機芯也需要克服風阻？

今年（2015）有兩個強颱入侵台灣，紛紛打破了以往的風速紀錄，但是平常氣象局所說的15、17級強風，對於這樣的風速，你有什麼概念呢？很多人會認為，風速每秒40公尺，感覺還好吧？
但是通常氣象所提到的每秒33公尺的風速，大約是11級風，已經達到了停班停課的標準；換算此時的風速約為117公里左右，想像你在高速公路上打開窗戶時，風是不是非常強呢。如果是這次杜鵑強颱創下的17級風紀錄，每秒風速超過54公尺，換算風速則高達220公里左右，這已經是高速鐵路的行駛速度，其風力之大，應該很少人體驗過。
因此許多跑車、高速火車非常講究流線造型與低風阻設計。過去在1950、1960年代，當時的流體力學並不算非發達，也尚未大量運用在民間。許多車輛的造型可說是完全違反流體力學，直到後來逐漸講求運作效能與減少燃料的耗損，許多車輛開始有了流線型的外觀，與昔日的設計可說是截然不同。

可是風速跟機械錶怎麼會有關係？佩戴在手上的腕錶，根本無需考量風力的大小吧？沒有錯，但是機械錶的內部機芯，擁有一個會高速擺動的零件，那就是擺輪。目前我們所看到的擺輪與擒縱結構一樣，同樣屬於外觀、結構變化較多的零件，其他的零件如發條盒、齒輪則沒有太大的變化，而且擺輪的擺動速度也隨之增加。因為早期的懷錶，振頻從每小時7,200轉、14,400轉增加至18,000轉，所以每秒鐘擺動的次數也從2次增加到5次，擺輪的轉速自然有明顯的變化。
在進入腕錶的時代，振頻更從每小時18,000、21,600、28,800增加至36,000轉，因此在短短的一秒內，擺輪所消耗的能量較以往增加許多，所以減少擺輪的重量是當務之急。在1949年，PATEK PHILIPPE百達翡麗所推出的新式Gyromax砝碼擺輪，已經大幅的減少擺輪的重量，並省略了眾多的補重螺絲，開始以砝碼本身或透過擺輪外環鑿孔的方式，來達成擺輪的重量平衡(也就是不會讓擺輪的某一側較重)。

由於技術的持續精進，ROLEX勞力士在1970年代末期所推出的3035自動機芯，更索性將原有的補償螺絲全部刪去，只保留四顆微調螺絲；在80年代末期所推出的3100系列自動機芯，將微調螺絲放置於擺輪內側，全部如此一來也降低擺輪螺絲所產生的風阻效應。
記得某位製錶大師曾回答媒體的提問，為什麼旗下品牌的機芯皆使用沒有螺絲的環形擺輪？他回答：因為沒有螺絲所產生的風阻問題，運轉的效能會更為理想。因此，在材料學與科技的進步之下，擺輪本身的品質已經達到一定的水準，其產生的風阻效應，成為許多錶廠最後一項要克服的難題。所以我們可以發現，後來各大錶廠推出不同類型的慣性微調擺輪，其外觀都講求流線的設計，沒有螺絲、砝碼凸出於擺輪外環。

JAEGER-LECOULTRE積家在經過多年的研究後，發現面積大的擺輪，會增加與空氣的磨損，因此廠方在2008年所推出的Master Compressor Extreme LAB 概念陀飛輪腕錶，首次採用幾何構造的臂型擺輪，兩端各有兩個微調螺絲，算是相當先進的設計。
不過廠方在推出這款概念錶款之後，其特殊的擺輪設計，卻未曾出現在積家的錶款之中。直到2015年的香港W&W錶展中，新推出的Geophysic®地球物理天文台系列腕錶，機芯內部的Gyrolab®擺輪，延續先前臂型擺輪的研究基礎，但外觀造型，卻更像是積家的JL商標的錨形圖案，兩者皆是藉由非圓形的結構減少空氣摩擦，來提升機芯的運轉效能，而Gyrolab®擺輪運用在770與772自動機芯之上，分別是三針日期與三針世界時區功能。

除了積家之外，百達翡麗也曾在2011年推出採用矽材質製作的GyromaxSi擺輪，外觀有點像是蝴蝶造型，但主體是以輕盈的矽材質所打造而成，但外緣則具有24K金弧條，主要是保有擺輪的慣性，而四個砝碼則可微調快慢。根據廠方的研究，可減低空氣阻力，提升約兩成的動力效能。
透過結合其他的矽材質游絲與擒縱結構，組成Oscillomax矽材質套件，讓原本240機芯的儲能從48小時增加至70小時，成果相當驚人。不過GyromaxSi擺輪只搭載於當年的Ref.5550P限量萬年曆錶款，後來並未推出其他的市售版本。

另外，創立於2002年的De Bethune，雖然品牌推出的產品屬於頂級的小眾，但是擺輪的造型設計，卻更為多元化，除了扁平的環型擺輪之外，從2004年開始，廠方推出降低風阻的特殊擺輪，每隔幾年便會演變出不同的造型，從原本的十字四臂造型，轉變為X的四臂造型。而擺輪兩側更有降低風阻的圓弧形設計(有點像橢圓形藥丸)，在兩側的支臂中央，則具有可微調的螺絲或砝碼設計。
隨著許多品牌陸續推出不同的擺輪設計，在追求低風阻與高效能的目標之下，或許20年後的擺輪外貌會有明顯的差異，就讓我們拭目以待吧!