Laivakronometri
Historia > Ensimmäiset laivakronometrit

Christiaan Huygens, joka vuonna 1656 oli keksinyt heilurikellon, teki vuonna 1673 Ranskassa Jean-Baptiste Colbertin toimeksi­annosta ensimmäisen yrityksen laiva­kronometrin rakentamiseksi. Vuonna 1675 Huygens, jolle Ludvig XIV oli myöntänyt eläkkeen, keksi erään­laisen kronometrin, jossa sen käyntiä säätävä heiluri oli korvattu liipottimella ja kierre­jousella. Colbert myönsi keksinnölle patentin. Osoittautui kuitenkin, että merellä se ei ollut tarpeeksi tarkka navigointiin, mutta keksintö teki mahdolliseksi myöhemmin käyttöön tulleet tasku- ja rannekellot.
Sanaa kronometri (chronometer) käytti ensimmäisenä Kielin yliopiston professori Matthias Wasmuth teoreettisessa tutkielmassaan Arcanum Navarchicum vuonna 1684. Myöhemmin sitä käytti kronometrin teoreettisessa kuvailussa englantilainen tiedemies William Derham vuonna 1713. Pääteoksessaan Physico-theology, or a demonstration of the being and attributes of God from his works of creation ("Fyysinen teologia, eli Jumalan olemassaolon ja ominaisuuksien osoittaminen hänen luomis­työnsä perusteella") hän ehdotti myös, että umpinaisessa säiliössä oleva tyhjiö varmistaisi kellojen tarkemman käynnin. Yritykset toimivan laiva­kronometrin rakentamiseksi aloittivat Jeremy Thacker Englannissa vuonna 1714 ja Henry Sully Ranskassa kaksi vuotta myöhemmin. Vuonna 1726 Sully julkaisi teoksen Une Horloge inventée et executée par M. Sulli ("Herra Sullin keksimä ja toteuttama kello"), mutta sen enempää hänen kuin Thackerinkaan kello ei käynyt merellä tarpeeksi tarkasti aallokon heiluttaessa laivaa.
Vuonna 1714 Britannian parlamentti sääti lain, jolla luvattiin 20 000 punnan palkinto sille, joka keksisi luotettavan menetelmän laivan sijainnin pituusasteen määrittämiseksi 30 mailin (noin 48 kilometrin) tarkkuudella. Nyky­rahassa tämä vastaa useita miljoonia puntia tai euroja. Yorkshireläinen puuseppä John Harrison ryhtyi toimiin vuonna 1730, ja vuonna 1735 hän sai valmiiksi kellon, joka perustui kahden vastakkaisiin suuntiin heilahtelevan palkin muodostanaan pariin, jonka liikkeeseen painovoima ja laivan liike eivät vaikuttaneet. Vuonna 1741 hän sai valmiiksi laivoissa käytettäviksi tarkoitetut kellot H1 ja H2, mutta hän totesi, että keskipakoisvoima vaikutti niihin sillä tavoin, etteivät ne olleet luotettavia merellä. Hänen kolmas yrityksensä, H3 vuodelta 1759, käytti uudenlaisia pyöreitä liipottimia, ja siihen sisältyi hänen keksimänsä bimetalliliuska ja vierintälaakerin rullia vakioetäisyydellä toisistaan pitävällä pitimellä varustettuja vierintä­laakereita, joita vielä nykyäänkin paljon käytetään. Kuitenkaan edes H3 ei osoittautunut tarpeeksi tarkaksi, ja sen vuoksi Harrison päätyikin hylkäämään suurikokoiset koneet.
Harrison sai tarkkuus­ongelmat ratkaistuksi paljon pienemmässä H4-krono­metrissaan vuodelta 1761. Se oli pitkälti suuri­kokoisen, 12 cm:n läpi­mittaisen taskukellon näköinen. Vuonna 1761 Harrison julkisti H4:n saadakseen luvatun 20 000 punnan palkinnon. Hänen krono­metrissaan käytettiin nopeasti lyövää liipotinta, jota sääti lämpötila­kompensoitu kierre­jousi. Tätä tekniikkaa käytettiin, kunnes vakaa elektroninen oskillaattori teki mahdolliseksi valmistaa hyvin tarkkoja kannettavia kelloja huokeaan hintaan. Vuonna 1767 Board of Longitude julkaisi kronometrista kuvauksen teoksessaan The Principles of Mr. Harrison's time-keeper.
Harrisonin kronometri H4 testattiin kuljettamalla se laivalla Jamaikaan ja takaisin. Tällöin todettiin, että laiva­matkan jälkeenkin kronometri poikkesi oikeasta ajasta vain 5 sekuntia.