Часы тысячелетий

Мы живем в эпоху, когда технические новшества появляются каждый год, а поводом что-либо выкинуть является фраза «оно устарело». С одной стороны такой парад новинок вызывает интерес, с другой встает вопрос — а что останется после нашей цивилизации? Наши знания в области свойств материалов приводят к тому, что создаваемые нами вещи и конструкции уже при проектировании рассчитаны на «запланированное устаревание», часто в течении нескольких лет, они должны оказаться на свалке, а в идеале бесследно растовориться в природе.

Предыдущие цивилизации оставили после себя пирамиды Египта и водопроводы Рима. Люди выбивали на камне, писали на папирусе и пергаменте. Часть этих записей сохранилась до сих пор. Но современные носители информации могут хранить её в лучшем случае годами, а потом теряют свои свойства. Что через 2 тысячи лет будет известно о нас, когда рассыплются в пыль все современные носители информации? Мы станем для будущего чем то, типа таинственной Атлантиды?

Такие вопросы задавал себе Уильям Даниэль Хиллис (William Daniel Hillis)

Уильям Даниэль Хиллис Автор: Joi Ito — https://www.flickr.com/photos/joi/15029110149/, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=35648859

Ответом стала его инициатива Long Now Foundation в рамках которой самым впечатляющим проектом стали Часы тысячелетий(Clock of the Long Now).

Это гигантские (высота всех механизмов около 60 м) механические часы со сроком службы до 10000 лет. Примерно такой срок отделяет нас от времен, когда наши предки освоили примитивное сельское хозяйство. Строительство этих часов началось в 2016 г. и идет полным ходом

Уильям Хилл говорит о том, что мы оперируем слишком коротким горизонтом планирования. Годы, десятилетия максимум. Его потрясла история об оксфордских дубах. Строители Колледж-Холла в Нью-Колледже использовали дубовые балки для перекрытий. Но они подумали и о потомках. Тогда в 1386 году они посадили желуди, чтобы из них выросли новые дубы, когда перекрытия потребуют ремонта. И эти новые дубы пригодились 600 лет спустя, когда в 20 веке проводили ремонт колледжа. Строитель 14-го века посадил деревья, мысля масштабами столетий ( распространенный по всей Европе черешчатый или летний дуб (Quercusrobur) живет до 1500 лет ).

Несмотря на то, что механические часы по нынешним мерками являются не самым сложным устройством, создание часов рассчитанных на тысячелетие оказалось непростой технической задачей.

После размышлений Хилл и его команда пришли к таким принципам:

  • Долговечность : часы должны быть точными даже после 10 000 лет и не должны содержать ценные детали (например драгоценные камни и металлы), которые могут привлечь мародеров при упадке государства.
  • Поддержание работоспособности: будущие поколения должны смочь отремонтировать и отрегулировать часы, имея на руках инструменты не выше бронзового века, если человечество потеряет современные цивилизационные навыки.
  • Понятность : принципы работы механизмов часов должны быть понятны без остановки или демонтажа; никакая функциональность не должна быть непонятной.
  • Эволюционируемость : часы должны допускать улучшение и модернизацию.
  • Масштабируемость . Чтобы гарантировать, что окончательные большие часы будут работать должным образом, должны быть построены и протестированы небольшие прототипы.

Отдельно надо заметить, что детали таких часов должны быть очень большими и точно изготовленными, чтобы снизить влияние пыли и трения.

Нетрудно заметить, что сочетание таких принципов трудно достигнуть в реальности. Если люди вернутся к цивилизации бронзового века, вряд ли они вообще смогут понять принцип и цели работы механических часов.

Важен и вопрос выбора местоположения. Чтобы защитить часы от возможных войн и других социальных конфликтов, мародеров, вандалов, диких животных и климатических изменений, их решили разместить в безлюдной местности, внутри горы в пустыне западного Техаса, вторые часы будут размещены в штате Невада.

Но куда сложнее оказался вопрос выбора источника энергии для этих часов. Было рассмотрено много вариантов источника питания часов, но большинство из них было отклонено из-за их неспособности выполнить вышеуказанные принципы. Ядерный реактор не отремонтируешь даже инструментами из современного магазина, не говоря уж о бронзовом веке. Солнечные панели тоже требуют весьма квалифицированного обслуживания. Ветрогенераторы не протянут и тысячелетие и также требуют квалифицированного обслуживания.

В конечном итоге было принято оригинальное техническое решение. Сам механизм, отсчитывающий время, должен получать мощность за счет разницы температур между дневной и ночной температурой. Разница температур уже применялась ранее часовыми мастерами для работы каминных часов. Но это время само по себе нигде не отображается. Чтобы увидеть это время, посетитель часов (именно так, ведь высота механизма часов около 60 м.) должен потрудиться. Интерфейс часов — циферблаты и куранты получает мощность от гирь, как старые ходики. Вот только весят эти гири 4 тонны и сделаны из каменных дисков. Посетители часов сперва видят на часах неактуальное время (время, которое смотрел предыдущий посетитель). Они должны покрутить механическую передачу (вдвоем или втроем), типа той, что на старых кораблях применялась для подъема якоря, и поднять гири, чтобы их движение вниз вызвало движение циферблатов и работу курантов. Только тогда они увидят текущее время. На диске, диаметром около 2 м., будут показаны естественные циклы астрономического времени, движение звезд и планет, а также время галактики земной процессии и время суток. Правда источник света, чтобы насладиться всей этой красотищей, посетителям надо принести с собой, внутри шахты часов темно.

От традиционных механических шестерен было решено отказаться, они не могут обеспечит надлежащую точность на таком длительном промежутке времени. Механизм отсчитывающий время является механическим компьютером — цифровым дифференциальным анализатором, состоящим из последовательности многоуровневых двоичных сумматоров, реализованным с механическими колесами и рычагами. Компьютер имеет 32 бита точности, каждый бит представлен механическим рычагом или штифтом, который может находиться в одном из двух положений.

Этот механизм имеет точность, равную одному дню за 20 000 лет. Часы имеют механизм подстройки по астрономическому времени. Медленный механический осциллятор , основанный на крутильном маятнике ( 300-килограммовый титановый маятник, высотой 1,8м ) , сохраняет время неточно. В полдень свет от Солнца будет через объектив сфокусирован на гибкой металлической пластине. Нагрев вызовет изгиб платины и сброс механизма до полудня. Даже если выдастся один или несколько пасмурных дней, рано или поздно Солнце скорректирует часы (выбор места в пустыне на горе этому способствует). Комбинация в принципе может обеспечить надежность и точность.

Отдельное устройство обеспечивает бой часов (куранты). Решено было сделать, чтобы мелодии не повторялись. Механизм из 20 зубчатых колес(диаметром около 1,8 м и весом около 400 кг) с различным количеством зубов (7, 9, 10 и 12) работает таким образом, чтобы вычислить уникальную последовательность курантов: 3,65 миллиона возможных мелодий, все уникальные. Это примерно на 90 000 меньше мелодий, чем есть дни в 10 тысячелетий, но авторы проекта надеются, что посетители будут заглядывать в часы не каждый день. Исполнять мелодию курантов будут 10 колоколов.

Основным спонсором часов является Джеф Безосс, основатель Amazon. Он выделил на создание часов 42 миллиона долларов. Музыкант Брайан Ино дал имя «Длинные часы» (и придумал термин «Долгое время»), он сотрудничал в написании музыки для курантов для будущего прототипа. Прототип часов выставлен в Музее науки в Лондоне.

By Pkirlin at en.wikipedia, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10909520

Видео о строительстве часов

Подписаться на дайджест новостей 360tech.ru

Кругосветное путешествие прядильной машины

Источник: How a little bit of Industrial Espionage started the Industrial Revolution | AllAboutLean.com

На заре индустриальной революции, в начале 18 века, когда Британия еще только становилась мировой мастерской (сейчас её место занимает Китай), один английский механик Thomas Cotchett вместе с инженером George Sorocold построил шелкопрядильную машину с приводом от водяной мельницы. Его дело не пошло и он разорился.

Его бывший работник Джон Ломбе (John Lombe), решил не изобретать велосипед (опять же, как и сейчас делает Китай). Шелкопрядильные машины были известны в Италии с 13-14 века. Надо было просто поделиться с ними опытом. Джон подучил итальянский и отправился в Италию. Как известно, с добрым словом и пистолетом можно добиться большего чем просто тем или другим по отдельности. Джон действовал добрым словом и монетами. Благодаря этому он смог в 1716 г. устроиться на фабрику в Пьемонте , а потом даже остаться один на ночь. Этой ночью он и сделал эскизы итальянской машины, стоявшей в его цеху.

Статуя Джона Ломбе в Дерби By Notafly — Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=47981463

Эскизы он загрузил в тюк с шелком, адресом доставки был его сводный брат Томас Ломбе в Британии. Сам Джон успел покинуть Италию, хотя его уже начали искать. Грозила ему ни много-ни мало смертная казнь. Так что с авторскими правами тогда было еще суровей чем сейчас.

Ирония ситуации заключалась в том, что Джону совсем необязательно было так рисковать. Ему надо было просто спросить «Как пройти в библиотеку?» Ведь уже в то время в британских библиотеках можно было найти труд Vittorio Zonca heater of Machines ( Novo Teatro di Machine et Edificii ) 1607 г. Ав нем на 54-55 странице чертежи той самой машины. Скан с гугл-книг, https://play.google.com/books/reader?id=n4nCrzkC6AoC&printsec=frontcover&output=reader&hl=ru&pg=GBS.PA74

spining machine Theater of Machines (Novo Teatro di Machine et Edificii) by Vittorio Zonca

spining machine Theater of Machines (Novo Teatro di Machine et Edificii) by Vittorio Zonca

Ну и ладно. Зато вернувшись домой Джон Ломбе в 1718 году получил патент (№ 422) на шелкопрядильные машины,  а в 1719 году открыл фабрику в Дерби, на острове в реке Дервент, на месте заброшенной фабрики Thomas Cotchett, и стал процветать. Даже несмотря на то, что взбешенные власти Сардинии ввели против Британии запрет на экспорт шелка-сырца. Дела Джона шли в гору. Теперь он мог позволить себе жену-красавицу и позволил. Познакомился с красивой женщиной-итальянкой, быстро захворал и умер. В возрасте 29 лет, скорее всего от отравления. Скорее всего своей молодой женой. Для тех времен это было обыденное решение вопроса интеллектуальной собственности. Однако британский суд не смог ничего доказать, итальянку освободили и она быстро покинула Британию, вернувшись в Италию.

Его дела продолжил его сводный  брат Томас Ломбе, тот самый адресат тюка с шелком. Их фабрика вошла в историю как Фабрика Ломбе. Судьба Томаса не совсем понятна, в статье по ссылке в начале пишут, что он застрелился через год, в Википедии, что он умер много позже, 8 января 1739 г, перед этим сделав блестящую карьеру, побывав шерифом Лондона и будучи посвящен в рыцари.

Фабрика Ломбе:

Фабрика Ломбе Engraver unknown- 18th Century- uploaded by User:ClemRutter - Eighteenth century print, used by Darley, Gillian (2003) By Engraver unknown- 18th Century- uploaded by User:ClemRutter - Eighteenth century print, used by Darley, Gillian (2003). Factory (Objekt). London: Reaktion Books. ISBN 1-86189-155-5., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12776812

Фабрика Ломбе Engraver unknown- 18th Century- uploaded by User:ClemRutter — Eighteenth century print, used by Darley, Gillian (2003) By Engraver unknown- 18th Century- uploaded by User:ClemRutter — Eighteenth century print, used by Darley, Gillian (2003). Factory (Objekt). London: Reaktion Books. ISBN 1-86189-155-5., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12776812

Что интересно, когда в  в 1732 году патент братьев истек, власти не согласились на его продление, но зато согласились выплатить Ломбье 14 000 фунтов, при условии, что он выставит образцы своих машин в Тауэре.

Ряд других изобретателей. включая Richard Arkwright в 1767-1768 году, усовершенствовали машину, теперь она могла прясти хлопок (у хлопка короткие волокна) — так была создана прядильная машина Water frame. Так как хлопок дешевле, продается он лучше и прядильное производство в Британии расцвело не на шутку.

Британская слава мировой фабрики не давала покоя немцам. Немецкий промышленник Johann Gottfried Brügelmann послал своего партнера Делиуса (Carl Albrecht Delius) в Британию. Поделиться информацией, сами понимаете. Кстати британские законы тех времен карали такое расшаривание информации, также как итальянские. То есть тоже смертной казнью.

Еще один любитель прядильных машин Carl Albrecht Delius Von Theodor Wedepohl (German, 1863-1923) — Privatsammlung, Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8813985

Но нет таких высот, которые не мог бы взять шпионаж. Делиус явно был лучшим шпионом, чем John Lombe, он не только сделал эскизы британской машины, но еще и привез в Германию запчасти для неё и одного перевербованого британского специалиста William Richard. В 1783 году производство было запущено в Германии.

Тем временем еще один британский специалист Самуель Слайтер (Samuel Slater) видимо горько сожалел, что не успел познакомиться с Делиусом. Он с детства работал на прядильной фабрике и отлично знал устройство станков.

Сэмюэл Слейтер, промышленник, отец промышленной революции и предатель, кому как нравится By National Biographical Publishing Company — The Biographical Cyclopedia of Representative Men of Rhode Island (1881), Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=33394387

Ну что ж, на Германии свет клином не сошелся. Есть же еще США. Тогдашние британские законы, кстати, запрещали эмиграцию квалифицированных специалистов. Под страхом,..ну вы догадались, смертной казни. Но если очень хочется, то можно, и  Самуель под чужим именем отплыл в США в 1790 году. Там он договорился о сотрудничестве с двумя американскими промышлениками William Almy и Smith Brown. Они уже пытались запустить производство на 32 шпиндельной машине, но не могли решить технических проблем. А с Самуелем смогли и 1793 г. открыли фабрику в Род-Айленде.

Фабрика Слейтера By Forest J. Handford — Own work, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1208237

Оттуда эта технология разошлась по США и теперь в США Самуель Слайтер известен, как отец промышленной революции. Также в США он известен как создатель трудовой системы Род-Айленда. Благодаря высокой механизации и высокому уровню разделения труда, на его фабрике, труд был не особенно физически тяжелым (по меркам 18 века), и на фабрику нанимали рабочими детей от 7 до 12 лет. В 19 веке на основе его системы была создана трудовая система Waltham-Lowell system. Слайтер разбогател, владел тринадцатью прядильными заводами и развивал фермерские хозяйства и городские компании вокруг своих текстильных фабрик (чтобы привлекать больше детей для работы). В Британии у него репутация похуже, там его упоминают, как Слейтера-предателя.

Подписаться на дайджест новостей 360tech.ru

Клавиатура монотипа

В посте про линотип упоминалось, что был еще монотип, в котором клавиатура печатает не сразу строки, а перфоленту. Это могло быть удобно, например для допечатки тиража, можно было хранить не готовые матрицы страниц, а перфоленты для ее изготовления. К тому же, внести изменения в перфоленту проще, а матрицу надо переделывать целиком.

На видео процесс работы на клавиатуре монотипа (наборно-программирующем аппарате). Перфолента необычно широкая, впрочем на пианолах перфолента была шире, а  на первых ткацких станках еще шире. Ее поправляют на отметке 0:15 и дальше неоднократно

Подписаться на дайджест новостей 360tech.ru

Граверный станок-пантограф | eBay

3000 in Jewelry & Watches, Jewelry Design & Repair, Jewelry Tools

Источник: Antique Cast Iron Francis Engraving Machine Pantograph Jeweler’s Tool Steam Punk | eBay

Копировально-гравировальный станок-пантограф с Ebay. Пантограф — значит может копировать исходный рисунок, причем не обязательно 1:1 а в других масштабах, определяемых соотношением сторон пантографа. Различные затяжные крепежи, видимые на картинке видимо и служат цели изменения масштаба.

Музей воды и пара в Лондоне

Музей воды и пара в Лондоне. Снято любителями механических конструкторов