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机芯也需要克服风阻?

2021-09-01 10:54:04

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今年积家在Geophysic®地球物理天文台系列腕表中,採用Gyrolab®摆轮,以非圆形的结构减少空气摩擦。

今年有两个强颱入侵台湾,纷纷打破了以往的风速纪录,、17级强风,对于这样的风速,你有什么概念呢?很多人会认为,风速每秒40公尺,感觉还好吧?

但是通常气象所提到的每秒33公尺的风速,大约是11级风,已经达到了停班停课的标淮;换算此时的风速约为117公里左右,想像你在高速公路上打开窗户时,风是不是非常强呢。如果是这次杜鹃强颱创下的17级风纪录,每秒风速超过54公尺,换算风速则高达220公里左右,这已经是高速铁路的行驶速度,其风力之大,应该很少人体验过。 

因此许多跑车、高速火车非常讲究流线造型与低风阻设计。过去在1950、1960年代,当时的流体力学并不算非发达,也尚未大量运用在民间。许多车辆的造型可说是完全违反流体力学,直到后来逐渐讲求运作效能与减少燃料的耗损,许多车辆开始有了流线型的外观,与昔日的设计可说是截然不同。


新一代的Gyromax砝码摆轮,仅採用4个砝码,可减低摆轮本身的的风阻。

可是风速跟机械表怎么会有关系?佩戴在手上的腕表,根本无需考量风力的大小吧?没有错,但是机械表的内部机芯,拥有一个会高速摆动的零件,那就是摆轮。目前我们所看到的摆轮与擒纵结构一样,同样属于外观、结构变化较多的零件,其他的零件如发条盒、齿轮则没有太大的变化,而且摆轮的摆动速度也随之增加。因为早期的怀表,振频从每小时7,200转、14,400转增加至18,000转,所以每秒钟摆动的次数也从2次增加到5次,摆轮的转速自然有明显的变化。 

在进入腕表的时代,振频更从每小时18,000、21,600、28,800增加至36,000转,因此在短短的一秒内,摆轮所消耗的能量较以往增加许多,所以减少摆轮的重量是当务之急。在1949年,PATEK PHILIPPE百达翡丽所推出的新式Gyromax砝码摆轮,已经大幅的减少摆轮的重量,并省略了众多的补重螺丝,开始以砝码本身或透过摆轮外环凿孔的方式,来达成摆轮的重量平衡(也就是不会让摆轮的某一侧较重)。


劳力士在1980年代末期推出的3100系列机芯,其Microstella微调螺丝摆轮已经将螺丝放置于内侧,运转效率优于先前的3035自动机芯。

由于技术的持续精进,ROLEX劳力士在1970年代末期所推出的3035自动机芯,更索性将原有的补偿螺丝全部删去,只保留四颗微调螺丝;在80年代末期所推出的3100系列自动机芯,将微调螺丝放置于摆轮内侧,全部如此一来也降低摆轮螺丝所产生的风阻效应。 

记得某位製表大师曾回答媒体的提问,为什么旗下品牌的机芯皆使用没有螺丝的环形摆轮?他回答:因为没有螺丝所产生的风阻问题,运转的效能会更为理想。因此,在材料学与科技的进步之下,摆轮本身的品质已经达到一定的水淮,其产生的风阻效应,成为许多表厂最后一项要克服的难题。所以我们可以发现,后来各大表厂推出不同类型的惯性微调摆轮,其外观都讲求流线的设计,没有螺丝、砝码凸出于摆轮外环。


本款Gyrolab®摆轮的概念,来自于2007年的Extreme Lab 1腕表,而Geophysic®地球物理天文台腕表系列是第一个採用这项技术的表款。

JAEGER-LECOULTRE积家在经过多年的研究后,发现面积大的摆轮,会增加与空气的磨损,因此厂方在2008年所推出的Master Compressor Extreme LAB 概念陀飞轮腕表,首次採用几何构造的臂型摆轮,两端各有两个微调螺丝,算是相当先进的设计。

不过厂方在推出这款概念表款之后,其特殊的摆轮设计,却未曾出现在积家的表款之中。直到2015年的香港W&W表展中,新推出的Geophysic®地球物理天文台系列腕表,机芯内部的Gyrolab®摆轮,延续先前臂型摆轮的研究基础,但外观造型,却更像是积家的JL商标的锚形图案,两者皆是藉由非圆形的结构减少空气摩擦,来提升机芯的运转效能,而Gyrolab®摆轮运用在770与772自动机芯之上,分别是三针日期与三针世界时区功能。


百达翡丽在2011年推出的Ref.5550P腕表,内部以240 Q机芯为基础,换装造型特殊的GyromaxSi摆轮,结合其他的硅材质零件,动力储存可从48小时增加至70小时。

除了积家之外,百达翡丽也曾在2011年推出採用硅材质製作的GyromaxSi摆轮,外观有点像是蝴蝶造型,但主体是以轻盈的硅材质所打造而成,但外缘则具有24K金弧条,主要是保有摆轮的惯性,而四个砝码则可微调快慢。根据厂方的研究,可减低空气阻力,提升约两成的动力效能。 

透过结合其他的硅材质游丝与擒纵结构,组成Oscillomax硅材质套件,让原本240机芯的储能从48小时增加至70小时,成果相当惊人。不过GyromaxSi摆轮只搭载于当年的Ref.5550P限量万年曆表款,后来并未推出其他的市售版本。


De Bethune自2002年成立至今,也推出多款不同造型的非圆形摆轮,追求更为优异的运转效能。

另外,创立于2002年的De Bethune,虽然品牌推出的产品属于顶级的小众,但是摆轮的造型设计,却更为多元化,除了扁平的环型摆轮之外,从2004年开始,厂方推出降低风阻的特殊摆轮,每隔几年便会演变出不同的造型,从原本的十字四臂造型,转变为X的四臂造型。而摆轮两侧更有降低风阻的圆弧形设计(有点像椭圆形药丸),,则具有可微调的螺丝或砝码设计。

随著许多品牌陆续推出不同的摆轮设计,在追求低风阻与高效能的目标之下,或许20年后的摆轮外貌会有明显的差异,就让我们拭目以待吧!

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