[Lịch Sử] Lịch sử và cách sử dụng đồng hồ LONGINESS LINDBERGH HOUR ANGLE

Lời nói đầu : ở việt nam, chiếc đồng hồ longiness lindbergh hour angle này được bày bán không phải là ít, nhưng nói thật luôn, chắc chắn một điều có rất ít người việt nam đang sở hữu nó có thể hiểu tường tận về các thông số in trên mặt số, cùng với lịch sử và mục đích sử dung của chiếc đồng hồ này. Nhiều người vẫn lầm tưởng nó là một chiếc đồng hồ lặn. Ngày hôm nay thạch xin đem tới cho anh em những thông tin quý báu về chiếc đồng hồ này kèm lí giải cụ thể các thông tin trên mặt số, việc sử dụng nó ở thời điểm hiện tại có lẽ không khả thi, nhưng chắc chắn sẽ thoả mãn sự tò mò cũng như cung cấp kiến thức cho anh em, và như thường lệ, đây là một bài viết độc quyền lần đầu tiên xuất hiện tại việt nam, vì tính chất mang nặng thiên văn học và địa lí học nên anh em cần đọc và nghiền ngẫm để hiểu được nó. Xinthân mời anh em thưởng lãm :

Có lẽ đây là chiếc đồng hồ khác thường và khó sử dụng nhất trong toàn bộ di sản phong phú của hãng longiness. Những chiếc đồng hồ này được tái bản gần như giống hệt với chiếc đầu tiên phát hành bởi longiness wittnauer vào năm 1930-1931. Thiết kế của dòng lindbergh đặt ra nhiệm vụ xác định xem vị trí của bạn đang ở đâu – một điều đã trở nên quá dễ dàng ở hiện tại nhờ mạng lưới định vị toàn cầu, nhưng lại là nhiệm vụ quá khó khăn thời bấy giờ. Nếu như bạn là một người am hiểu về lịch sử đồng hồ, chắc chắn bạn sẽ biết tới anh chàng john harrison, người đầu tiên phát minh ra đồng hồ đi biển chronometer.tuy nhiên vấn đề với chiếc longiness angle hour này là hầu như không ai trong số chúng ta hiểu được cách sử dụng nó

Từ lindbergh chính là xuất phát từ cái tên charless lindbergh , biệt danh là slim hay lucky lindy và the lone eagle, một phi công người mĩ, kiêm sĩ quan quân đội, tác giả, nhà phát minh, nhà thám hiểm rất nổi tiếng. Chính ông đã viết thư cho longiness mô tả về một chiếc đồng hồ giúp điều hướng dễ dàng hơn cho phi công.

Đương thời, khi bước lên chiếc máy bay và một mình đi xuyên qua đại tây dương vào năm 1927, ông vẫn chưa có cách nào xác định việc điều hướng một cách chính xác, thậm chí còn phải nghe người khác hướng dẫn kĩ trước khi bước lên máy bay. Chiếc máy bay của ông có cái tên nghe rất thảm khốc là ” dead reckning”. Ông theo dõi tốc độ bằng chỉ số tốc độ không khí, và định hướng bằng một cái la bàn và liên tục phải định vị thông tin về vị trí của chính mình. Nếu biết chính xác nơi ta bắt đầu khởi hành , trên lý thuyết là ta có thể xác định chính xác ta ở đâu miễn là các công cụ đo đếm đang hoạt động chính xác. Việc này được sự trợ giúp bởi các hoa tiêu lúc nào cũng nhoài đầu ra khỏi cửa sổ. Và trong nhiều điều kiện thời tiết khác thường, không định vị được ông đã có lúc lạc đường, có lần ông phải hỏi một chiếc tàu đánh cá như hét vào mặt họ ” đường nào đi ireland ?”

Những lúc như thế này ta có 2 giải pháp. Thứ nhất là đài phát thanh định vị – tìm kiếm vị trí của bạn thông qua ngọn hải đăng gắn thiết bị radio ở trên mặt đất. Tuy nhiên landbergh đã lựa chọn cách khác không dựa vào nó . Cách thứ 2 là dùng các thiết bị cồng kềnh của bạn – thứ mà các phi công rất ghét và luôn muốn giảm thiểu đi. Và còn một cách cuối cùng nữa, bắt nguồn từ cổ xưa : định vị từ bầu trời – navigation Celestial ( sử dụng đường chân trời)

Định vị bầu trời sử việc quan sát các thiên thể, để từ đó hoa tiêu có thể tự chỉnh sửa lại việc xác định vị trí của mình trên trái đất. Trong thực tế, các phi công thường không sử dụng một tính năng riêng biệt mà họ thường áp dụng 4 phương pháp chính là : pilottage ( hoa tiêu), dead reckoning ( tính toán vị trí bằng một vị trí xác định sẵn) , radio navigation ( dẫn đường vô tuyến) và celestial navigation ( định vị từ bầu trời- hay định vị hướng thiên) để thiết lập vị trí của mình . Mỗi cách đều áp dụng có ưu nhược điểm riêng.

Ông lindbergh không áp dụng phương pháp định vị bầu trời, dù nó có giá trị cao nhưng việc đó có nghĩa là phải mang theo hoa tiêu, và dĩ nhiên phải thêm cả thức ăn cho cuộc hành trình – làm tăng thêm trọng lượng cất cánh và bay . Ông đã cố gắng thực hiện điều hướng môt mình, và như ai đã từng biết, việc này đòi hỏi sử dụng một thiết bị đi kèm có tên là sextant, nó phải sử dụng bằng 2 tay chứ không thể là 1 tay nếu không muốn bị sai lệch. Một số máy bay lại có thiết kế đôi cánh vểnh cao, khi quan sát từ cửa sổ ta sẽ bị che khuất một khoảng lớn ở đường chân trời. Nói chung, các phương pháp tính toán ở thời đại của lindbedrgh khá mất thời gian, và mỗi giây trôi qua đi thì việc xác định vị trí là càng có sai lệch không chính xác.

Chuyến bay cuối cung cũng thành công, lindbergh cho rằng việc học cách định vị bầu trời là không thể thiếu. Ông quyết định học nó khi đến thăm hàng không mẫu hạm uss langley vào tháng 4-1928, để được dạy bởi một trung uý trẻ có tên là philip van horn weems. Ông này sinh ra trong một gia đình bảy chị em ở turbine, tennessee. Mồ côi từ nhỏ và được chăm sóc bởi chị gái làm ở các nông trại. Ông đã tìm đến học việc hải quân ở annapolis, tham gia hải quân và tốt nghiệp năm 1921. Ông tiếp tục làm giáo viên giảng dạy tại học viên, đến năm 1927, khi linbedrgh một mình vượt đại tây dường thì weems đã phát triển thành công phiên bản đầu tiên trong hệ thống hàng hải rất nổi tiếng mang tên ông.

Weems muốn tạo ra một cái gì đó thật đặc biệt : đơn giản hoá việc thu thập và sửa chữa định vi.phương pháp Định vị bầu trời phát triển khá chậm, có một số cách làm rất khó khăn trong thực tế dù có tiếng vang về mặt lí thuyết. Khi đặt ra vấn đề đơn giản hoá việc điều hướng, nó vẫn là một nhiệm vụ phức tạp sử dụng lượng giác cầu để giải quyết tam giác – rút ra từ việc quan sát các vì sao. Nếu áp dụng cho tàu biển di chuyển chậm một vài hải lí thì được, nhưng áp dụng với phi công thì có thể gây ra tử vong vì mất tập trung. Tuy nhiên dù nó khá phức tạp trên thực tế, nhưng về mặt lí thuyết lại khá đơn giản, bất kì ngồi sao nào đều luôn tồn tại trên bầu trời và đối chiếu xuống một toạ độ duy nhất trên trái đất – gọi là điểm địa lí. Bếu ta sử dụng công cụ quan sát sextant để thiết lập độ cao của một ngôi sao trên đường chân trời, đồng thời biết thời gian chính xác khi bắt đầu quan sát thì ban có đủ thông tin để thiết lập một khoảng cách. Khoảng cách này là bán kính của một vòng tròn tưởng tượng, vị trí của ban sẽ nằm đâu đó trên vòng tròn, người ta gọi đó là vòng tròn vị trí – circle of position

Và bây giờ, để tính toán thông tin thì bạn cần có một chiếc đồng hồ chạy chính xác, một lịch vạn niên để tính tương quan giữa vị trí ngôi sao bằng các ngày và thời gian. Sau khi biết được vị trí ngôi sao nằm dọc theo đường chân trời – vị trí phương vị, từ đó ta có thể kẻ một đường thẳng giữa bạn và vị trí ngôi sao, chỗ nào mà đường thẳng cát vào đường tròn tức là vị trí của bạn ở đó. Khó khăn nhất là việc địa điểm đối chiếu với ngôi sao từ trái đất bị thay đổi khi trái đất quay. Nhưng miễn là bạn biết chính xác thời gian quab sát cũng như toạ độ hướng thiên của ngôi sao, bạn sẽ ngay lập tức xác định được điểm địa lí của ngôi sao và từ đó suy ra vị trí của bạn.

Tuy nhiên trên thực tế là, bằng cách sử dụng độ cao và góc phương vị chỉ có một ngôi sao là không đủ chính xác, và ngành hàng hải luôn sử dụng ít nhất 2 ngôi sao, các vòng tròn vị trí sẽ giao nhau tại 2 điểm, bạn sẽ loại bỏ đi 1 cái khi nó sai rõ ràng. Và weems đã tạo ra cách mạng cho kĩ thuật avigation – điều hướng trong khi lái máy bay, dễ dàng hơn và tiết kiệm thời gian hơn

Hour angle tương đương với kinh độ. Ở đây tính bằng đơn vị độ. Khoảng cách góc cạnh được cho là khoảng thời gian giữa mốc giờ số 0 greenwich ( trạm thiên văn greenwich anh quốc) và một điểm trên quả địa cầu. Đồng hồ lindbergh hour angle được thiết kế để làm việc với hệ thống điều hướng phát minh bởi weems để có thể đem lại sự thuận tiện cho việc tính toán góc. Đơn giản như sau : trái đất quay hết một vòng là 24 giờ, mỗi vòng có 360 độ, lấy 360 chia cho 24 ta được mỗi giờ tương ứng với 15 độ – các con số 15,30..180 ngay bên dưới các vạch giờ chính là biểu trưng cho số độ tương ứng với giờ – là kết quả của giờ đó nhân với 15 độ ( ví dụ góc 3 giờ, nhân với 15 độ ta có số 45 độ ghi ngay bên dưới chân) . Việc cần làm của bạn bây giờ là tính góc giờ cho thiên thể và kinh độ của chính bạn.

Lấy ví dụ bây giờ là mốc 11h42p giờ GMT ( giờ quốc tế) việc ta cần làm lần lượt là :

1. Xác định góc vị trí dựa trên giờ GMT:

2. Xác định góc vị trí dựa trên giờ hiện tại của bạn : ( solar time – true time) :

3. Xác định toạ độ dựa trên các thông số thu được:

Góc giờ GMT là 176 độ, góc giờ vị trí là 136 độ, gộp lại ta tính được vị trí của ta nằm ở khoảng giao điểm của 40 độ kinh đông – 50 độ vĩ bắc. ( nói thật là tới chỗ này tớ tịt, không hiểu nó tính thế nào mà ra)

Cùng với việc kèm theo một số phương pháp khác sẽ thiết lập nhanh gọn vị trí của bạn, tất nhiên là nó không chính xác hết mức nhưng đã rút gọn được khối thời gian rồi. Và cái này không chỉ áp dụng cho mặt trời, mà nó còn được xác định cho các vì sao, được ghi chú rõ trong một cuốn niên giám riêng.đối với chiếc đồng hồ này, nếu một hoa tiêu thích thì có thể dùng để đánh giá, điều chỉnh, ghi chú thời gian thiên văn ( sidereal time) . Trong trường hợp này, nếu bạn phải xác định thời gian thiên văn tại greenwich từ chiếc đồng hồ . Sau đó nhìn lên các ngôi sao bạn chọn để xác định kinh độ của mình trên bầu trời. Sau đó có thể đo độ cao của ngôi sao từ vị trí của bạn, và vẽ một vòng tròn vị trí theo cách thông thường ( hiểu được chết liền! ) .

Ngày nay, những chiếc hour angle vintage tương đối hiếm. Một trong số chúng đã được đem bán đấu giá với cái giá 143.000 chf tại geneva vào tháng 4 năm 2015. Chiếc đồng hồ này thực ra chỉ là loại bỏ đi một vài bước trong việc tính toán vị trí, bản thân nó ở trong thời đại của mình cũng bị lỗi thời ngay thời gian sau, khi một trong những cha đẻ của ý tưởng, ông Weems đã tiếp tục đơn giản hoá và cải thiện hệ thống của mình, hoàn thành xong ngay cả trước khi chiếc longiness hour angle đầu tiên được bán ra! Ông đã công bố những thứ được coi là thành tựu lớn nhất của đời ông : STAR ALTITUDE CURVES vào năm 1928. Cuốn sách này là một tài nguyên quan trọng cho ngành hàng hải, có chứa 40 vì sao tham khảo, vĩ độ kinh độ vòng tròn của sao, đường chéo tham chiếu và ngày quan sát. Và với nó phi công chỉ cần nhìn lên bầu trời chứ không cần tính toán bằng tay nữa. Nếu trong điều kiện thời tiết tốt, hoa tiêu sẽ chỉ mất ít nhất 40 giây để xác định vị trí với sai số khoảng 5 dặm trở lại. Cả trong thế chiến 2 và ngành hàng không dân dụng, cống hiến của weems đã trở thành một kĩ năng cần thiết cho các phi công.

Việc thiết kế ra chiếc đồng hồ này vốn không phải ngẫu nhiên, năm 1987, hãng đã làm ra một chiếc tái bản để kỉ niệm 60 năm chuyến bay vượt đại tây dương của lindbergh. Thiên văn luôn là chủ đề với một niềm đam mê bất tận ngay cả khi nó chỉ ở trên lí thuyết, nhưng cuối cùng thì nó đã trở thành một một khoa học thực tế được ứng dụng trong ngành hàng không. Gần đây, nó đã bị thay thế bởi hệ thống dẫn đường quán tính và GPS. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, hệ thống định vị thiên văn vẫn được áp dụng với các thiết bị sao chụp tinh vi hiện đại hơn rất nhiều, theo các nguyên tắc của lindbergh và weems.

Và cho đến cuối cùng thì, longiness lindbergh hour angle là một hiện vật lịch sử minh chứng cho sự khởi đầu của kỉ nguyên này. Đó không phải là một chiếc đồng hồ dễ hiểu và dễ sử dụng, nhưng khi tìm hiểu sâu xa về hoàn cảnh ra đời bạn sẽ hiểu tại sao họ đã tạo ra nó . Khi đeo nó trên tay, ở thời điểm hiện tại sẽ cho chúng ta một cảm giác kết nối hữu hình đến những thời khắc lịch sử, khi mà những kĩ năng hướng thiên, chuyển hướng, biểu đồ, sextant không phải là mối quan tâm duy nhất của những người ngồi sau tay lái mà đó là : sự sống và cái trên trên bầu trời.

Lời thằng biên dịch : có thể nói chiếc đồng hồ này, cũng như bài viết này rất khó đối với bản thân mình cũng như anh em chơi đồng hồ. Mình đã cố gắng để truyền tải tất cả những gì mình hiểu được đến tay anh em, tuy nhiên do đây là một loại kiến thức rất khó, vượt xa khỏi tầm hiểu biết của người dịch cũng như bản gốc, nên có nhiều chỗ không thể nào cắt nghĩa được, tính toán được nếu không có kiến thức sâu về địa lí thiên văn. Tuy nhiên, qua bài dịch này chắc chắn mọi người đã hiểu được, chiếc đồng hồ này được xây dựng trên nền tảng cơ sở của hai nhà phi công và hàng hải lừng danh là lindbergh và weems, lí do nó mang tên lindbergh trong cái tên và giải thích sơ bộ về cơ chế vận hành cũng như thông số. Bài viết chắc chắn là chưa đủ, nếu anh em nào có đủ sâu về chuyên môn xin mời bổ sung thêm. Chào thân ái!