Знаменитый “Учебник часового дела Рорэ” 1825 года сообщает о смазке следующее: “Из всех материалов, используемых часовщиками, смазка является наиболее важным. Сколь бы деликатным ни было взаимодействие деталей часового механизма, его функционирование будет зависеть от постоянного присутствия смазки на всех частях механизма, подверженных трению; без этой предосторожности детали, входящие в соприкосновение друг с другом, будут быстро изнашиваться, что в итоге приведет к поломке механизма… На сегодняшний день не существует смазочного материала, способного сохранять свои свойства бесконечно долго; со временем все изменяется. Таким образом, период работоспособности часового механизма будет зависеть от срока, в течение которого смазка сохраняет свои свойства”.
По прошествии 180 лет это замечание сохраняет актуальность. В наши дни на смену оливковому маслу, настоятельно рекомендуемому в качестве смазки в ту пору, пришли более совершенные масла и смазки. Однако результат остается примерно тем же: по истечении некоторого времени любая смазка теряет свои свойства, и при определенных неблагоприятных условиях это приводит к потере работоспособности механизма. Так, при крайне низких температурах она загустевает, блокируя движущиеся части, а при крайне высоких испаряется, распределяясь по всему корпусу. Издавна часовщики мечтали о “святом Граале” — часах, не нуждающихся в смазке. Однако призрачный “святой Грааль” так и оставался недосягаемой мечтой.





В поисках “святого Грааля”
В последнее время были предприняты шаги по воплощению этой мечты (кремниевые или керамические подшипники, используемые в моделях от Jaeger-LeCoultre с 2002 года). Однако это лишь частично решало проблему, остальные движущиеся части все равно нуждались в смазке.
Но недавно заветная мечта о не требующих смазки часах превратилась в реальность. Представив на SIHH 2007 свою модель Master Compressor Extreme LAB, Jaeger-LeCoultre отыскала часовой святой Грааль. Компания может по праву гордиться авторством первых в мире часов, не нуждающихся в смазке. Это настоящая революция в истории часового дела (и в данном случае не будет преувеличением так сказать).
Однако устранение необходимости в смазке — это еще полдела. Другой вопрос — как помимо долговечности работы часов сохранить точность их хода с течением времени. Поиск решения этой задачи велся в разных направлениях несколькими “лабораториями” компании. Исследовались материалы и способы обработки поверхностей деталей, главным образом регулятора, чтобы добиться необходимой точности хода. Исследователи не обошли вниманием и корпус, конструктивные особенности которого не должны были уступать высокому техническому уровню проекта в целом. Над этим многоплановым проектом трудилась команда специалистов разных научных отраслей, сформированная для решения этой конкретной задачи.





Блок регулятора
Давайте подробно рассмотрим весь алгоритм решения задачи, позволившей вовсе отказаться от смазки. Начнем с главной проблемы — регулятора. Традиционный регулятор на камнях смазывается маслом высокой очистки, наносимым в пяти местах. Устранить необходимость смазки регулятора в новом Calibre 998C удалось за счет применения четырех специальных материалов: Easium™ карбонитрида, черного монокристаллического алмаза, кремния и молибдена бисульфида.
Материал Easium™, используемый в атомной промышленности, нашел применение в часовом деле благодаря своей высокой твердости и исключительным трибологическим свойствам (крайне низкому значению коэффициента трения). Применение Easium™ оговаривается в первом из шести патентов, оформленных на модель Master Compressor Extreme LAB. Этот материал заменил традиционные рубиновые камни, которые нуждались в смазке. Easium™ работает в паре с другим материалом, который также обладает низким коэффициентом трения — молибденом бисульфидом. Им покрываются полированные стальные цапфы баланса, вращающиеся в опорах, изготовленных из Easium™, что устраняет необходимость в смазке. Обе опоры, в которых вращается платформа турбийона, также изготовлены из Easium™.
Рубиновые камни паллет были заменены другим материалом — черным монокристаллическим алмазом. Этот синтетический алмаз, на 100% состоящий из атомов углерода, обладает наивысшей твердостью и также имеет низкий коэффициент трения. Поэтому сцепление алмазных паллет с кремниевыми зубьями анкерного колеса также не нуждается в смазке. Использование кремния, а также модификация формы колеса позволили уменьшить его вес. Кроме того, анкерное колесо из кремния показывает лучшие характеристики при работе в паре с алмазами.





Зубчатые передачи и система завода
Перейдем от регулятора к рассмотрению зубчатых передач. Здесь цапфы колес также имеют покрытие из молибдена бисульфида. Однако в этой системе присутствуют традиционные камневые опоры колес, поскольку меньшие скорости вращения колес в сравнении с элементами регулятора, позволяют добиться приемлемых результатов за счет использования камней в сочетании с молибденом бисульфидом без применения смазки.
Теперь обратимся к системе завода, обратив внимание на барабан. Традиционное присутствие смазки в барабане обусловлено двумя причинами: во-первых, она предотвращает износ пружины, между витками которой присутствует трение, а во-вторых, смазка уменьшает трение вала барабана.
Extreme LAB удалось устранить обе эти причины благодаря использованию графитного порошка. Помещенный внутрь барабана, он распределяется по поверхности пружины, устраняя трение между ее витками. Графит, также состоящий из атомов углерода, является крайне стабильным веществом с крайне устойчивой кристаллической структурой. Его преимущество заключается в том, что со временем он не меняет свойств, независимо от перепадов температуры и влажности. Устранить необходимость смазки механизмов завода пружины и перевода стрелок удалось за счет нанесения на все их детали покрытия из никеля-политетрафторэтилена.
Оптимальная работа ротора обеспечивается керамическими подшипниками, а уменьшить трение удалось благодаря использованию новых материалов для изготовления самого инерционного сектора.

Инновационная геометрия
Помимо применения новых материалов для ротора, его геометрия также подверглась пересмотру. Новый ротор состоит из двух частей: верхней платины, выполненной из углеволокна — материала твердого и легкого, и полукольца, изготовленного из сплава иридия и платины — нетоксичного материала с наибольшей плотностью из существующих на сегодняшний день. Такая конструкция позволила уменьшить толщину сектора на 14% и вес на 28% при сохранении необходимой степени подзавода. Кроме того, новая конструкция лучше переносит ударные нагрузки и демонстрирует большую надежность со временем. На конструкцию нового ротора оформлен второй патент Extreme LAB.
Конструкция регулятора также подверглась кардинальным изменениям, начиная с баланса. Он не имеет традиционной круглой формы, а состоит из двух секторов, соединенных по краям перекладинами. Почему разработчики предпочли такую конструкцию? Долгое время изучая зависимость между площадью поверхности баланса и его аэродинамическими характеристиками, команда разработчиков пришла к заключению о необходимости изменения формы баланса. Чем больше площадь баланса, тем выше сопротивление воздуха и тем больше расход энергии на поддержку колебаний спирали, что негативно сказывается на точности хода. Пересмотрев форму баланса и изготовив его из весьма плотного сплава иридия и платины, что позволило уменьшить аэродинамическое сопротивление, разработчики создали баланс с постоянным моментом инерции, который потребляет значительно меньше энергии.
Конструкция всех элементов баланса была призвана уменьшить соотношение масса/инерция. И хотя высокий момент инерции обеспечивает большую стабильность колебаний баланса и его лучшую сопротивляемость ударным нагрузкам, он также предусматривает больший вес баланса, что приводит к увеличению механического трения и большему расходу энергии, а также большим отличиям в амплитуде колебаний в горизонтальном и вертикальном положениях. Новый баланс механизма Calibre 998C имеет меньшую массу, создавая при этом необходимый момент инерции. Сниженное соотношение масса/инерция позволило выполнить более точную регулировку баланса (регулировочные винты скрыты в теле секторов для снижения аэродинамического трения). Баланс новой конструкции защищен третьим патентом Jaeger-LeCоultre.

Концентрическая спираль баланса
Extreme LAB оптимизировала также спираль баланса для повышения точности хода. Ее изохронность была существенно улучшена благодаря операции, которую иначе как микрохирургической не назовешь. Как известно, чтобы витки спирали при колебаниях располагались по возможности концентрично, ее внешнюю кривую несколько деформируют. Так происходит в случае т. н. внешней кривой Филлипса, однако при этом лишь внешние витки спирали несколько смещаются от центра, и их колебания происходят эксцентрично. Чтобы аналогичным образом сместить внутренние витки спирали и, соответственно, добиться идеального концентрического расположения всех витков, часовщики Jaeger-LeCоultre деформировали спираль, что изменило ее упругость в месте, расположенном ближе к колодке. Эта деформация улучшила характеристики спирали, уменьшив отличия в колебаниях при различных положениях, а также добавила сбалансированности турбийону.
Платформа турбийона также усовершенствована. Выполненная из магниевого сплава, она весит 0,199 г, на 20% меньше, чем титановая. Это позволило сократить расход энергии на трение и понизить момент инерции на 38%.
Новая конструкция баланса с высоким моментом инерции (11,5 мг/см2) при частоте колебаний 28 800 пк/час позволила Extreme LAB добиться точности хода в -1/+4 секунд в сутки (сравните это со стандартами COSC: -2/+8 секунд в сутки).

Исследуя экстерьер
Корпус столь исключительного механизма, был основательно и тщательно продуман с тем, чтобы его эстетика как можно лучше выражала технологическое совершенство часов. Каждая его деталь была досконально продумана, начиная с системы подвески механизма. Требовалось устранить непосредственный контакт между металлом корпуса и механизмом. Решение этой задачи, защищенное четвертым патентом Extreme LAB, воплотилось в покрытии всего механизма эластичной полиуретановой пленкой, включая и заводную головку. Эта пленка не только обеспечивает водонепроницаемость, но и предохраняет часовой механизм и механизм завода от ударных нагрузок и вибраций, позволяя им “плавать” внутри корпуса.
Механизм корпуса достаточно прочный благодаря как использованным в нем материалам, так и своей конструкции. Внутренняя часть корпуса выполнена из твердого углеволокна, помещенного в титановое кольцо и защищенного с внешней стороны ультралегким и высокопрочным безелем из карбонитрида кремния. Пятый патент Extreme LAB оформлен на конструкцию корпуса.
Шестой охраняет систему крепления ремешка, удобство подгонки размера которого обеспечивает оригинальная система ступенчатой регулировки на застежке. Сам ремешок имеет несколько слоев. Средний слой выполнен из кожи, нижний — из высокопрочной ткани cordura, верхний — из искусственной замши алькантары.
Подход Extreme LAB отличает пристальное внимание к мельчайшим деталям, таким как прозрачный циферблат. Центральный элемент циферблата — мост из материала Tica-lium®, сплава алюминия, армированного частичками карбида титана, что позволило добиться высокой механической твердости и прочности материала без увеличения его плотности. Циферблат выполнен из сапфирового стекла в форме дуги. Черный центральный мост, белые цифры и метки часов, серый мост турбийона, элементы в красном цвете — второй часовой пояс, стрелка указателя даты, скачущая над турбийоном, заводная головка, строчка ремешка — все это вместе представляет собой великолепный и функциональный дизайн Master Compressor Extreme LAB — новой вехи в часовом деле.

Созидая будущее
Extreme LAB — это плод 174-летней истории Jaeger-LeCоultre, которую всегда отличало стремление к интеграции разных умений и навыков в единую стратегию. Extreme LAB — плод инноваций компании (сферический турбийон 2004 года, хрустальный гонг 2005-го или эллиптический изометрический спуск 2006-го), благодаря которым возникли новые профессии (часовой аналитик, специалист по компьютерному моделированию, инженер по материалам).
Сосуществуя с традиционными специальностями, новые позволяют проверять теорию практикой. Компьютерное моделирование, поставленное на службу разработчикам, позволяет последовательно подтверждать выполнение отдельных операций, измерять всевозможные параметры, такие как крутящий момент, мощность, трение, аэродинамика, степень износа и старения и т. п.
Эти новые направления, объединенные в подразделение, которое дополняет традиционную организационную структуру, позволяет Jaeger-LeCоultre все выше поднимать планку стандартов, в частности, в области точности хода и надежности работы, что становится насущной задачей часовой отрасли в XXI веке. Этот дух дерзания, как отмечает руководство компании, можно выразить словами Стива Джобса: “Лучший способ предсказывать будущее — это создавать его”. Результат Extreme LAB доказывает, что компания именно так и поступает.


Источник: журнал Europa Star август-сентябрь 2007