Часы и магнитные поля: два абсолютно несовместимых понятия?

Следите за нами в
Дата публикации: 01.05.2018

Мастера часовых дел всегда стремились защитить механизмы от магнитного поля. Но по мере развития науки некоторым мечтателям удалось извлечь пользу из магнетизма. Эта статья, состоящая из двух частей, – МРТ последних разработок – объясняет сущность большого притяжения.

Каким бы неосязаемым оно ни было, влияние магнитного поля на тщательно упорядоченные механизмы точных приборов для измерения времени известно давно. Производители первых часов уделяли этому мало внимания. Переносные приборы, восприимчивые к магнитным полям, были настолько неточными, что их владельцы едва ли могли заметить какие-либо отклонения, вызванные разрушительным влиянием находящихся поблизости объектов. Это продолжалось до тех пор, пока в начале XVIII столетия не были открыты способы измерения и выражения в числовой форме феномена влияния магнитных полей на нормальное функционирование механизмов. В 1675-76 гг. Христиан Гюйгенс изобрёл балансовую пружину, что позволило в значительной степени повысить точность, а карманные часы теперь показывали правильное время.

Первые сплавы

В эпоху Просвещения только мореплаватели имели возможность наблюдать воздействие компасов на судовые хронометры и другие измерительные приборы на палубе. Проблема обострилась в связи с тем фактом, что эти хрупкие инструменты, которые нужно защищать от влаги, проводили свои первые морские путешествия рядом с другим важным предметом: компасом. Мастера часовых дел быстро узнали о том, что подобно температурным колебаниям, магнитные волны могут расстроить тщательно выверенный механизм часов, расположенных в ограниченном пространстве офицерской каюты или на палубе поблизости от компаса.

Было принято решение держать хронограф отдельно от компаса. Но мир стремительно направлялся к массовой индустриализации. К середине XIX столетия широкое распространение приобрели электрические моторы, которые стали применяться для различного типа оборудования. Чтобы сохранять точность и надёжность своей продукции, производители часов были вынуждены придумать недорогие средства эффективной защиты механизмов от разрушительного эффекта магнитных полей.

Вплоть до 1930-х годов и вначале 1940-х, большинство моделей часов оснащались балансовым колесом, изготовленным из двух металлов и балансовой пружиной из стали, прошедшей процесс воронения. Обе детали легко намагничивались. Было принято решение производить определённые детали не из традиционной стали, а из менее восприимчивых к магнитному полю сплавов. Разработка сплава ферроникеля была первым шагом в правильном направлении. И хотя этот материал нельзя назвать полностью антимагнитным (из-за гибкости), он обладает значительными преимуществами по сравнению с предыдущими аналогами. После прекращения влияния магнитного поля, регулирующие свойства механизма восстанавливались, по той простой причине, что сплавы не сохраняли намагниченность. Однако  ещё предстоял поиск более продвинутого решения, которые бы позволило носить часы в рабочей обстановке, при условии подверженности влиянию мощных источников электрического и магнитного полей.

Поиск решения

В этот период мастера поняли, что механизм с глюсидуровым (бронза и бериллий) балансом и балансовой пружиной из ферроникеля нуждаются в более серьёзной защите в определённой окружающей обстановке, например, в кабине пилота, электрическом локомотиве или на фабрике, заполненной инструментами с электроприводом.

Также они заметили, что часы, оснащённые внутренней крышкой для защиты от пыли, менее подвержены намагничиванию, нежели другие модели без этой дополнительной детали. Это побудило некоторые компании создать специализированные модели, способные противостоять магнитному полю до 1000 гаусс, благодаря защитной оболочке из железа (например, бренд IWC и его модели Pilot и Ingenieur, компания Rolex и часы Milgauss, а также фирма Omega, выпустившая Railmaster). Внутренний корпус представляет собой своего рода клетку Фарадея, учитывая, что циферблат также изготовлен из литого железа – это обеспечивает надёжную защиту стальных деталей механизма и позволяет сохранить точность, даже при условии мощного магнитного поля.

Если вы сможете победить...

Эти часы пребывали на пике в 1950-е и 60- гг., когда некоторые бренды обратили внимание на электрическое оснащение – новшество, которое стало доступным после того как фирма Mallory and Co. Inc. изобрела аккумулятор таблеточного типа. В те времена основную сложность вызывал не способ создания электрического, электромеханического или электронного оснащения часов, а возможность обеспечения долговечности и автономности питания. Уже предпринимались некоторые попытки: первая версия, судя по всему, карманные часы, сконструированные приблизительно в 1910 году, никогда не выходила за пределы стадии разработки, так и оставшись прототипом. Лишь после того как была представлена ртутная батарея в середине XX столетия, появилась возможность подумать о разработке небольших автономных устройств. В одной статье, опубликованной в октябре 1955 года, в журнале «Journal Suisse d’Horlogerie», Андре Бейнер описывает наручные часы с удобным механизмом на основе микро-мотора. По его словам эти часы выпускаются с декабря 1953 года.

Вскоре после этого, в ноябре 1956, Леон Ато, специалист в области электрических и электромагнитных часов из французской компании, изделия которой распространялись под названием бренда ATO, представил электрические наручные часы на ежегодном конгрессе Société Française de Chronométrie. Часы Ато оснащены первыми транзисторами и ртутной батареей Mallory. Это позволило посеять семена дальнейшей революции, которая быстро распространилась в США благодаря бренду Hamilton. Американская фирма, основанная в Ланкастере, Пенсильвания, впервые отпраздновала свою победу в январе 1957 года, когда выпустила серию электромеханических часов. Линия получила название Project X и послужила толчком к развитию ставшего впоследствии популярного бренда Ventura. Сегодня часы Ventura выпускаются с кварцевым механизмом – логическое развитие прототипа, регулируемого электромагнитом. Не уступая конкурентам, французская фирма Lip в декабре 1958 года представила R27, вслед за Lip Nautic-Ski – проектом, запущенным за 10 лет до этого. Elgin, другая американская фирма, вступила в игру в это же время. Началась борьба за продажу. Это один из самых плодотворных периодов для производства механических часов. В 1962 году компанией Longines выпущены первые швейцарские электромеханические часы: Conquest Electric Calibre 400

Часы и магнетизм: два полюса?

Кварцевые часы ворвались на мировой рынок в начале 1970-х годов и быстро завоевали фанатов среди молодых покупателей, интересующихся современными технологиями. К тому же, они разнесли в пух и прах заводы, производящие механические часы. Когда наступил кризис, традиционная отрасль была оставлена, чтобы собрать осколки. Прошло несколько лет, прежде нежели удалось восстановить экономический ход. Затем нахлынула волна интереса к винтажным изделиям часового производства. Внезапно антимагнитные часы вернулись в центр внимания, как противодействующее средство электромагнитным излучениям, ставшим неотъемлемой частью повседневной жизни общества. Компания IWC ухватилась за эту возможность и в 2004 году возобновила выпуск первой серии часов Ingénieur, разработанных совместно с AMG (от мягкой железной клетки впоследствии отказались). В 2007 году фирма Rolex вновь возвращается к модели Oyster Perpetual Milgauss, которая в последний раз была представлена в 1988 году. Эти часы приобретали многие люди, включая инженеров и сотрудников европейской организации по ядерным исследованиям и разработкам – ЦЕРНа. Затем в 2017 году, к 60-летию знаменитой трилогии Seamaster 300-Railmaster-Speedmaster, Omega оснащает часы антимагнитным покрытием снаружи и внутри. Бренд выразил благодарность производителю коаксиального механизма – калибра Master Chronometer Co-Axial. Его устойчивость к магнитному полю повысилась от 1500 до 15000 гаусс (уровень излучения МРТ – сканнера магнитно-резонансной терапии), что было весьма значительным вкладом в развитие производства.

Магнитные излучения – это то, к чему производители часов относятся очень серьёзно. Послегарантийное обслуживание компании Swatch Group, которая сделала значительный вклад в развитие технологии, имеет дело с огромным количеством часов, подверженных намагничиванию: 15% от общего числа моделей. Об этом рассказал Жан Клод Монахон, вице-президент отдела разработки компании Omega, когда представлял новые часы Seamaster Aquaterra в Женеве в 2013 году. Он напомнил публике: чтобы получить ярлык антимагнитных, в соответствии со швейцарским стандартом часовой промышленности (NIHS), современные механические часы должны выдерживать 75 гаусс. По международным стандартам ISO 764 часы должны быть устойчивы к магнитным излучениям. Стандарт ISO 6425 идёт ещё дальше и требует, чтобы любые часы, включая дайверские, были антимагнитными.

Обнять врага

Число электрической продукции регулярного использования резко увеличилось с 1930-х годов. Современные часы должны выдерживать излучения приборов для обнаружения металлических предметов в аэропорту, мобильных телефонов, защёлок на сумках, детских игрушек, дверей холодильников… этот список можно продолжать бесконечно. В мире, заполненном магнитными излучениями, противостояние 75 гаусс кажется каплей в океане. Поэтому многочисленные бренды разрабатывают часы с более высоким порогом. Одна из таких фирм – Officine Panerai. Часы Luminor Submersible 1950 Amagnetic 3 Days Automatic Titanio с корпусом диаметром 47 мм выдерживают магнитное поле, с которым приходится сталкиваться профессиональным дайверам. Эти ряды пополнили и другие компании. Некоторые из них производят механизмы с силиконовыми деталями. Компания Zenith недавно представила новейшую разработку – часы Zenith Defy Lab. Революционный спуск совмещается с балансом низкой амплитуды, благодаря чему механизм не подвержен намагничиванию.

Другие бренды менее заинтересованы в предотвращении влияния магнитных лучей и больше сконцентрированы на полезных функциях. Возвращаясь назад, можно назвать Hamilton Pulsar – первые часы с дисплеем LED, в которых нет движущихся деталей. В первых сериях, выпущенных в 1972 году, время и дата в Pulsar 101-102 и 401 были показаны благодаря внедрению магнита (с обозначением HR) в задней крышке корпуса. Фирма Breitling повторила эту идею в электронном дайверском хронографе Superocean Chronograph M2000. Магнитными кнопками можно вполне безопасно управлять под водой и контролировать данные хронографа через металлический корпус.

Кристоф Кларе использует двигающиеся магниты для дисплеев в моделях часов X-Trem-1. Они расположены под таким углом, что не препятствуют нормальному функционированию механизма. Работают на двух стальных шарнирах, разъединяющих магниты, способствуя их движению вдоль сапфировой тубы. Что ещё больше впечатляет, если связь между шарнирами и магнитом разрушится из-за удара, шарик выпадет в тубу, а для восстановления правильной позиции достаточно встряски запястья.

Ещё одни механические часы с магнитными функциями – это Breguet Classique Chronométrie 7727, работающие при частоте 10 Гц. Несмотря на классический внешний вид, внутри расположены современные магнитные детали для контролирования балансового колеса механизма. Балансовое колесо поддерживается при помощи искусственной гравитации, созданной магнитами. Они сохраняют устойчивость независимо от смены положения руки, продолжая работать с одинаковой скоростью.

Обуздать невидимую силу

Магнитные поля могут производить как положительный, так и отрицательный эффект на точность часовых изделий. Некоторые кварцевые часы включают защиту от магнитных излучений. Например, Longines Conquest VHP, в которых встроены сенсоры, останавливающие движение стрелок под воздействием магнитного поля. После того, как опасность миновала, ход часов возобновляется. Аналоговые кинетические часы – ещё один «зверь». Они оснащены магнитным ротором, который, взаимодействуя с электрическим статором, вращает колёса зубчатой передачи. В других часах также используются электромагнитные свойства. Один из примеров – часы Spring Drive фирмы Seiko, выпущенные в 2003 году. Эта революционная модель объединяет лучшие качества механических и кварцевых часов. Создан регулятор, которому фирма Seiko дала название Tri Synchro. Он работает, совершая 28800 полуколебаний в час, и контролируется электромагнитным тормозом, таким как в грузовике.

В 2015 году Piaget выпускает часы Emperador Coussin XL 700P, оснащённые калибром такого же типа. Ходовая пружина, барабан и зубчатые передачи регулируются генератором, то есть, электромагнитом. Он производит электрическую энергию, приводящую в движение кварцевый кристалл, который в свою очередь контролирует скорость генератора, сохраняя постоянство и точность.

Ещё один пример использования мастерами возможностей невидимой силы представлен компанией TAG Heuer, которая разработала магнитный ротор для хронографа Mikropendulum, выпущенного в 2013 году. В этом случае выбор был сделан в пользу высокой эффективности магнитного регулятора, чувствительного к изменениям температуры.

Будущее покажет, действительно ли магниты помогут в развитии часового производства. Можно с уверенностью сказать, что магнитные излучения постоянно присутствуют в нашей жизни – электрические машины также сюда относятся – и к этому вопросу нужно подходить серьёзно. Несмотря на то, что одни бренды реагируют быстрее других, все фирмы понимают важность контролирования магнитных полей, а некоторым даже удалось подружиться с врагом.