KRONOMETAR (grč. χρόνος hronos vrijeme i μέτρον metron mjerilo), mehanička sprava za mjerenje vremena. Upotrebljava se u pomorstvu pri astronomskoj navigaciji (brodski k. na pero) i u astronomskim opservatorijima za određivanje vremena motrenja i za vremensku službu (opservatorijski k. s njihalom). U pomorstvu se za mjerenje vremena, osim kronometara, upotrebljavaju satovi, palubni kronometri, kronoskopi, kronografi i stoperice. Sve su se te sprave postepeno razvile iz prvih primitivnih satova (v. Sat).

Povijesni razvoj kronometra. Mnogi su učenjaci i urari XVII. i XVIII. st. u Francuskoj, Engleskoj i Holandiji nastojali da izrade mehaničke satove, koji bi se mogli upotrebiti na brodovima. Prvi su pokušaj izvršili (1662) lord Kinkardine i Robert Hook, koji su sat s njihalom opteretili olovnim utegom i objesili ga u težištu broda, te izvršili pokuse u plovidbi po uzburkanom moru. Ti pokusi nisu zadovoljili, kao ni oni, koje je izvršio Holanđanin Christian Huygens sa dva obješena sata s njihalom, ni Englez Henry Sully, koji je u Francuskoj nastojao da zadovolji uvjete, što ih je 1714 raspisala engleska vlada za izradbu satova, pogodnih za određivanje geografske dužine na moru, i obećala nagradu od 20.000 funti za izradbu sata, koji u mjesec dana plovidbe od Engleske do Zapadne Indije ne bi pokazao razliku veću od dvije minute.

Londonski urar John Harrison izumio je 1726 rešetkasto kompenzirano njihalo, 1735 prvu nemirnicu kompenziranu za promjenu temperature, a 1750 protuzapor, napravu, koja goni sat za vrijeme navijanja. Treći Harrisonov sat, izrađen 1738, preporučio je Royal Society, a Board of Longitude odobrio je svotu od 2000 funta za nastavak pokusa. Od te svote isplaćeno je Harrisonu 1250 funta, a ostalo je određeno za nagradu Williamu Whistonu za određivanje koordinata engleskih luka. Tek poslije 3 godine Harrisonu je dopušteno, da se njegov sin ukrca u ožujku 1761 sa spomenutim trećim satom na linijski brod Dorsetshire i otplovi u Jamaicu, ali otplovio je tek u studenom brodom Deptford. Sat je bio naravnan po pravom vremenu opservatorija u Portsmouthu i zaključan u ostakljenom ormariću sa 4 lokota; ključeve su čuvale 4 različite osobe. Deptford je stigao u Jamaicu u siječnju 1762, a sat je istog mjeseca prevezen natrag linijskim brodom Merlin. Unatoč žestokim olujama i velikim razlikama temperature, greška od 6. XI. 1761 do 2. IV. 1762 iznosila je samo 1 ^m 53 ^s, odnosno 28’ dužine, a to u geografskoj širini Portsmoutha odgovara daljini od 18 nm.

Board of Longitude je aktom od 1763 pohvalio Harrisonov sat, ali je odobrio samo 250 funta nagrade, koja će se isplatiti u 2 obroka, jer da nije zadovoljio sve uvjete. Drugi se obrok imao isplatiti nakon još jednog putovanja u Zapadnu Indiju. Drugo iskušavanje Harrisonova sata izvršeno je brodom Tartar 1764 iz Portsmoutha u Barbados. Pri dolasku u Barbados ustanovljena je razlika od 54 ^s. Ali Harrison je dobio nagradu tek nakon intervencije Parlamenta (1774), i to opet u dva obroka. Drugi obrok dobio je, kad je londonski urar Kendal izradio sat po Harrisonovim nacrtima.

Kendalovi se satovi često spominju u putopisima otkrivačkih putovanja. Cook je na svoje drugo putovanje (1772) uzeo jedan njegov sat. God. 1773 kapetan Phipps iskušao je na putovanju sjevernim polarnim krajevima dva Kendalova sata, jedan izrađen po Harrisonovu principu, pohranjen u sandučiću s jastucima, i drugi po Arnoldovim nacrtima, obješen na kardanskom privjesu. Oba su sata dala dobre rezultate.

Dok je u Engleskoj Harrison usavršivao svoje satove, u Francuskoj su urari postigli bolje rezultate. God. 1724 Jean-Baptiste Dutertre izumio je dupleks-zapreku, koju je 1759 usavršio francuski urar Pierre Le Roy, sin čuvenog urara Juliena Le Roya. Pierre Le Roy je 1763 predao kraljevskom opservatoriju u Parizu na ispitivanje sat, koji je od prosinca 1763 do srpnja 1764 pokazao samo razliku od 1 ^s. On je 1769 izumio kronometarsku zapreku i sagradio prvi brodski kronometar, koji je naličio na današnje. Dva takva kronometra ispitivala je fregata Aurora (1767) i ustanovila, da su dobri i pouzdani, jer pogreška u određivanju geografske dužine nije prelazila vrijednost od pola stupnja. Slični rezultati postignuti su i s kronometrima čuvenog urara Berthouda.

Nakon uvođenja kronometarske zapreke i cilindrične spirale (1775) navigacijski satovi postaju pravi brodski kronometri i naglo se uvode na brodove. Cook je na trećem putovanju, na koje je otplovio 1776, imao uz satove i nekoliko kronometara, a poručnik Bligh (1787) i John Mearse (1788—89) upotrebljavali su već kronometre kao glavno sredstvo za astronomsku navigaciju. Početkom XIX. st. već svi brodovi uzimaju na putovanje po 1 ili više kronometara, a astronomske metode određivanja geografske dužine služe otad samo za njihovu kontrolu. Kronometru je (1840) cijena pala na 50 funta i time je postao pristupačan svim brodovima.

Uvođenjem parnog pogona na brodovima skratila su se putovanja, pa se smanjila i akumulacija griješaka (hoda) kronometra. U svim većim lukama podignuti su astronomski opservatoriji, koji su služili za određivanje stanja kronometra. Opservatoriji su davali optičke vremenske signale (obično padom kugle s vidljivog jarbola), kojima se moglo i na brodu odrediti stanje kronometra, a da se ne prenose s broda na opservatorij. Velik napredak učinjen je poslije Prvog svjetskog rata, kad je uvedeno davanje bežičnih vremenskih signala, jer se i na brodovima na moru moglo vrlo točno odrediti stanje kronometra svakog dana i po više puta. Razvitak elektronske navigacije umanjio je značaj kronometra na brodu, ali današnji su kronometri toliko točni i mogu se elektronskim uređajima toliko često kontrolirati, da su ipak ostali i nadalje temeljni instrumenti astronomske navigacije.

Opis kronometra. Kronometar se u usporedbi sa satom odlikuje preciznijom izradbom te većim i otpornijim dijelovima mehanizma, a glavne razlike su u nemirnici, zapreki i spirali.

Nemirnica (balance, Unruh) se sastoji od jednog obručića, koji se poput zamašnog kotača živo kreće desno lijevo. Kao pogonsko sredstvo služi joj spiralno pero, koje zamjenjuje silu teže kod njihala. Kad je nemirnica u mirnom stanju, spirala je sasvim otpuštena, ali ako se okrene na jednu ili na drugu stranu, pero se u oba položaja napne. Nemirnica se, dakle, njiše slično kao njihalo. Pritom trajanje njihaja ovisi о promjeru obručića i elastičnoj sili pera. Nemirnici mora težište biti točno na osovini, jer u svim položajima mora biti izjednačena težina, da se zbog nesimetričnosti ne pomakne sama iz položaja mirovanja. Izjednačenje težine postiže se namještanjem malih vijčanih utega, koji se uviju u obručić i koji se mogu premještati prema potrebi. Nemirnica osjeća promjene temperature kao i njihalo. U kronometrima se zbog toga upotrebljavaju kompenzirane nemirnice. Obručić takve nemirnice izrađen je od dva metala, koji imaju različit koeficijent rastezanja: unutrašnji obruč obično je od čelika, a vanjski od mjedi i međusobno su zavareni. Osim toga, obruč je na dva mjesta dijagonalno i simetrično razrezan. Kad temperatura poraste, mjed se više rasteže nego čelik, pa se oba luka na izrezanim mjestima svijaju prema unutra i tako kompenziraju produženje žbica i širenje obručića. Pri padu temperature izrezani se lukovi svijaju prema vani i djeluju obratno.

Moderni švicarski i njemački brodski kronometri imaju Guillaumeovu dvometalnu nemirnicu (od mjedi i čelika), razrezanu u sredini slobodnog luka obručića, da se izbjegne t. zv. centrifugalna griješka, koja kod drugih nemirnica sa 1 ¹/ ₄ okretaja iznosi do 12 ^s na dan. Guillaumeova nemirnica ima 4 pomična utega za reguliranje, koji klize po lukovima, a fiksiraju se vijcima, što prolaze kroz uteze. Britanski moderni Mercerovi kronometri imaju jednometalne nemirnice od nikal-čelika s kratkim kompenzacijskim krivuljama od mjedi. I Paul Ditisheim izrađuje u najnovije vrijeme jednometalne i nerazrezane obruče za nemirnice od novog metala s veoma malim koeficijentom rastezanja, kod kojih je pogreška temperature neznatna, a izbjegnuta je i centrifugalna griješka.

Kako se dovršeni kronometri iskušavaju u opservatorijima na temperaturama između 5° i 38°C, konstruktori uzimaju u obzir te velike razlike pri izradbi nemirnica, ali rezultat je, da kronometri imaju pri srednjoj temperaturi prilično velik dnevni hod. Tu t. zv. griješku srednje temperature najbolje kompenzira Kullbergova nemirnica (sl. 8).

Nemirnica se u kronometru njiše sa 14.400 njihaja na sat, t. j. u kronometru se čuju četiri kucaja na sekundu, ali kako se kronometarski zaprečni kotač okreće na svaki drugi polunjihaj (otkucaj), sekundna se kazaljka pomiče svako pola sekunde.

Kronometarska zapreka (Échappement, Hemmung) je naprava, koja sprečava, da strojni kotači kod navijena pera ne isteku u jednom naletu. Kronometarska zapreka djeluje po taktu, koji određuje nemirnica, i pri svakom zadržaju daje nemirnici lagan impuls. Ti su impulsi potrebni, jer bi se bez redovitih dodavanja sile nemirnica brzo zaustavila zbog trenja i otpora zraka. Zaprečni kotač prenosi izravno kod svakog lijevog polunjihaja impulse na hodni regulator, a za trajanja desnog polunjihaja hodni regulator je slobodan od zapreke. Prema konstrukciji razlikuje se polužna kronometarska zapreka i perna kronometarska zapreka, ah obje imaju na zaprečnom (kronometarskom) kotaču šiljaste zupce.

Kod polužne kronometarske zapreke (sl. 6) zubac kotača leži u fazi mirovanja na polucilindričnom zaprečnom kamenu 7, koji je pričvršćen na zaprečnoj poluzi 6. Zaprečna poluga 6 čvrsto sjedi na osovini 1 i njiše se između ležaja. Mala spirala 2, koja je pričvršćena na osovini 1 , pritište polugu s kamenom među zupce kronometarskog kotača.

Polužna se kronometarska zapreka razlikuje od perne kronometarske zapreke time, što se kod druge kamen mirovanja ne nalazi na zaprečnoj poluzi mirovanja, nego na kronometarskom zaprečnom peru 2 (sl. 5), koje čvrsto leži na mostiću 3. Obje vrste kronometarskih zapreka djeluju gotovo na isti način.

Na osovini nemirnice 10 (sl.6) leži ploča dizanja 8, na kojoj se nalazi kamen dizanja 9, koji u prikazanom položaju na toj slici uz malu zračnost prolazi između oštrih zubaca kronometarskog kotača 13. Ispod ploče dizanja, na osovini nemirnice sjedi ploča iskopčanja 10, na kojoj se nalazi kamen iskopčanja 15. Na polugu mirovanja pričvršćeno je tanko zlatno pero iskopčanja 4 (tako se zove, jer je izrađeno od zlata), koje seže do kamena iskopčanja 5. Kod perne kronometarske zapreke zlatno pero iskopčanja pričvršćeno je na zaprečno pero. Kod svakog lijevog polunjihaja nemirnice, kamen iskopčanja 5 udari u zlatno pero 4 i povuče ga sa sobom. Kod toga se poluga mirovanja 6 pomakla, a kamen mirovanja 7 odmakao od zupca, koji je na njemu ležao, tako da je kronometarski kotač sada slobodan. On u svom okretanju udari zupcem u kamen dizanja 9, koji se u toj fazi nalazi ispred zupca, te ga potjera u njegovu smjeru okretanja. Nemirnica je tada dobila impuls, ali je za ostalo vrijeme trajanja njihaja potpuno slobodna od utjecaja zapreke. Kamen mirovanja 7 ispustio je međutim polugu mirovanja 6, koja je zbog djelovanja spirale skočila u svoj prijašnji položaj. Potom drugi zubac legne s malim padom na kamen mirovanja 7. Kod povratnog njihaja nemirnice kamen iskopčanja udari s vanjske strane u zlatno pero, te ga samo malo odmakne od poluge mirovanja i odmah ispusti, ali ne mijenja položaj poluge, a nemirnica opet dovršava svoj njihaj bez ikakva utjecaja zapreke. Kod opetovana lijevog njihaja, u trenutku prolaska kamena dizanja 9, kroz središnjicu ležaja nemirnice i kronometarskog kotača ponavlja se iskopčanje i dizanje iznova.

Obod ploče dizanja 8 služi kao osigurač, jer u slučaju samostalnog iskopčanja zubac kronometarskog kotača legne na obod ploče dizanja; ova zbog svoga velikog promjera ima tri veće rupe, da bude lakša.

Spirala. U kronometru se upotrebljava cilindrično čelično ili paladijsko spiralno pero sa oko 12 zavoja. Početni i završni zavoj pera imaju simetričan oblik, određen zahtjevima izohronizma, koji se postiže koncentričnim odvijanjem svih zavoja spirale za vrijeme njihanja nemirnice. Cilindrična se spirala nalazi u svim položajima simetrično udaljena od središta, pa se težište ne prenosi izvan osi nemirnice. Promjer cilindrične spirale u kronometru iznosi ¹/ ₃ promjera nemirnice (sl. 7).

Rukovanje kronometrom. Stroj se kronometra nalazi u kućištu, koje se dijeli u poklopac, srednji dio i obruč sa staklom. U poklopcu se nalazi pločica s perom, što zatvara otvor osovine za navijanje, a srednji dio nosi kardanski privjes, koji se sastoji od mjedenog obruča, učvršćena dvjema osovinama na drvenoj kutiji. Drvena kutija ima dvostruk poklopac: unutrašnji ostakljeni i vanjski drveni.

Kronometri se na brodu čuvaju u ormariću, koji se mora smjestiti ondje, gdje se najmanje osjećaju promjene temperature i vibracije. Između zidova ormarića i kronometarske drvene kutije obično se namještaju i mekani jastuci. Da se spriječi magnetiziranje kronometara, na brodovima se u posljednje vrijeme izrađuju ormarići od dinamo-lima, kako bi kronometar bio u magnetskoj sjeni.

Brodski se kronometri navijaju posebnim ključem svakog dana, iako imaju stroj, koji radi dva dana. Posebna kazaljka pokazuje navijenost pera u satovima.

Palubni kronometri su veći džepni satovi smješteni u drvenim ostakljenim kutijicama, i ni u čemu se ne razlikuju od preciznijih satova s kotvenom (sidrenom) zaprekom (v. Sat).

LIT.: J. Ivanković, Urarski priručnik, Zagreb 1947; J. B. Hewson, A History of the Practice of Navigation, Glasgow 1951; J. E. Haswell, Horology. The Science of Time Measurement and the Construction of Clocks, Watches and Chronometers, London 1951.P. M.