| 在接下來的六年里，哈里森一直在努力做他的航海計時器。已完成的航海鐘不僅外觀非凡，而且在概念上完全獨創(chuàng)，是一件非凡的創(chuàng)意作品。在這第一臺航海鐘里（后來被稱為“H1”），哈里森從他的校準鐘那里獲得許多靈感。他用兩個啞鈴形的平衡桿代替了在海上毫無用處的鐘擺，每個重約五磅。它們以相反的方向擺動，通過一個巧妙的金屬絲系統(tǒng)連接在一起。平衡擺在滾軸軸承中轉(zhuǎn)動，幾乎沒有摩擦；從鐘兩邊伸出的四個負重臂是軸承臂的平衡物。 
H1航海鐘
平衡擺是由他在校準鐘里使用的蚱蜢擒縱機構(gòu)的一種改進形式所驅(qū)動。擺輪上下兩端有四個螺旋彈簧控制計時。為了補償溫度變化引起的彈性變化，哈里森使用了一種格柵補償方式來自動補償改變的彈簧強度。盡管這座鐘大部分是由黃銅和鋼制成的，但哈里森繼續(xù)使用木材來制造許多齒輪，這些齒輪都是在減小摩擦力的軸承運行的。與均力圓錐輪（平衡彈簧的功率輸出變化的裝置）相連的兩個主發(fā)條使時鐘上一次發(fā)條可運行38小時。為了防止時鐘在上發(fā)條的時候停下來，哈里森還發(fā)明了一種被稱為“動力儲備”的裝置，這種裝置能夠在主發(fā)條上發(fā)條的時候自動啟動一個短發(fā)條，使時鐘保持運轉(zhuǎn)。這是他最不朽的發(fā)明之一，并被廣泛用于發(fā)條驅(qū)動的鐘表里。平衡擺的支點在平衡臂末端的兩條弧線上，這些弧線就像是大型滾軸的一部分。滾動的動作將摩擦和磨損減少到最低限度。
在他的第一座航海鐘里，哈里森使用了雙平衡擺，由金屬絲連接在一起。它們是由他的改進型的“蚱蜢”擒縱機構(gòu)提供脈沖（圖中未顯示）。而雙平衡擺的互動是用來補償船只顛簸所產(chǎn)生的慣性。
H1整體重達34公斤。上面有四個刻度盤顯示秒、分、時和日期。時鐘懸掛在常平架上，在船只顛簸時保持水平。計時器裝在木箱中，木箱四角用彈簧懸掛起來。這臺機器于1735年完成，在亨伯河上的一艘駁船上成功測試后，哈里森準備將它運往倫敦，并向經(jīng)度委員會提出正式申請，安排海上試航。七年后，喬治·格雷厄姆看到他的徒弟和他的杰作非常高興，于是他立即安排向英國皇家學(xué)會介紹這臺鐘，哈里森在那里受到熱烈歡迎。格雷厄姆有一張哈雷和委員會其他三位重要會員簽署的證書：約翰 · 哈里森，付出了巨大的勞動和金錢代價，設(shè)計并制造了一臺在海上測量時間的機器，基于這樣的原則，在我們看來，他們保證了非常高的精確度。我們認為，為了徹底的改進和完善，以避免那些因不同程度的冷熱溫度、潮濕和干燥的空氣、以及船只的顛簸而自然產(chǎn)生的時間的不精確性，它非常值得公眾的鼓勵。盡管有這么多的支持，哈里森還是不得不等到第二年的五月份，才能開始對他的鐘進行海上試驗。即便如此，海軍部也沒有按照法令的規(guī)定，將航海鐘送往西印度群島，而是指示哈里森將他的航海鐘送上開往里斯本的百夫長號。第一海軍大臣查爾斯?韋格爵士（Sir Charles Wager）給百夫長號的普羅克特（Proctor）船長寫了一封信：這臺放在你船上的儀器，已經(jīng)被城里所有見過它的數(shù)學(xué)家（還有一些沒見過的）認可為測量時間的最佳儀器；它是否能在海上取得成功，將交由你來評判；我已經(jīng)寫信給約翰·諾里斯爵士，希望他在下一艘回英國的船上，把這臺儀器和它的制造者（就是和你們同船的那個人）送回家。據(jù)最了解他的人說，他是一個非常聰明而冷靜的人，如果他能夠得到鼓勵，他能夠發(fā)明出更多的東西，因此，我希望你能和他禮貌交談，盡你所能地善待他。百夫長號，1736年5月17日，于斯皮特黑德（Spithead）我很榮幸見到你于14日的來信，關(guān)于我所攜帶的儀器，及其制造者：儀器會被放在我的船長艙里，方便他能夠更仔細地觀察，我發(fā)現(xiàn)他是一個非常冷靜、非常勤奮、非常謙虛的人，這讓我無法不去好好地照顧他；但是測量時間的確困難，在頻繁顛簸的情況下，讓我關(guān)心這個誠實的人，也讓我擔心他正嘗試不可能的任務(wù)；但是先生，我會在我的職權(quán)范圍內(nèi)盡我所能地善待他，幫助他，并且我會轉(zhuǎn)告他您對他成功的期待，以及您對他應(yīng)該得到良好待遇的關(guān)心。
普羅克特船長言出必行，哈里森和他的時鐘被安置在他的船長艙里。按照十八世紀的標準，到里斯本的航程很快，只用了一個星期；然而，百夫長號遇到的強風和洶涌的海浪，并不適合像哈里森這樣的陸地居民。船長在他的航海日志中寫道，時鐘的表現(xiàn)比他的乘客還好，“乘客都生病了，但他還是滿意船只的顛簸絲毫沒有影響它計時的準確性”。然而，航行日志顯示，這座鐘并沒有像哈里森在出航時所期望的那樣表現(xiàn)良好。不幸的是，普羅克特船長，一個在出發(fā)前就虛弱的人，在里斯本去世了，哈里森被轉(zhuǎn)移到奧福德號，準備返航。奧福德號的船長，羅杰·威爾斯，記錄了這次整整一個月的航程，“回程中夾雜了大風和風平浪靜”。在這次航行中，時鐘的表現(xiàn)好多了，當他們看到陸地時，他用它來糾正船只位置上的一個重大錯誤，給哈里森帶來了一場顯著的勝利。威爾斯和他所有的軍官都認為他們到達了達特茅斯港附近的起點角；但哈里森堅持認為實際上是在距離起點60英里的利澤德島（Lizard），幸運的是威爾斯很明智地采取了回避行動，避免了將船舶置于極度危險的境地；后來，他給了哈里森一張證書，記錄了整個過程。1737年6月30日，經(jīng)度委員會召開會議，審視這革命性的航海鐘及海試結(jié)果。會議記錄表明：約翰·哈里森先生發(fā)明了一種新機器，本質(zhì)上是臺鐘，據(jù)稱這臺儀器比迄今為止所有其他儀器都更能精確地在海上計時。。。并建議在兩年內(nèi)制造另一臺尺寸較小的機器，他將努力修正他在這臺機器中發(fā)現(xiàn)的一些缺陷，以便使它變得更加完美。。。盡管計時器有不足之處，委員會還是對哈里森和他的發(fā)明印象深刻，給了他一筆 ￡250的撥款，以便繼續(xù)進行他的實驗，并承諾在第二臺經(jīng)過批準的機器完工后，再給他￡250。他承諾在兩年內(nèi)，將向委員會提供一臺更小巧、更精確的機器，它將在前往西印度群島的航行中進行試驗。與此同時，哈里森把這臺著名的機器借給了他的朋友喬治·格雷厄姆，他把這臺機器放在自己的店里供公眾欣賞。因此 H1被載入史冊。跟大多數(shù)原型機一樣——工作在進行中，這是哈里森畢生尋找經(jīng)度問題答案的第一步。盡管 H 1沒有取得最終的成功，但它已經(jīng)獲得了標志性的地位，理所當然地成為哈里森機器在格林威治國家航海博物館精彩展覽中的明星。 |
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