「我們談論的主要是數學和物理, 但也有振動力學、摩擦學等」

「We talk about mathematics and physics, but also about vibratory mechanics, tribology…」

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8月 2011

Guy Semon

為了能夠詳細介紹在今年春天BaselWorld巴塞爾表展中面世的Mikrotimer Flying 1000概念計時碼錶,Europa Star名表世界特地採訪了TAG Heuer豪雅的研發負責人Guy Semon。

Europa Star名表世界:暫且不去描述豪雅悠久的歷史,就請您告訴我們這個乍看之下有些瘋狂的想法-創造第一款能夠精確至千分之一秒的機械計時碼錶-是如何誕生的吧?

Guy Semon:在三年前我上任後,我們啓動了1887計時碼錶的生產。但是我們還想更進一步。在現有的計時碼錶中,El Primero最快,可以達到每小時振動36000次。於是我們就自問是否還可以改進。COSC認證的測量基礎是秒針,它並不認證計時器本身,而是整個手錶。而當你把一款計時器應用在手錶中時,它就會需要更多的動力,勢必降低手錶的精度,尤其是在連接的部位,無論擺錘或垂直齒輪都是如此。

計時器和手錶兩者能夠和平共處。因此就產生了通過建立兩個不同的鏈接、各自擁有調節裝置和獨立動力來源,來在一體化機芯中將二者分離的想法,從而開創了雙重認證的機會。由於特殊設計的發條盒,不同的鏈接也擁有能夠提供適當動力供給的優勢。

這種方法首次應用於Heuer Carrera Mikrograph計時器,這是擁有配有閃電般運轉的中央指針的一體化導柱輪、將精確度提供到了百分之一秒的第一款機械計時碼錶。它的兩個振盪裝置頻率分別為每小時28000和360000次,換句話說,手錶和計時器分別為5赫茲和50赫茲,配備90分鐘的工作動力儲備。

ES:那麼,你們是如何完成從50赫茲到500赫茲,振盪頻率達到360萬每小時這樣一個質的飛躍?

GS:我們現在進入到數學和物理領域,同時還涉及振動力學和摩擦學等。這一切都非常尖端。「手錶」部分以每小時28000次振盪旋轉,配備有Monaco V4,一個較小的平衡發條和一個較小的平衡擺,但依然搭配正常大小的底盤和底盤輪。至於計時碼錶,柱輪操縱的專利啓動系統完全地適用於50赫茲,但之後的問題則是如何提升到500赫茲?

傳統來講,平衡會把發條移回初始的位置;但在達到極高頻率後,發條必須非常堅硬,讓平衡不必回歸。我們使用了一種只有四個線圈的發條,剛性比普通發條強十倍左右,這使我們不再需要使用傳統方式。但是,我們必須儘量縮小它的體積,而(根據平方半徑來計算重量)中軸則須最輕。因此,中軸使用一種為鋁、鈦和鎂合金的特定材料製成。

其次重要的一點是,底盤也必須最輕。通常我們會使用珠寶材質的底盤,因為可以解決摩擦問題,同時方便調整。但是這一次,我們則使用單塊底盤。它們之間只有一個接觸點。底盤向底盤輪的回歸代替滑動。這種間歇性的鏈接從而達到超高速的振動。

ES:這個系統是如何激活的?

GS:由於不能使用傳統的自行激活平衡發條,我們開發了一個名為「Launcher-Hub-Brake」的系統,由導柱輪控制,利用了新型平衡發條的剛性優勢。

ES:「實實接觸」?

GS:對於這款平衡彈簧所產生的問題,我們開發了一個系統,以此來解決其無法自我激活的問題,我們將其稱之為「Launcher-Hub-Brake System」,這款系統由導柱輪控制,利用了新型平衡彈簧的剛性優勢。而這款系統的運作原理則是在「START」位置監測整個系統,當進程被激活時,將切線切換至機芯,利用固體之間的接觸將擒縱指令傳遞至系統的樞紐。而在「STOP」位置,當進程被終止時,系統的樞紐將立刻停止平衡彈簧的工作。

ES:您所講的固體與固體之間的接觸是指的哪方面?

GS:因為這款計時碼錶的運轉速度非常快,所以固體潤滑的問題就顯得尤為重要,因此,我們必須對固體潤滑的工作非常重視,換句話說,對於工作表面材質來說,我們必須使用摩擦係數最小的材料來製造,因為其直接影響到了系統是否能夠正常工作。

ES:高速振動是否會成為另外一個障礙?

GS:是的,計時碼錶都會因為高速震動受到影響,進入一種共振的狀態。而正因為如此,我們才需要來自振動力學領域的技術支持,我們已經通過自己的方式解決了這一問題。例如,使用不同的材料,在計時碼錶的中央使用一個黃色的指針,每秒旋轉十次,從而無法進入共振狀態,給予其他部分充足的保護。我們同時大量使用了鈦制材料穿插於各個部件之間,能有效解決連接部分與其他部分之間的共振問題。

ES:在這種高速的情況下運行,所使用的能量必然是巨大的。那麼,這款計時碼錶是以什麼作為動力儲備的?

GS:目前,我們己經能夠保持其正常運作兩分三十秒。但是請不要忘記,Mikrotimer Flying 1000目前仍舊只是一款概念手錶,我們需要繼續深入的研究。我們之前的那款已經是一百二十五倍的優於市面上最好的機械計時碼錶的準確性,而現在研究的則是十倍強於Mikrograph 1/100秒計時碼錶的作品,目前我們共有十一項正在申請的專利,以確保長期的準確性和可靠性。而在其中最為重要的是,與Atokalpa合作開發的高頻率剛性平衡彈簧;托盤和托盤輪之間的間歇性接觸;Launcher-Hub-Brake System。我們也正在申請有關時間顯示方面的專利。

儘管實際上位於中央的黃色指針每秒旋轉十次,但這並不影響讀數,我們可以很容易地在錶盤外部按比例讀出千分之一秒和百分之一秒。另一方面,第二個中央指針顯示分鐘和十二分之一分鐘並按比例標記一百五十秒。隨著專利的申請,我們也想到了一個好主意,以此來解決目前所面臨的問題。這款計時碼錶將是一款宏偉的全新型超級複雜功能作品,也是我們將歷史與合法性緊密合作的體現。

TAG HEUER豪雅與計時碼錶

在千分之一秒會發生的事情……

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