالانس در این ساعته. کلکسیون شاهکارهای آرمین اشتروم میزبان Dual Time Resonance با دو نمایشگر روی قاب بیضی شکلشه. Minute Repeater Resonance حتی پا رو فراتر می‌ذاره و یک کامپلیکیشن مینوت ریپیتر اضافی داره.

خلاصه

همونطور که می‌بینید، هر ساعتی که با افتخار دو چرخ بالانس داره، از یک فناوری یکسان استفاده نمی‌کنه. امکانات، اصول فیزیکی و قوانین مکانیکی بی‌شماری وجود دارن که می‌تونن با هم ترکیب بشن تا موتورهای شگفت‌انگیزی به وجود بیارن. توسعه و پرداخت‌کاری که در این ساعت‌ها پیدا میشه هم می‌تونه از برندی به برند دیگه خیلی متفاوت باشه، که البته متوجه می‌شید در قیمت‌هاشون منعکس شده. ساعت‌هایی که امروز درباره‌شون صحبت کردیم همه در بالای طیف قیمت قرار دارن.

اگه می‌خواید بدونید آیا ساعت‌های دو اسکیپمنتی وجود دارن که از نظر مقرون به صرفه بودن رکورد زده باشن، جالبه بدونید که می‌تونید یک ساعت با دو اسکیپمنت کارکردی که روی صفحه یا از پشت صفحه قابل مشاهده هستن رو با قیمتی سه رقمی پایین بخرید. چطور میشه این قیمت باورنکردنی پایین رو توضیح داد؟ خب، خیلی سادست: فقط یکی از اسکیپمنت‌ها واقعاً ساعت رو به حرکت درمیاره؛ اسکیپمنت دیگه هیچ کاری نمی‌کنه جز اینکه برای خوشحال کردن استفاده‌کننده حرکت کنه.