軍用鐘錶：第二次世界大戰的天文鐘
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丹尼斯・查普曼 (Dennis Chapman) 鐘錶學期刊 (Horological Journal) 1995年12月 (民國84年) - 1996年4月 (民國85年) (第1-5部分)
丹尼斯・查普曼 (Dennis Chapman) 對比了德國、英國和美國在天文鐘和甲板錶生產方面的背景與方法，並強調了漢米爾頓鐘錶公司 (Hamilton Watch Co.) 的卓越成就。
緒論
美國賓夕法尼亞州蘭卡斯特 (Lancaster, Pennsylvania) 的漢米爾頓鐘錶公司 (Hamilton Watch Company) 從零開始打造出21型 (Model 21) 航海天文鐘的成就，理查・古德 (Richard Good) 如此描述：「漢米爾頓 (Hamilton) 最終生產出的，或許是有史以來最精良的可攜式機械計時器。這是一具完全採用大規模生產方法製造的航海天文鐘，其研發與生產皆在極短時間內完成。」同樣非凡的是，他們同時設計並生產了其35尺寸 (35 size)的22型精密計時錶 (Model 22 Chronometer Watch)，該錶款更榮獲克盧頓 (Clutton) 與丹尼爾斯 (Daniels) 合著的《鐘錶》(Watches) 一書收錄。
這兩款計時器皆採用源自漢米爾頓 (Hamilton) 16尺寸 (美國鐘錶製造業早期使用的一種標準化機芯尺寸，約等於43.18毫米或1.7英吋)992B級鐵路錶 (Grade 992B Railroad Watch) 的擺輪。此錶款曾推出數種不同版本供導航之用，並供應給英國皇家海軍 (British Navy)、皇家空軍 (Royal Air Force)，以及美國海軍 (US Navy) 與陸軍航空隊 (Army Air Corps of the USA)。
馬文・E・惠特尼 (Marvin E Whitney) 在其著作《航海天文鐘》(The Ship Chronometer) 中，對漢米爾頓 (Hamilton) 航海天文鐘的技術發展有非常詳盡的描述。該書獨特地呈現了美國鐘錶量產的技術工業文化。這與英國或德國的情況有所不同。然而，惠特尼 (Whitney) 並未探討影響這三個國家鐘錶產業的政治、社會及文化因素。
在戰前及戰爭期間，這三個國家都面臨著相同的問題：儘管他們為人力、戰機、船艦和武器制定了計畫，卻未曾預見到對航海天文鐘的需求，直到短缺問題變得嚴重。
這或許部分源於政客認為戰爭將會是短暫的。1914年 (民國3年)，我一位摯愛的叔叔寫信給我祖母（她保留了那封信），說他聖誕節就會回家，但他再也沒有回來。抱持同樣想法的德國軍隊，發展並（起初成功地）執行了「閃電戰」(Blitz Krieg) 的概念。
1942年 (民國31年)對所有參戰國而言都是關鍵的一年，這也反映在德國與美國政府在航海天文鐘製造方面的政策上。
1942年 (民國31年)，美國與英國在大西洋共損失了824萬5千註冊噸位的船隻，而共同建造了718萬2千註冊噸位；1943年 (民國32年)，損失降至361萬1千噸，而下水總噸位達1458萬5千噸，其中美國貢獻了1234萬8千4百噸。1944年 (民國33年)建造速度依舊，而漢米爾頓 (Hamilton) 幾乎為這些船艦及其護航艦隊提供了所有的航海天文鐘。
1942年 (民國31年)對美國是重要的一年，因為到了年底，整個擁有4億5千萬人口及其戰略物資（石油、錫、鋁土礦和鉻）資源的太平洋盆地，已落入日本手中。漢米爾頓 (Hamilton) 修改了其21型 (Model 21)，推出221型四環天文鐘 (Model 221 Four Orbit Chronometer)，供太平洋戰區使用。
德國的需求則有所不同，其交通線主要在內陸，海外貿易已不可能。大西洋上的水面艦艇作戰已經結束。貿易主要沿著北歐沿岸、波羅的海 (Baltic)、地中海 (Mediterranean) 和亞得里亞海 (Adriatic) 進行。海軍作戰，尤其是在英吉利海峽 (Channel)，則由小型快速艦艇執行，如驅逐艦 (destroyers)、魚雷艇 (torpedo boats)、E艇 (E-boats) 和U艇 (U-boats)，這些都需要不同種類的航海天文鐘。德國空軍 (Luftwaffe) 轟炸機隊的需求也變得重要起來。
德國的自給自足
德國鐘錶工業的起源與本質，與英國或美國截然不同。其中製造天文鐘和天文錶的部分，是德意志第一帝國 (First Reich) 經濟政策以及19世紀末新成立的德國海軍的產物。
鄰近德勒斯登 (Dresden) 的格拉蘇蒂 (Glashuette) 鐘錶中心，是費迪南・阿道夫・朗格 (Ferdinand Adolph Lange) 的心血結晶。他在1845年獲得邦政府的支持，於格拉蘇蒂 (Glashuette) 開始製錶。此地逐漸發展成一個擁有眾多高級鐘錶製造商的小鎮，各種零件皆在此製造。隨後，製錶工具製造商以及其他精密工業也相繼進駐。
該公司於1878年協助建立了格拉蘇蒂德國製錶學校 (Deutsche Uhrmacherschule Glashuette)，一個訓練與研究中心。
格拉蘇蒂 (Glashuette) 最重要的產品是極高品質的懷錶，這是兩種文化影響下的產物。其一是萊比錫 (Leipzig)、德勒斯登 (Dresden)、開姆尼茨 (Chemnitz) 和耶拿 (Jena) 的科學傳統；其二是德意志第二帝國 (Second Reich) 複雜的社會地位體系：25個聯邦邦國，包括4個王國 (Kingdoms)、6個大公國 (Grand Duchies)、5個公國 (Duchies)、7個侯國 (Principalities) 和3個自由市 (Free Cities)。共有13個宮廷及其社會階層與儀式，而自由市和侯國亦有其官僚體系。
這個社會創造了對具有精緻黃金錶殼、槓桿式 (lever) 和棘爪式 (detent) 擒縱機構、卡羅素 (karrusels)、陀飛輪 (tourbillons)、日期顯示、自動上鍊以及大複雜功能 (grande complications) 手錶的需求。朗格 (Lange) 1910年的型錄描述並展示了這些手錶，並以三頁的技術數據作為介紹。
德國政府在1942年 (民國31年)的任務，並非像美國那樣創建一個新產業，也非像英國那樣以進口補充幾乎消失的產業，而是復興一個高度發展但潛藏的資源。
在檢視德國工業時，認識到第二次世界大戰是第一次世界大戰的延續，並回顧德國在1914年 (民國3年)之前在航海天文鐘製造方面的準備，將會是一個有用的起點。
德意志第二帝國 (Second German Reich) 於1871年建立為一個民族國家，擁有一支陸軍和一支海軍，由皇帝威廉一世 (Wilhelm I) 統治。自1878年起，在保護性關稅制度下，一項自給自足 (autarky) 的政策，加上銀行體系的發展，創造了一個現代化、技術先進的工業經濟。像克虜伯 (Krupp)、西門子 (Siemens)、AEG和法本公司 (IG Farben) 這樣的公司，都優於其英國競爭對手。德國的造船業也很先進。從1882年起，德國在中非、南非、西非以及南太平洋獲得了殖民地，與其他歐洲殖民強權競爭。德國的政策是「國旗跟隨貿易」(flag follows trade)，也就是說，帝國需要一支現代化的海軍。海軍則需要天文鐘和甲板錶。
第一步是在1875年於漢堡 (Hamburg) 建立了仿效格林威治 (Greenwich) 天文台的德國海軍天文台 (Deutsche Seewarte)。測試是競爭性的，德國海軍購買了最好的儀器。測試始於1877年，在接下來的十年中，大多數天文鐘都是使用來自默瑟 (Mercer)、庫爾貝格 (Kullberg)、約翰森 (Johannsen) 或普雷斯科特 (Prescot) 的機芯或零件製造的。
德國海軍之父馮・提爾皮茨海軍上將 (Admiral Von Tirpitz) 認為這種對敵人的依賴是無法容忍的，於是在德國海軍天文台 (Deutsche Seewarte) 的監督下，成立了一個委員會來組織航海天文鐘機芯和零件的生產。其中一位成員是L・斯特拉瑟 (L. Strasser)，他在格拉蘇蒂德國製錶學校 (Deutsche Uhrmacherschule Glashuette) 教授理論。該委員會取得了成功，它發掘了格拉蘇蒂 (Glashütte) 的潛在產能，該產能在兩次世界大戰以及冷戰時期（至少到1988年 (民國77年)！）都扮演了重要角色。
本土產業起初很薄弱。在1886-7年至1897-8年期間，朗格公司 (A. Lange & Söhne) 提供了五個天文鐘進行測試，其中一些使用不同的擺輪進行了多次測試。1898年，另一家格拉蘇蒂 (Glashuette) 製造商延森 (Jensen) 試驗了樞軸式棘爪擒縱 (pivoted detent)，這在1900-1年使用庫爾貝格 (Kullberg) 擺輪重複進行。從那時到1902-3年，朗格 (Lange) 和延森 (Jensen) 都使用了這種擺輪。從1903-4年起，朗格 (Lange) 使用了鎳鋼（鐵）紀堯姆擺輪 (Guillaume balance)，他擁有其德國許可證。延森 (Jensen) 繼續試驗雙金屬擺輪和鈀游絲。從1907-8年起，幾乎所有的格拉蘇蒂 (Glashütte) 天文鐘都配備了紀堯姆擺輪 (Guillaume balances)，從1911-12年 (民國元年)起，所有都配備了恩肖棘爪擒縱 (Earnshaw detent)。至此，格拉蘇蒂 (Glashuette) 的設計已經確立，其他公司也開始製造，包括格拉蘇蒂 (Glashuette) 的拉貝 (Raabe)、派内 (Peine) 的維甘德 (Wiegand)、蓋斯特明德 (Geestemünde) 的F・利德克 (F. Lidecke) 和基爾 (Kiel) 的弗里茨・蒂茨 (Fritz Tietz)。
英國零件
一些德國航海天文鐘製造商直到1914年 (民國3年)第一次世界大戰爆發前，仍持續依賴英國機芯。默瑟 (Mercer) 在其《世界天文鐘製造商》(Chronometer makers of the World) 一書中，透過列出不同製造商完成其儀器的最後日期來證明這一點。他們包括不來梅哈芬 (Bremerhaven) 的埃利希 (Ehrlich)，1914年 (民國3年)；漢堡 (Hamburg) 的諾布利希 (Knoblich)，1914年 (民國3年)，另有一件早期編號（舊庫存？）的在1916年 (民國5年)；蓋斯特明德 (Geestemünde) 的利德克 (Lidecke)，1914年 (民國3年)，他於1924年 (民國13年)與默瑟 (Mercer) 重新取得聯繫；不來梅哈芬 (Bremerhaven) 的盧道夫 (Ludolph)，1914年 (民國3年)，他於1929年 (民國18年)重回默瑟 (Mercer)；以及布雷克 (Brake) 和威悉 (Weser) 的邁耶 (Mayer)，1914年 (民國3年)。
天文鐘測試
馮・貝爾特勒 (Von Bertele) 提供了1916-7年 (民國5-6年)測試的結果。共有八家製造商參與競爭，其中四家來自格拉蘇蒂 (Glashütte)：朗格公司 (A. Lange & Söhne)、J・拉貝 (J. Raabe)、聯合鐘錶廠 (Uhrenfabrik Union) 和F・費特萊因 (F. Vetterlein)。
五十七具天文鐘獲得一級 (Class I) 認證，其中十八具由朗格公司 (A. Lange & Söhne) 提供，二十具由漢堡天文鐘廠 (Chronometerwerke, Hamburg) 提供。該公司於1905年由一群漢堡 (Hamburg) 商人成立，其目標與馮・提爾皮茨 (Von Tirpitz) 相同，即擺脫對英國的依賴！
1919年 (民國8年)《凡爾賽和約》(Versailles Peace Treaty) 對航海天文鐘生產的影響很大。德國必須交出所有海軍艦艇、所有超過1600噸的商船以及四分之一的漁船。
天文鐘生產
默瑟 (Mercer) 提供了漢堡天文鐘廠 (Chronometerwerke, Hamburg) 在戰爭結束時及戰後初期提供測試的天文鐘數量。從這些數字可以推斷出製造的數量。1917-18年 (民國6-7年)，最高編號為903；1918-19年 (民國7-8年)，最高編號為958，這表示僅製造了七具；在接下來的測試期間，只有一具天文鐘接受測試，且編號較早。
採用同樣的方法估算，朗格公司 (A. Lange & Söhne) 的產量應為：1918-19年 (民國7-8年)，30具；1919-20年 (民國8-9年)，35具；1920-21年 (民國9-10年)，15具。直到1924-25年 (民國13-14年)才開始復甦。
其他災難接踵而至，1923年 (民國12年)通貨膨脹達到1美元兌42億馬克，1926年 (民國15年)歐洲爆發嚴重危機，格拉蘇蒂 (Glashütte) 的失業率達到85%。
從1933年 (民國22年)1月第三帝國 (Third Reich) 時期開始，德國武裝力量有所增長。這是為戰爭做準備。《英德海軍協定》(German-British naval agreement) 規定兩國海軍實力比例應為35比100！
德國風格的天文鐘在朗格 (Lange) 於1918年 (民國7年)秋至1919年 (民國8年)春測試的編號319達到其發展的最高階段，考慮到日期，這非常了不起。它具有反向芝麻鏈 (reverse fusee)、赫爾維格 (Helwig) 設計的恩肖棘爪擒縱 (Earnshaw detent)、紀堯姆擺輪 (Guillaume balance wheel) 和鋼質游絲 (steel balance spring)。它被評為一級 (Class I)，並附註「Vorzüglich」，意即卓越-精湛。這款儀器為後來的格拉蘇蒂 (Glashuette) 航海天文鐘樹立了典範。
工藝生產 vs. 大規模生產
朗格 (Lange) 最後一具依此設計製造的天文鐘於1941-42年 (民國30-31年)測試並獲得一級 (First Class) 認證。德國航海天文鐘的製造，如同其仿效的英國製品一樣，是一種工藝。儘管零件有共同的來源地格拉蘇蒂 (Glashuette)，且許多零件（例如擺輪）由單一專業廠商供應，但它們並不像美國那樣可以互換。因此，每一具天文鐘都必須由一位「調校師」(Reguleur)（英文為「Springer」）進行調校。
調校師 (Reguleur) 的重要性得到了德國海軍天文台 (Deutsche Seewarte) 的認可，該機構從1927-28年 (民國16-17年)的測試開始，記錄了所有受測天文鐘調校師 (Reguleur) 的姓名。從此日期起，直到1938-39年 (民國27-28年)測試結束為止，朗格公司 (A. Lange & Söhne) 製造並提供給德國海軍天文台 (Deutsche Seewarte) 的每一具天文鐘（除了一具之外），都由保羅・蒂勒曼 (Paul Thielemann) 校準。他被認為是朗格公司 (A. Lange & Söhne) 作為天文鐘製造商成功的主要功臣。
與此形成對比的是，以及與默瑟公司 (Mercers) 「調校師」(springer) 的重要性相比，漢米爾頓 (Hamilton) 的精密大規模生產使其天文鐘的性能在很大程度上擺脫了「調校師」(springer) 直覺技能的影響。
第二次世界大戰的天文鐘，之二
丹尼斯・查普曼 (Dennis Chapman) 鐘錶學期刊 (Horological Journal) 1996年1月 (民國85年)
丹尼斯・查普曼 (Dennis Chapman) 詳述了德國甲板錶和天文鐘的生產與測試，以及1942年 (民國31年)標準型「統一天文鐘」(Einheits Chronometer) 的發展。
甲板錶與統一天文鐘 (Einheits Chronometer)
高速小型戰艦需要一種高品質的計時器，比傳統的天文鐘更堅固，即魚雷艇天文鐘 (Torpedo-boat chronometer)。其中大多數採用瑞士槓桿擒縱裝置 (lever escapement)。
第一次世界大戰期間，美國海軍 (United States Navy) 改裝了高品質的16和18尺寸手錶用於此目的。
1915年 (民國4年)，朗格公司 (A. Lange & Söhne) 為奧地利海軍 (Austrian Navy) 製造了25具魚雷艇天文鐘。這些天文鐘採用全夾板機芯 (full plate movements)，配備發條盒 (going barrels)、槓桿式擒縱機構 (lever escapements)，可運作56小時。
1935-36年 (民國24-25年)，德國海軍天文台 (Deutsche Seewarte) 要求朗格 (Lange) 開發一種發條盒 (going barrel)、槓桿式擒縱機構 (lever escapement) 的天文鐘，可能與小型高速戰艦E艇 (E-Boat) 的設計有關。它配備了格里斯巴赫 (Griesbach) 製造的一體式擺輪 (integral balance wheel)、鋼製圓柱形游絲 (steel cylindrical balance spring)，可運作35小時。指針通過錶殼外的一個小輪進行設置（可能與每次勤務時間短有關）。製造了兩個實驗型號，配備了Nivarox游絲 (Nivarox balance springs)。朗格 (Lange) 從1936年 (民國25年)開始生產了兩個系列，編號從1001到1164，配備黃銅槓桿 (brass lever) 和直徑20毫米的擺輪；編號從1165到1430，配備鈹青銅槓桿 (beryllium lever) 和直徑18毫米的擺輪。生產於1942年 (民國31年)底隨著標準型統一天文鐘 (Einheits standard chronometer) 的推出而結束。
惠特尼 (Whitney) 描述並展示了漢堡天文鐘廠 (Chronometerwerke, Hamburg) 的繼承者溫佩 (Wempe) 製造的一款發條盒槓桿式天文鐘，它配備了圓柱形游絲 (cylindrical balance spring) 和單金屬擺輪 (mono-metallic balance wheel)。它可以運作32小時，並具有與朗格 (Lange) 發條盒天文鐘相同的外部指針設置裝置。
馮・貝爾特勒 (Von Bertele) 展示了另一款溫佩 (Wempe) 製造的發條盒 (going barrel)、槓桿式天文鐘 (lever chronometer)，它具有兩日動力機芯 (two-day movement)、圓柱形游絲 (cylindrical balance spring) 和一體式擺輪 (integral balance)。它被放置在一個氣密金屬盒中，以保護機芯免受U艇 (U-boat) 下潛或上浮時氣壓變化的影響。
默瑟 (Mercer) 提到了另一款槓桿式天文鐘，配備專利擺輪，由溫佩 (Wempe) 為德國空軍 (Luftwaffe) 製造。
1942年 (民國31年)，德國海軍部 (German Admiralty) 決定所有棘爪式 (detent) 航海天文鐘必須按照標準設計製造，即統一天文鐘 (Einheits Chronometer)。在《導航教科書》(Lehrbuch der Navigation)（參見參考資料7）中列出了圖示說明和詳細規格。這款56小時動力儲存的機芯採用反向芝麻鏈 (reverse fusee)，可以使用鏈條 (chain) 或瑞典山特維克 (Sandvik of Sweden) 製造的扁平合金鋼帶 (flat alloy steel band)。擒縱機構配備了格拉蘇蒂 (Glashuette) 格里斯巴赫 (Griesbach) 製造的一體式擺輪 (integral balance wheel)。棘爪 (detent) 採用赫爾維格 (Helwig) 設計，但棘爪鎖並非他優雅的偏心絞盤 (eccentrically mounted capstan) 設計，而是一個簡單的靠摩擦力固定的螺絲。錶盤直徑100毫米，由鋁製成，刻有黑色數字。它有顯示56小時動力儲存的上下指示盤和一個小秒針盤。
除了棘爪鎖之外，與格拉蘇蒂 (Glashuette) 型號最明顯的區別是發條盒橋板失去了其雙曲線造型。平衡環架安裝在一個簡單的桃花心木盒子裡，帶有一個玻璃蓋。
該天文鐘在《導航教科書》(Lehrbuch) 的照片中展示，包括其盒子和單獨的細節圖。機芯採用「鏤空」(skeletonised) 設計，以便可以透過錶盤、錶盤下方、主發條橋板和擺輪橋板看到零件。在照片中，所有零件都標有字母，並可參考列表。此外，還有類似的照片顯示了上鍊和擒縱機構的細節。
統一天文鐘 (Einheits-Chronometer) 最重要的製造商是朗格公司 (A. Lange & Söhne) 和漢堡 (Hamburg) 的溫佩天文鐘廠 (Wempe Chronometer Werke)。目前尚不清楚是否有其他公司參與。
德國海軍天文台 (Deutsche Seewarte) 的測試於1938-39年 (民國27-28年)結束，在此日期與1942年 (民國31年)底推出統一天文鐘 (Einheits-Chronometer) 之間，朗格 (Lange) 製造了編號715至830的傳統天文鐘。
第一批統一天文鐘 (Einheits-Chronometers)，編號5001至5110，由朗格 (Lange) 和溫佩 (Wempe) 合作製造。溫佩 (Wempe) 使用來自格拉蘇蒂 (Glashuette) 的傳動輪系製造機芯。從1943年 (民國32年)1月起，這些天文鐘由格拉蘇蒂 (Glashuette) 的天文鐘製造商完成並校準。
這些天文鐘配備衝擊式天文台擒縱結構 (detent escapement)，帶有芝麻鏈 (fusee and chain) 和鏈條，或鋼帶。天文鐘安裝在一個塑膠材質的碗狀殼中。這種合作似乎是應對緊急情況的措施。
從此日期到1945年 (民國34年)4月，朗格 (Lange) 製造了編號5111至5550的天文鐘。它們配備了鎳鋼擺輪，輪緣高38毫米。
在此期間的調校師 (Reguleurs) 是保羅・蒂勒曼 (Paul Thielemann)、古斯塔夫・格斯滕伯格 (Gustav Gerstenburger)、E・庫恩斯 (E. Kuhns) 和R・沙彭坎特 (R. Scharpenkant)。保羅・蒂勒曼 (Paul Thielemann) 在1945年 (民國34年)時已64歲，古斯塔夫・格斯滕伯格 (Gustav Gerstenberger) 58歲，這或許證明了「調校師」(Reguleur) 專業人才的短缺。
估算溫佩 (Wempe) 在第二次世界大戰期間的產量存在困難。默瑟 (Mercer) 給出了每年製造的最後一具天文鐘的編號，可以從中推斷，但沒有區分槓桿式 (lever) 和統一天文鐘 (Einheits chronometer)，見表1。默瑟 (Mercer) 指出，溫佩 (Wempe) 在戰爭期間從格拉蘇蒂 (Glashuette) 的F・G・賴歇爾特 (F. G. Reichelt) 購買了300個機芯。
從默瑟 (Mercer) 的資料來看，溫佩 (Wempe) 似乎直到1982年 (民國71年)仍在製造天文鐘。他們的廣告表明是統一 (Einheits) 型號。這些可能與格拉蘇蒂鐘錶公司 (Glashuetter Uhrenbetriebe GUB) 合作製造，該公司繼續與莫斯科 (Moscow) 的基洛夫工廠 (Kirov works) 合作，為蘇聯海軍 (Russian Navy) 大量生產這種天文鐘。
俄國人最近將這些天文鐘出口到美國和英國，供應給利物浦 (Liverpool) 的塞維爾 (Sewill)。
表1：溫佩 (Wempe) 1940-46年 (民國29-35年)產量
日期 | 最後編號 | 製造數量 | 備註 |
1938-7年 (民國27-26年) | 2054 | ||
1940年 (民國29年) | 2442 | 388 | |
1941年 (民國30年) | 2666 | 224 | |
1942年 (民國31年) | 3019 | 353 | 從編號2800起為統一型 (Einheits) |
1943年 (民國32年) | 3452 | 886 | |
1944年 (民國33年) | 4338 | 581 | |
1945年 (民國34年) | 4119 | 886 | |
1946年 (民國35年) | 5138 | 219 |
早期甲板錶
為德國海軍製造甲板錶與製造航海天文鐘一樣面臨困難。
1883年5月，威廉港帝國天文台 (Empire Observatory at Wilhelmshaven) 公布了甲板錶的規格（參見參考資料8）。它分為兩部分，第一部分規定了物理要求，如銀質錶殼、錶盤和秒針圈的直徑等。機芯必須配備補償擺輪 (compensated balance wheel) 和寶璣式游絲 (Breguet balance spring)。規格的第二部分是其在測試下的性能。測試項目包括在面盤朝上和錶冠朝上兩種位置下的溫度測試，測試時間長達135天。
從1887年1月起，經德國海軍部 (German Admiralty) 批准，甲板錶的測試工作由漢堡 (Hamburg) 的德國海軍天文台 (Deutsche Seewarte) 接管。該天文台提高了測試標準，並鼓勵德國製錶師擺脫對外國零件的依賴。
格拉蘇蒂 (Glashütte) 的朗格公司 (A Lange & Söhne) 曾試驗過槓桿式懷錶天文鐘 (lever pocket chronometers) 的設計，特別是使用較大的擺輪。1882年，他們製造了一款30小時動力儲存的手錶，採用2/3夾板機芯 (2/3 plate movement)、槓桿式擒縱機構 (lever escapement)、切割式補償擺輪 (cut compensation balance wheel) 和寶璣式游絲 (Breguet balance spring)。它在3點鐘位置設有小秒針，9點鐘位置設有動力儲存顯示。它配有黃金獵錶殼 (gold hunter case)。一款相同的手錶出口到了美國。
朗格 (Lange) 製造了許多帶有棘爪式擒縱機構 (detent escapements) 的懷錶天文鐘，有些用於科學應用，另一些則可能與倫敦 (London) 著名製造商競爭。朗格 (Lange) 曾向一家英國製造商供應機芯，約1880年。很難追溯所有可被認定為甲板錶、天文台錶或懷錶天文鐘的手錶。
從1890年起，朗格 (Lange) 開始製造帶有芝麻鏈 (fusee and chain) 和棘爪式擒縱機構 (detent escapements) 的手錶。克盧頓 (Clutton) 和丹尼爾斯 (Daniels) 展示了一款約1890年的手錶，配備彈簧棘爪式擒縱機構 (spring detent escapement) 和一分鐘陀飛輪 (one minute tourbillon)，它具有無匙上鍊芝麻鏈 (keyless wound fusee)、雙金屬補償擺輪 (bimetallic compensation balance)、帶外繞 (overcoil) 的螺旋鋼質游絲 (spiral steel balance spring) 和調節器 (regulator)。它具有動力儲存指示 (up and down indicator) 和小秒針。從照片上看，陀飛輪似乎是與格拉蘇蒂德國製錶學校 (Deutsche Uhrmacherschule Glashütte) 相關的設計。
同一時期製造的一款手錶採用了理查・朗格 (Richard Lange) 於1891年獲得專利的樞軸式棘爪擒縱 (pivoted detent)。1902年 (明治35年)，朗格 (Lange) 製造了一款甲板錶，採用2/3夾板機芯 (2/3rd plate movement)、恩肖棘爪式擒縱機構 (Earnshaw detent escapement)、雙金屬擺輪 (bimetallic balance wheel) 和自由游絲 (free sprung balance spring)。指針採用槓桿設置 (lever setting)。它具有動力儲存指示 (up and down indicator) 和小秒針盤 (subsidiary seconds dial)。
1905年，他為位於伊斯特拉 (Istria)（當時屬於奧匈帝國 (Austria-Hungaria)）波拉 (Pola) 的水道測量局 (Hydrographic Office) 製造了一款天文台錶，採用格羅斯曼 (Grossmann) 設計的棘爪擒縱 (detent)，可顯示1/2秒。該訂單於1916年 (民國5年)再次下達，要求一款帶有自動秒針 (auto seconds) 的手錶。
1908年，朗格 (Lange) 為海德堡 (Heidelburg) 天文物理研究所 (Astrophysical Institute) 製造了一款手錶，配備17石機芯、芝麻鏈 (fusee and chain)、棘爪式擒縱機構 (detent escapement)、紀堯姆擺輪 (Guillaume balance wheel) 和圓柱形游絲 (cylindrical balance spring)。
1920年 (民國9年)製造的一款採用赫爾維格 (Helwig) 設計的一分鐘陀飛輪 (one minute tourbillon)、棘爪式擒縱機構 (detent escapement) 和自由游絲 (free sprung balance spring) 的手錶，展現了朗格 (Lange) 高超的專業技術。
甲板錶等級
在第一次世界大戰期間及戰後甲板錶製造衰退之後，隨著1929年 (民國18年)後經濟好轉，出現了反彈。1930年 (民國19年)和1931年 (民國20年)，漢堡德國海軍天文台 (Deutsche Seewarte of Hamburg) 台長A・雷普索爾德博士 (Dr A Repsold) 發表了一系列論文《德國海軍天文台的天文鐘與懷錶測試》(Chronometer und Taschenuhrprüfungen an der Deutschen Seewarte)。這些論文廣泛研究了測試的目的，以及測試標準、精密天文鐘設計與其功能之間的關係。這些論文質疑了傳統測試的基礎，即為包括導航在內的科學目的而設立的一級 (Klasse I) 和二級 (Klasse II) 等級。他準備了新的測試，並與天文台的擺鐘進行了校對。這些測試可以綜合為一個單一的衡量標準，「品質數」(Gütezahl)，相當於格林威治試驗編號 (Greenwich Trial Number)。
雷普索爾德 (Repsold) 提出了一個新的更高等級「特級」(Sonderklasse)，比早期的Klasse I更為嚴格。與格林威治試驗編號 (Greenwich Trial Number) 一樣，品質數 (Gutezahl) 是根據多項測試計算得出的，並為每個等級設定了最大值。特級 (Sonderklasse) 的最大值為37，新的Klasse I和新的Klasse II的最大值為120。
為了說明新系統的運作方式，雷普索爾德 (Repsold) 提供了七款懷錶天文鐘的所有測試細節和品質數 (Gutezahl)。其中一款由阿斯曼 (Assmann) 製造的可以忽略，因為它已損壞。
第一款是M・哈姆 (M. Hamm) 在格拉蘇蒂德國製錶學校 (Deutsche Uhrmacherschule, Glashuette) A・赫爾維格 (A. Helwig) 指導下完成的學生傑作，旨在展示機械計時器可能的極限。它配備了帶有棘爪式擒縱機構 (detent escapement) 的陀飛輪 (tourbillon)、鎳鋼擺輪 (nickel steel balance wheel) 和帶外彎 (outer curve) 的自由游絲 (free sprung spiral balance spring)。其品質數 (Gütezahl) 為I 3-56。除了作為一個可能性的範例外，這與商業甲板錶的生產無關。
朗格公司 (A. Lange & Söhne) 提供了五款儀器，兩款配備57毫米機芯，一款配備45毫米機芯，兩款配備43毫米機芯。57口徑 (calibre) 機芯是朗格 (Lange) 最高品質的產品，它們配備22石發條盒槓桿式機芯 (going barrel lever movements)、鎳鋼擺輪 (nickel-steel balance wheel) 和帶內外末端曲線 (inner and outer end curves) 的螺旋游絲 (spiral balance spring)。它們具有動力儲存顯示盤 (up and down dial) 和小秒針盤 (subsidiary seconds dial)。指針採用槓桿設置 (lever setting)。手錶可運作40小時。每款的品質數 (Gütezahl) 分別為23-51和23-99。57口徑 (calibre) 於1935年 (民國24年)和1936年 (民國25年)在邱園 (Kew) 進行了測試。45口徑 (calibre) 手錶配備32小時動力儲存的同款設計機芯，但沒有動力儲存指示器，其品質數 (Gütezahl) 為27-17。43口徑 (calibre) 手錶也與57口徑 (calibre) 手錶設計相同，只是它們配備了30小時動力儲存的機芯。它們的品質數 (Gütezahl) 分別為36-43和36-28。所有朗格 (Lange) 的手錶都屬於「特級」(Sonderklasse)。43口徑 (calibre) 手錶是朗格 (Lange) 在第二次世界大戰期間及之前的標準產品，其中一些由溫佩 (Wempe)、費爾辛 (Felsing) 和胡貝爾 (Huber) 完成。
在1926年 (民國15年)至1939年 (民國28年)間，約製造了461只43/37口徑 (calibre) 的甲板錶，其錶盤以度數標示，稱為「角度測量錶」(Gradmess-uhren)。指針分別指示度、分和秒。這些錶與天文鐘、六分儀和航海曆一起用於陸地、海洋和空中導航的位置測定，即格林威治時角程序 (Greenwich Hour Angle procedure, GHA)。
與航海天文鐘一樣，甲板錶的製造也隨著戰爭的到來發生了重大變化。1941年 (民國30年)，根據最高統帥部 (High Command)、海軍 (Navy) 和空軍 (Luftwaffe) 首長的指示，48口徑 (calibre 48)（機芯直徑48毫米）和帶中央秒針、顯示1/5秒的48.l口徑 (calibre 48.l) 甲板錶將進行量產。48口徑 (Calibre 48) 是朗格 (Lange) 的一種基本設計，可以進行調整以滿足不同需求。這些手錶必須採用2/3夾板 (2/3rd plate)、35小時動力儲存、16石機芯，配備獨立的擺輪夾板 (balance cock) 和格拉蘇蒂 (Glashuette) 格里斯巴赫 (Griesbach) 製造的紀堯姆擺輪 (Guillaume balance)、寶璣式游絲 (Breguet balance spring) 和鵝頸式微調器 (swan neck regulator)。秒針盤位於3點鐘位置，動力儲存顯示位於9點鐘位置，指針採用槓桿設置 (lever set)。
48和48.l口徑 (calibers) 在六個方位和溫度下進行校準，日差控制在正負一秒以內。這些甲板錶將由政府天文台進行測試。
為了滿足作戰部隊對甲板錶的巨大需求，一項以朗格公司 (A. Lange & Söhne) 和格拉蘇蒂 (Glashuette) 資源為基礎的計劃得以組織實施，並徵用了其他製錶商！
許多是由朗格 (Lange) 製造，或採用朗格 (Lange) 及其聯營公司格拉蘇蒂鐘錶毛坯廠 (Uhrenrohwerke-Fabrik Glashuette A.G. 'Urofa') 的機芯。格里斯巴赫 (Griesbach)（亦拼作Griessbach）製造擺輪，其他格拉蘇蒂 (Glashuette) 公司製造其他零件。被徵用的公司包括漢堡 (Hamburg) 的溫佩 (Wempe)、柏林 (Berlin) 的費爾辛 (Felsing)、柏林 (Berlin) 和慕尼黑 (Munich) の胡貝爾 (Huber) 以及柏林 (Berlin) 的阿爾皮納 (Alpina)。來自格拉蘇蒂 (Glashütte) 的專家負責監督這些公司的工作。
48口徑 (calibre 48) 機芯被裝配到三款天文鐘中，供德國空軍 (Luftwaffe) 以及航程較短的小型艦艇使用，如驅逐艦 (Destroyers)、魚雷艇 (Torpedo Boats) 和E艇 (E-Boats)。
其中一款名為T型天文鐘 (T-Chronometer)，專為魚雷艇 (Torpedo boats) 製造。它採用2/3夾板機芯 (2/3rds plate movement)，16石，配備紀堯姆擺輪 (Guillaume balance wheel) 和帶鵝頸式微調器 (swan-neck regulator) 的寶璣式螺旋游絲 (Breguet spiral balance spring)。它經過改進，配備了更長、更輕的主發條，可提供56小時的動力儲存。動力儲存顯示位於12點鐘位置，秒針位於6點鐘位置。上鍊器位於錶殼外的3點鐘位置。它安裝在一個三件式桃花心木盒子的平衡環架中。
另外兩款型號採用未經修改的48口徑 (calibre)、35小時動力儲存、16石機芯，偏心安裝在錶盤後方。兩者都在12點鐘位置設有動力儲存顯示，6點鐘位置設有秒針。上鍊器位於4點鐘位置。錶殼採用塑膠材質。其中第一款配備100毫米錶盤，後來改為直徑65毫米的錶盤。這兩款天文鐘配有兩件式桃花心木盒子。
48.1口徑 (calibre 48.1) 的一個變種具有動力儲存顯示盤、秒針盤和一個顯示1/5秒的中央秒針。
格拉蘇蒂鐘錶公司 (Glashuetter Uhrenbetriebe GUB) 在1945年 (民國34年)後繼續生產48和48.1口徑 (calibres) 的甲板錶。
飛行員錶
為德國空軍 (Luftwaffe) 製造的一款型號採用黑色錶盤，配有白色夜光指針和數字。它裝在不銹鋼錶殼中，以防磁。
溫佩 (Wempe) 也為德國空軍 (Luftwaffe) 製造了一款類似的手錶，基於格拉蘇蒂 (Glashuette) 43口徑機芯，配備黑色錶盤、夜光指針和數字，中央秒針顯示1/5秒。
德國空軍 (Luftwaffe) 對精確導航手錶的需求非常大。1942年 (民國31年)德國建造了4337架轟炸機，1943年 (民國32年)為4649架，1944年 (民國33年)為2287架。朗格公司 (A. Lange & Söhne) 將其48.l口徑 (calibre) 手錶改裝為飛行員錶 (Fliegeruhr)，一種飛行員腕錶。德語描述為「臂帶錶」(armbanduhr)。它具有中央秒針、帶夜光指針和數字的黑色錶盤，但沒有動力儲存顯示盤。它在3點鐘位置上鍊。機芯有17顆寶石和一個更大的擺輪，直徑22毫米，由鎳鋼製成。它配有鵝頸式微調器 (swan-neck regulator)。錶殼直徑為55毫米。一條厚實的皮錶帶設計用於佩戴在飛行服外面。
朗格 (Lange) 也製造了43口徑 (calibre) 的飛行員錶 (Fliegeruhr)。從製造數量可以看出這項事業的規模。甲板錶和甲板天文鐘，1941年 (民國30年)至1945年 (民國34年)，編號從200001到205445。帶中央秒針的飛行員錶 (Fliegeruhr)，1941年 (民國30年)至1945年 (民國34年)，編號從210,001到216,980。43口徑 (calibre) 手錶的製造數量不詳。另有三款不同設計的飛行員錶 (Fliegeruhr)。它們的錶盤外圈有數字顯示分鐘或秒，內圈有小數字顯示小時。中央秒針和分針長度相同，時針較短以適應內圈的小時盤。錶盤為黑色，數字和指針均為夜光。
普福爾茨海姆 (Pforzheim) 的瓦爾特・施托爾茨 (Walter Storz) 製造了一款採用此設計的飛行員錶 (Fliegeruhr)，配備由優力時 (Unitas) 製造的18法分 (ligne) 瑞士橋板式機芯 (Swiss bridge movement)，20石。它具有紀堯姆擺輪 (Guillaume balance)、寶璣式游絲 (Breguet balance spring) 和鵝頸式微調器 (swan-neck regulator)。
同樣位於普福爾茨海姆 (Pforzheim) 的拉赫公司 (Lacher & Co.) 製造了一款22石、22法分 (ligne) 的飛行員錶 (Fliegeruhr)，採用格拉蘇蒂德國鐘錶毛坯廠 (Deutsche Uhren-Rohwerke Glashütte) 製造的瑞士橋板式 (Swiss bridge pattern) 機芯，它有22顆寶石，一個22毫米的紀堯姆擺輪 (Guillaume balance wheel) 和寶璣式游絲 (Breguet balance spring)。
格哈德・D・溫佩 (Gerhard D. Wempe) 的飛行員錶 (Fliegeruhr) 採用了19法分 (ligne) 湯姆森 (Thommen) 31口徑 (Calibre 31) 瑞士橋板式機芯 (Swiss bridge movement)。它有15顆寶石、一個補償擺輪 (compensation balance wheel)、一個寶璣式游絲 (Breguet balance spring) 和一個偏心調節器 (eccentric regulator)。這些手錶的製造數量不詳。
從沙夫豪森萬國錶廠 (International Watch Co. of Schaffhausen) 進口了一款18法分 (ligne) 的手錶。它採用黑色錶盤，配有夜光指針和數字，並具有中央秒針。機芯有7顆寶石、一個帶寶璣式游絲 (Breguet balance wheel) 的補償擺輪 (compensation balance wheel) 和一個微調調節器 (micrometer regulator)。這款手錶有一個軟鐵內殼，以防止駕駛艙內的磁場影響。
這段關於甲板錶和天文鐘製造的記述，展現了德國海軍之父馮・提爾皮茨 (Von Tirpitz) 政策的頂峰，他為一個產業奠定了基礎，該產業歷經軍事失敗、通貨膨脹和經濟危機，卻仍保有潛在的能量，成功地回應了陸海空三軍對精確天文鐘的需求。
第二次世界大戰的天文鐘，之三
丹尼斯・查普曼 (Dennis Chapman) 鐘錶學期刊 (Horological Journal) 1996年2月 (民國85年)
丹尼斯・查普曼 (Dennis Chapman) 論述了英國天文鐘的製造與進口，並探討了美國基於鐵路錶的發展。
英國天文鐘
與德國的歷史相比，英國的歷史相對簡單且記載詳盡。阿倫・C・戴維斯 (Alun C Davies) 在其論文《天文鐘製造業的興衰》(the Rise and Decline of Chronometer Manufacturing) 中，根據弗蘭克・霍普-瓊斯 (Frank Hope-Jones) 的證據推斷，「天文鐘製造業將被無線電報所取代」，但並未解釋第二次世界大戰期間「暫時復興的天文鐘製造業」，因為無線電信號並非不受干擾。（我另一位叔叔在第一次世界大戰期間是一艘軍艦上的無線電報員）。
默瑟 (Mercer) 描述了第一次世界大戰期間的情況。「始於為皇家海軍 (Royal Navy) 提供無與倫比的天文鐘這一特定目的的格林威治試驗 (Greenwich Trials)，已於三年前的1914年 (民國3年)停止」。到1917年 (民國6年)，僅存五家公司：默瑟 (Mercer)、約翰森 (Johannsen)、庫爾貝格 (Kullberg)、厄舍與科爾 (Usher and Cole) 以及登特 (Dent)。後者專門生產甲板錶。至此，默瑟 (Mercer) 已能自給自足，可以製造所有零件，而其他公司則依賴普雷斯科特 (Prescot) 和克拉肯韋爾 (Clerkenwell)。默瑟 (Mercer)、庫爾貝格 (Kullberg) 和約翰森 (Johannsen) 之間存在一些分工。默瑟 (Mercer) 記錄道：「主要問題在於精加工和游絲裝配」(finishing and springing)。
到1918年 (民國7年)，訂單「幾乎一夜之間消失」，默瑟 (Mercer) 開始多元化經營，主要不是鐘錶業，而是對精度要求極高的製造業。
甲板錶的製造與航海天文鐘及高級懷錶的製造都有相似之處。瑞士製造商和美國的沃爾瑟姆 (Waltham of the USA) 都渴望獲得邱園證書 (Kew Certificate)。因此，英國甲板錶製造商與其他國家，特別是瑞士，直接競爭。隨著倫敦 (London) 的S・史密斯 (S. Smith) 和考文垂 (Coventry) 的羅瑟勒姆 (Rotherham) 停產，海軍部 (Admiralty) 開始依賴瑞士製造商。
到1939年 (民國28年)，默瑟 (Mercer) 已成為英國唯一的航海天文鐘生產商。其產量可從每年出貨的兩日動力天文鐘首批編號表中推斷出來。
表2：第二次世界大戰期間默瑟 (MERCER) 的產量
年份 | 單位編號 | 差額 |
1938年 (民國27年) | 14800 | |
1939年 (民國28年) | 15100 | 300 |
1940年 (民國29年) | 15300 | 200 |
1941年 (民國30年) | 15600 | 300 |
1942年 (民國31年) | 15900 | 300 |
1943年 (民國32年) | 16200 | 300 |
1944年 (民國33年) | 16700 | 500 |
1945年 (民國34年) | 17100 | 400 |
兩日動力天文鐘的唯一其他來源是漢米爾頓 (Hamilton)，從1942年 (民國31年)起進口數量極少。
默瑟 (Mercer) 對其設計進行了一項修改，以簡化生產和調校，即1943年 (民國32年)由比爾・古德曼 (Bill Goodman) 設計的新式棘爪 (detent)。從1940年 (民國29年)起，盒子取消了外蓋，也進行了簡化。默瑟 (Mercer) 依賴瑞典山特維克 (Sandvik of Sweden) 供應游絲，瑞士供應螺絲和寶石。
英國進口符合HS標準的產品
航海天文鐘由水道測量局 (Hydrographic Survey) 分為以下四類：
H.S. 1. 配備棘爪式擒縱機構 (detent escapement) 的主天文鐘。這些在1914年 (民國3年)之前在格林威治 (Greenwich) 進行測試，之後在邱園 (Kew) 的國家物理實驗室 (National Physical Laboratory) 進行測試。
H.S.2. 天文台錶 (chronometer watch)，舊稱甲板錶 (deck watch)，採用槓桿式機芯 (lever movement)，經溫度和五個方位調校。這些也經過測試。
H.S.3. 這些是小型手錶，大多為16或19尺寸，採用槓桿式擒縱機構 (lever escapements)，經溫度和兩個方位調校。發現的大多數樣品都具有更高的標準，經五個或六個方位調校。
H.S.4. 這些計時器是大型或小型駕駛艙儀器，規格各異。英國史密斯公司 (Smiths) 提供的產品，如同其戰前汽車錶一樣，基於瑞士積家 (Jaeger Le Coultre) 的13石機芯。其中一款帶有中央秒針和行程時間錶盤。另有幾款沒有行程時間顯示，其中一款在玻璃上額外安裝了指針（作為警告？）。這些是八日動力時鐘。弗蘭克・愛德華茲 (Frank Edwards) 展示了一款百年靈 (Breitling) 製造的極高品質計時碼錶。埃爾金 (Elgin) 供應了一些駕駛艙計時器，也發現了一些沃爾瑟姆 (Waltham) 製造的。
關於HS2和HS3型手錶的大部分資訊來自政府剩餘物資銷售，這些銷售並未區分戰前庫存和戰時採購。資訊可能不完整，但所見到的著名瑞士製造商的高品質手錶均被歸類為「精密計時錶 H.S.2.」(Watch Chronometer H.S.2.)。
這些是22法分 (22"') 的手錶，採用旋入式底蓋銀質錶殼，無前玻璃、錶冠或內防塵蓋。機芯為橋板式 (bridge pattern)，瑞士槓桿式擒縱機構 (Swiss lever) 和鵝頸式微調器 (swan-neck regulator)。指針採用槓桿設置 (lever setting)。其中一份訂單為948只，其中580只帶有中央秒針。這些手錶安裝在傳統的桃花心木盒子中，配有一個圓形黃銅容器。
同年第二份訂單是一款類似的手錶，但採用更大的鋼製錶殼，並帶有內部鋼製防塵蓋以防磁。調節器為偏心式。1940年 (民國29年)的第三份訂單是同款型號的銀質錶殼。
雅典錶 (Ulysse Nardin) 在戰爭期間大量生產了這些款式的精密計時錶，買主不詳。1942年 (民國31年)，江詩丹頓 (Vacheron & Constantin) 製造了一款166口徑 (calibre 166)、22法分 (22"') 的精密計時錶，主要供應給英國海軍部 (British Admiralty)。它採用銀質錶殼，帶有內部防塵底蓋。機芯有21顆寶石、一個帶紀堯姆擺輪 (Guillaume balance wheel) 的槓桿式擒縱機構 (lever escapement)、寶璣式游絲 (Breguet balance spring) 和鵝頸式微調器 (swan-neck regulator)。它具有中央秒針。
諾伯特・埃德 (Norbert Eder) 展示了萬國錶廠 (International Watch Company) 的精密計時錶編號676439，71口徑 (calibre 71)，於1940年 (民國29年)由海軍部 (Admiralty) 購買。它採用拋光鎳銀錶殼。機芯有18顆寶石、一個雙金屬補償擺輪 (bi-metallic compensation balance)、寶璣式游絲 (Breguet balance spring) 和微調調節器 (micrometer regulator)。它具有槓桿式指針調節 (lever adjustment for the hands) 和中央秒針。
埃德 (Eder) 表示，始於1904年生產的71口徑 (calibre 71) 是萬國錶廠 (IWC) 有史以來最優美的機芯之一。
弗蘭克・愛德華茲 (Frank Edwards) 展示了同一款編號6439的手錶，並描述其為不銹鋼錶殼，19法分 (19"') 機芯，16石，製造於1938年 (民國27年)。
浪琴 (Longines) 在第二次世界大戰期間向英國和美國政府供應了其21.29口徑 (calibre 21.29) 的精密計時錶。這些是19法分 (19"')、3/4夾板、36小時動力儲存、15石機芯。厚重的銀質錶殼帶有內部防塵底蓋。
在一次剩餘物資拍賣中見到一款由勒洛克勒 (Le Locle) 的保羅・布勒 (Paul Buhre) 製造的24法分 (24"') 精密計時錶，裝在一個帶襯墊的桃花心木盒子裡，但未經仔細檢查。
漢米爾頓 (Hamilton) 向英國海軍部 (British Admiralty) 供應了兩種形式的35尺寸22型精密計時錶 (size 35 Model 22 Chronometer Watch)，H.S.2.：一種裝在甲板錶盒中，另一種則安裝在傳統桃花心木天文鐘盒子的平衡環架支架上。戰後，這些錶分別以15英鎊和25英鎊的價格由剩餘物資經銷商零售！
一款由倫敦 (London) H・戈萊父子公司 (H. Golay & Sons Ltd.) 進口並命名的無標記手錶，配備19法分 (19"')、18石機芯，帶黃銅和鋼製補償擺輪 (brass and steel compensated balance)、中央秒針和白色錶盤。它安裝在一個直徑70毫米的錶殼中。其中一種標有H.S. 3.，另一種錶盤上標有度數，並帶有一個額外的同樣標有度數的可旋轉環；錶盤上標有AM。這是用於天文導航。
H.S.3.類別的其他類型包括來自美國的16尺寸和來自瑞士的19法分 (19"')。它們以簡單的桃花心木盒子（蓋子上有觀察窗）或懷錶天文鐘的形式發放給英國和美國作戰部隊的軍官。已追查到兩個瑞士品牌：真力時 (Zenith) 和EMT，均配備17石機芯和旋入式錶殼。
由於許多美國手錶從作戰部隊成員手中「流出」，因此很難確定其來源！兩種等級的漢米爾頓 (Hamilton) 16尺寸手錶是官方進口品，均基於漢米爾頓鐵路錶992B級 (Hamilton Railroad Watch grade 992B)。23級 (grade 23)、19石的計時碼錶、導航員錶、時間與碼錶 (Chronograph, Navigator, Time and Stop, Watch) 是為皇家空軍 (Royal Air Force) 進口的。漢米爾頓 (Hamilton) 製造了25291只。漢米爾頓導航大師錶399B級 (Hamilton Navigation Master Watch Grade 399B) 是根據英國政府訂單製造的。它有一個帶中央秒針的十二小時白色錶盤，並且可以進行秒針設定。22石機芯經過溫度和6個方位調校。重要的寶石鑲嵌在套筒 (chatons) 中。機芯配備了漢米爾頓橢圓形擺輪 (Hamilton ovalising balance wheel)、漢米爾頓Elinvar Extra游絲 (Hamilton Elinvar Extra balance spring) 和鵝頸式微調器 (swan neck regulator)，共製造了2494只。我擁有的那只刻有A.M. 6B160。然而，羅伊・埃爾哈特 (Roy Ehrhardt) 指出這些手錶是為海軍設計的。它們可能同時發放給兩個軍種。
埃爾金國家鐘錶公司 (Elgin National Watch Company) 製造了兩款16法分 (16"') 手錶，均為H.S.3。其中一款配備17石機芯，其中五顆寶石鑲嵌在套筒 (chatons) 中，它具有一個帶寶璣式游絲 (Breguet balance spring) 的補償擺輪 (compensated balance)。它有一個帶小秒針盤的白色錶盤。另一款手錶的機芯極其優美且做工精良。這是一款16尺寸的B.W.雷蒙德 (B.W. Raymond) 21石手錶。重要的寶石鑲嵌在黃金套筒 (gold chatons) 中。它具有一個帶寶璣式游絲 (Breguet balance spring) 和鵝頸式微調器 (swan neck regulator) 的補償擺輪 (compensated balance)，並經過溫度和五個方位調校。它具有中央秒針並且可以進行秒針設定。
並非總能區分哪些腕錶是為一般勤務進口的，哪些是發給皇家空軍 (Royal Air Force) 飛行員的。有證據表示，一些「頂級」製造商生產的帶有黑色錶盤和中央秒針的腕錶曾被皇家空軍 (RAF) 使用。已發現的例子包括萬國錶 (IWC)、歐米茄 (Omega)、浪琴 (Longines) 和積家 (Jaeger Le Coultre) 製造的腕錶。弗蘭克・愛德華茲 (Frank Edwards) 描述了三款帶有防磁保護的萬國錶 (IWC)，可與德國的飛行員錶 (Fliegeruhr) 相媲美。
另一類可能具有導航應用的計時器是碼錶。這些是從瑞士的 Lemania 公司和美國的 Elgin 公司進口的。其中一種曾用於飛機（可能是轟炸機）的型號是 Lemania 儀表板碼錶，其刻度可以將時間換算成距離。
一款被剩餘物資經銷商誤解的碼錶是海軍部6號型 (Admiralty Pattern No.6)，標有沃爾瑟姆 (Waltham) 但為瑞士製造。它以碼為單位進行校準，是一個測距儀，任何前童子軍都會知道。操作方式如下：見閃光按下，聽爆炸聲停止。然後讀出以碼為單位的距離！類似的利用水下聲速校準的手錶是為聲納 (ASDIC) 操作員設計的。
第二次世界大戰的天文鐘，之四
丹尼斯・查普曼 (Dennis Chapman)，1996年3月 (民國85年)，鐘錶學期刊 (Horological Journal)
丹尼斯・查普曼 (Dennis Chapman) 描述了美國鐵路錶的起源，以及一種非常特殊的生產和行銷理念，該理念教育顧客追求卓越的技術，並為後來天文鐘的發展奠定了基礎，這些天文鐘的製造和維修從神秘的技藝轉變為標準的生產線工序。
為了說明美國賓夕法尼亞州蘭卡斯特 (Lancaster, Pennsylvania USA) 的漢米爾頓公司 (Hamilton Company) 在第二次世界大戰期間的貢獻，有必要檢視美國技術史、地理、政治和文化的許多方面。尤其重要的是認識到其大規模生產工業的先進性。
鐵路錶
漢米爾頓 (Hamilton) 製造了一款基於雅典錶 (Nardin) 但具有源自歷史悠久的漢米爾頓鐵路錶 (Hamilton Railroad Watch) 重要特徵的21型航海天文鐘 (Model 21 Marine Chronometer)。它製造了一款全新設計但保留了傳統漢米爾頓 (Hamilton) 特徵的35尺寸導航天文台錶 (Navigating, size 35 Chronometer Watch)。此外，它還以多種不同形式大量生產了992B級鐵路錶 (Railroad Watches Grade 992B)。
這款手錶於1939年 (民國28年)推出，但其血統可追溯至1893年。漢米爾頓 (Hamilton) 也為飛機製造腕錶和時鐘。
大規模生產依賴於龐大的市場，或單一的大買家。在美國，19世紀初伊萊・惠特尼 (Eli Whitney) 大規模生產後膛槍，就依賴於大量的政府訂單。大規模生產也依賴於以高精度運作的專用機床。市場可能取決於價格或顧客對品質的欣賞，或兩者兼具。懷錶產業就說明了這一點。在18世紀最後25年，美國的懷錶製造有兩種截然不同的類型：1866年後的鐵路錶 (Railroad watch) 和1877年後的「一元錶」(Dollar watch)。
火車司機和列車長依賴精確的計時。許多旅程漫長，許多路線是單軌，並非所有路線都有電報。
1891年4月19日，兩列火車在俄亥俄州 (Ohio) 吉普頓 (Kipton) 附近迎頭相撞，造成重大傷亡。韋伯・C・鮑爾 (Webb C Ball) 受僱調查俄亥俄州 (Northern Ohio) 北部的鐵路，了解客運和貨運列車的計時情況，以及沿線城鎮的時間，這反過來又決定了鐵路車站的時間。他發現列車上沒有計時標準，最糟糕的情況是司機和列車長使用一元錶，一些貨運列車的列車長甚至在守車 (caboose) 的釘子上掛著一個鬧鐘。城鎮也沒有標準時間。
從1893年起，美國為鐵路錶 (Railroad Watch) 建立了全國標準，共有九項規定：
必須為18或16尺寸。
至少有17顆寶石。
調整至5個方位（後來改為6個）。
每週誤差在正負30秒以內。
溫度調整範圍為華氏400至950度 (400 to 950 F)。
必須有雙滾輪 (double roller)。
必須為槓桿式設定 (lever set)。
上鍊柄位於12點鐘位置。
必須有帶粗指針的素面阿拉伯數字錶盤。
鮑爾先生 (Mr Ball) 為54家鐵路公司制定了標準並進行了檢查，最初批准了37款不同的手錶。後來在1915年 (民國4年)，減少到19、18和16尺寸。
他的標準高於1893年的規格，包括寶璣式游絲 (Breguet balance spring)、專利鵝頸式微調器 (patent swan neck regulator)、華氏330至950度 (330 to 950F) 的等時性 (isochronism) 溫度調校、6個方位的調校、每週誤差在30秒以內，以及上鍊柄位於錶盤12點鐘位置。
這些規定的重要性在於它們是基於對實際使用中手錶的研究。儘管計時設計的要求在總體上已廣為人知，但其重要性並非顯而易見。寬廣的溫度範圍反映了美國的氣候差異。方位調校對於工程師頻繁變換姿勢的工作至關重要，12點鐘位置的上鍊柄受到錶冠環的保護，而小時設定的設置則防止了在上鍊時意外改變指針。這一特點在35尺寸的22型精密計時錶 (Model 22) 中也可以看到。
這些規定彰顯了美國工業文化的重要特質：對工作的研究、產品性能以及製造過程。其他例子可以包括福特T型車 (Ford Model T) 和福特森拖拉機 (Fordson tractor)。
韋伯・C・鮑爾 (Webb C Ball) 於1915年 (民國4年)批准的19款手錶包括：
埃爾金 (Elgin)：Veritas 23石，
Father Time 21石，
B. W. 雷蒙德 (B. W. Raymond) 19石。
漢米爾頓 (Hamilton)：950級 (Grade 950) 23石，992級 (Grade 992) 21石，996級 (Grade 996) 19石。
沃爾瑟姆 (Waltham)：Vanguard 23石，Crescent Street 21石，Riverside 19石。
結果是建立了一種基於客觀性能評估的品質與價值觀念。
行銷策略
三大製造商的行銷策略持續維持並提升了這種理解。例如，在一份沃爾瑟姆 (Waltham) 的型錄中，建議購買者選擇高品質機芯搭配包金錶殼，而非低品質機芯搭配黃金錶殼。一份漢米爾頓 (Hamilton) 的型錄解釋了補償擺輪的功能，以及漢米爾頓 (Hamilton) 手錶如何在華氏340至1000度 (340 to 1000F) 的溫度範圍內進行補償。它還解釋了等時性 (isochronism) 和方位調校。
與先前提到的一些德國小邦國賦予手錶地位的特質，或英國市場上對「設計師」的痴迷形成對比，漢米爾頓 (Hamilton) 闡述了一種可謂是計時心理學的論述。
他們重複了沃爾瑟姆 (Waltham) 提出的關於錶殼與機芯的論點，然後發展出一種全新而獨特的理論：
「手錶實際上對佩戴者產生直接的心理影響。一個人與他的手錶共度一生，他與它的聯繫比與任何其他機械物體的聯繫都更緊密，它是他工作和睡眠時間的伴侶。」
文章接著寫道：
「手錶成為一個人性格的一部分。它是他習慣的守護者，浪費時間的批評者，幾乎可以說是他人格的補充，因為它滴答作響，記錄著構成他一生的分分秒秒。」
還有更多內容，一種鐘錶學上的新教工作倫理 (Protestant work ethic)！
當時的情況是，三大製造商埃爾金 (Elgin)、漢米爾頓 (Hamilton) 和沃爾瑟姆 (Waltham) 都在生產其最好的儀器，即首選等級的鐵路錶。
儘管漢米爾頓 (Hamilton) 在其16尺寸鐵路錶上維持了這項政策，但在1930年代，它屈服於市場力量，製造了10和12尺寸的裝飾性手錶。其中一款鉑金「傑作」(Masterpiece) 被推薦作為「對值得稱讚的服務」的獎勵。
早期美國天文鐘
當美國加入第一次世界大戰時，並沒有傳統的天文鐘製造商。紐約 (New York) 的約翰・布利斯公司 (John Bliss and Company) 和T S與J D內格斯公司 (T S and J D Negus) 都從英國和法國進口儀器，海軍也是如此。與英國一樣，美國政府在大量庫存後，於1918年 (民國7年)後停止下單，直到1939-40年 (民國28-29年)才開始對購買新的天文鐘表現出興趣，而此時美國的生產已經停止。
相較之下，第一次世界大戰期間的導航（精密計時）錶 (Navigating (Chronometer) Watch) 生產，則是三大製錶廠以及與瑞士真力時 (Swiss Zenith) 有關聯的維爾鐘錶公司 (Vail Watch Company) 的業務。沃爾瑟姆盒式天文鐘 (Waltham Box Chronometer) 是一款八日動力槓桿式汽車鐘，寶石數增加到15顆，配備較大的雙金屬擺輪和動力儲存指示器。真力時 (Zenith) 也是一款寶石數增加的汽車鐘。最著名的航海錶是18尺寸的埃爾金 (Elgin) 21石3/4夾板「時間之父」(Father Time) 自由游絲機芯，理查・古德 (Richard Good) 曾對其進行描述和圖示。
1918年 (民國7年)，漢米爾頓 (Hamilton) 生產了其36尺寸的導航天文鐘 (Navigating Chronometer)。關於這款儀器存在一些混淆和矛盾之處。以下內容試圖查明事實。這很重要，因為漢米爾頓 (Hamilton) 在第一次世界大戰期間的生產，是其在第二次世界大戰中對導航計時做出獨特貢獻的先兆，也是其工程師根據現有設計經驗開發新設計方法的例證。
36尺寸的手錶有兩種形式：一種是裝在三件式天文鐘和外盒中的平衡環架錶，另一種是裝在帶外盒的簡單盒子中的銀質甲板錶。兩種外盒都有傳統的螺絲孔，可以將它們固定在艦橋上。兩種都配備21石3/4夾板槓桿式機芯，寶石鑲嵌在套筒 (chatons) 中，它們有56小時動力儲存的主發條和動力儲存指示器，擺輪配備了補償切割式擺輪 (compensated cut-balance wheel)、Elinvar（後來是Elinvar Extra）寶璣式游絲 (Breguet balance spring) 和微調鵝頸式調節器 (micrometer swan-neck regulator)。機芯具有「發條盒馬達」(motor barrel)、雙滾輪擒縱機構 (double roller escapement)，並經過溫度、五個方位、等時性 (isochronism) 和恢復性 (recovery) 的調校。機芯直徑約為3法分 (3"')。
兩種型號的差異在於，平衡環架機芯是鑰匙上鍊和設定的。它是透過碗狀底部的孔上鍊，該孔有一個防塵蓋。開面銀殼手錶是錶冠上鍊和槓桿設定的。這些手錶製造於1918年 (民國7年)至1943年 (民國32年)間，共製造了966只盒裝和250只銀殼。36尺寸的手錶並不像惠特尼 (Whitney) 所說的那樣是「全新的型號」(completely new model)，除了其尺寸、寶石數量、主發條和動力儲存指示器外，它與漢米爾頓 (Hamilton) 最新的1915年 (民國4年)16尺寸鐵路錶，即19石的996級 (Grade 996) 非常相似。996級 (Grade) 手錶配備3/4夾板機芯、錶冠上鍊和槓桿設定。它有19顆精細的紅寶石鑲嵌在黃金套筒 (gold setting) 中，發條盒馬達 (motor barrel)、雙滾輪擒縱機構 (double roller escapement)、鋼製擒縱輪 (steel escape wheel)、藍寶石擒縱叉瓦 (sapphire pallets)、微調鵝頸式調節器 (micrometer swan-neck regulator)、8微米寶璣式游絲 (8 micrometer Breguet balance spring) 和補償（切割式）擺輪 (compensation (cut) balance)，經過溫度、等時性 (isochronisrn) 和五個方位的調校。996級 (Grade 996) 一直生產到1928年 (民國17年)。
漢米爾頓21型 (Hamilton Model 21)
漢米爾頓21型 (Hamilton Model 21) 14石航海天文鐘的設計與製造歷史，儘管有馬文・E・惠特尼 (Marvin E Whitney) 的第一手記述，卻開始融入民間傳說。A・L・羅林斯 (A L Rawlings) 寫道：「1943年 (民國32年)，賓夕法尼亞州蘭卡斯特 (Lancaster, Pennsylvania) 的漢米爾頓鐘錶公司 (Hamilton Watch Company)，在美國海軍 (US Navy) 的幫助和鼓勵下，啟動了一項大規模製造航海天文鐘的計畫。」美國海軍 (United States Navy) 1931年 (民國20年)2月2日的18C7c號規格書「船舶天文鐘」(chronometers, ships) 規定：「天文鐘應具有帶棘爪式擒縱機構 (detent escapement) 的普通補償擺輪 (ordinary compensated balance)…游絲應為鋼質或鈀金。」實際上，海軍要求天文鐘應為雅典錶 (Nardin) 的仿製品（如同日本製品一樣）。
漢米爾頓 (Hamilton) 拒絕接受海軍的規格。然而，當漢米爾頓 (Hamilton) 被要求生產這樣的儀器時，漢米爾頓 (Hamilton) 差動擺輪 (differential balance wheel) 的發明者、首席物理學家威廉・O・班奈特 (William O Bennett) 說：「不，如果我們必須用雙金屬擺輪 (bi-metallic balance) 來製造它。」
海軍讓步了。與海軍的合作始於1942年 (民國31年)2月27日生產開始之後。
羅林斯 (Rawlings) 還寫道：「沒有時間進行革命性新設計的長期實驗」。這與漢米爾頓 (Hamilton) 同時生產21型 (Model 21) 的同時，歐內斯特・W・德雷舍 (Ernest W Drescher) 設計並投產了22型精密計時錶 (Chronometer Watch Model 22) 的事實相矛盾。德雷舍 (Drescher) 認為，如果不是因為極度權宜之計 (extreme expedience)，漢米爾頓 (Hamilton) 的天文鐘可能會與22型 (Model 22) 非常相似，採用自由游絲 (free-sprung)，錶盤稍大，並帶有掃秒針 (sweep second hand)。所謂「極度權宜之計」(extreme expedience) 是指這個，還是指說服美國海軍 (US Navy) 接受新想法的困難，值得商榷！作為創造新設計可能性的證據，其中大部分已在22型 (Model 22) 中實現，德雷舍 (Drescher) 於1942年 (民國31年)8月設計並提供了用於22型 (Model 22) 的專利「鐘錶設定裝置」(time-piece setting device)。對22型 (Model 22) 的更詳細檢視將在21型 (Model 21) 之後進行。
漢米爾頓21型 (Hamilton Model 21) 與雅典錶 (Nardin) 在兩方面有所不同：擺輪、輪和游絲，這完全不同；以及棘爪擒縱 (detent)，這是一個修改。擺輪、輪和游絲最早用於16尺寸的鐵路錶992E Elinvar (992E Elinvar)。
其擺輪採用未切割的不銹鋼輪緣，輪輻由漢米爾頓 (Hamilton) 的Elinvar合金製成，漢米爾頓 (Hamilton) 擁有其美國權利（與朗格公司 (Lange & Soehne) 比較）。游絲由Elinvar合金製成，帶有寶璣式外繞 (Breguet over coils)。992E於1930年 (民國19年)推出，漢米爾頓 (Hamilton) 不願放棄十年的經驗來滿足海軍的規格。21型 (Model 21) 的擺輪採用不銹鋼未切割輪緣，輪輻由因瓦合金 (Invar) 焊接在輪緣上。輪輻在所有溫度下長度保持不變。輪緣隨溫度升高而膨脹，隨溫度降低而收縮；除了一個溫度外，擺輪都是橢圓形的。輪緣上設有24個等距的螺紋孔，並有8個傳統的擺輪螺絲。輪緣形狀的變化和螺絲位置的組合提供了每天正負0.5秒的調整範圍。輪輻兩端有大型的計時砝碼，每轉動一圈可改變速率正負40秒，相鄰的游標砝碼可改變正負2.8秒。輪緣的形狀通過加熱和冷卻來消除內部應力，從而穩定下來。擺輪的重量為5.1克，而雅典錶 (Nardin) 的擺輪重量為10.2克。
游絲採用「標準」設計，由漢米爾頓 (Hamilton) 工程師計算得出，在熔爐中製造並進行應力消除。材料是漢米爾頓Elinvar (Hamilton Elinvar) 合金，根據其自家實驗室的規格製造。游絲筒夾 (collet)、筒夾夾具 (collet clamp) 和楔形銷 (wedge pin) 的設計確保了在固定時游絲不會變形。游絲在收縮和伸展時的有效長度相同。擺輪的擺動幅度在1又31/128圈到1又1/2圈之間，約300度。擺輪和游絲的組合使得可以擺脫對調校師 (springer) 直覺技能的依賴。擺輪的計時在海軍部 (Navy Department) 的說明手冊中進行了解釋。這是一本約95頁的非常詳細的指導手冊。擺輪螺絲有六種重量，從100毫克到300毫克不等，計時墊圈有六種重量，從4毫克到20毫克不等。此外還有兩個計時砝碼和兩個游標計時砝碼。漢米爾頓 (Hamilton) 提供了兩個特殊的螺絲起子，其中一個帶有液體平衡器，用於調整擺輪。手冊在兩個表格中列出了改變螺絲和墊圈對計時的影響，以及改變螺絲位置對溫度補償的影響。有兩種儀器用於監測效果：一種是提供打印輸出的振盪器，另一種是將天文鐘的性能與標準進行比較的電子比較儀。
第二次世界大戰的天文鐘，之五
丹尼斯・查普曼 (Dennis Chapman) 1996年4月 (民國85年) 鐘錶學期刊 (Horological Journal)
丹尼斯・查普曼 (Dennis Chapman) 以對漢米爾頓22型 (Hamilton Model 22) 甲板錶的設計、維修和性能的描述作為總結，這款錶是大規模生產的勝利，其設計和精密工程消除了對稀有人類技能的需求。
漢米爾頓21型 (Hamilton Model 21)（續）
漢米爾頓 (Hamilton) 和雅典錶 (Nardin) 的棘爪擒縱 (detent) 與通常的模式不同，它有一個雙彈簧 (twin spring)，每個簧片之間有間隙，其作用是使棘爪擒縱 (detent) 與棘爪擒縱座 (detent block) 保持一致。一個與雙彈簧強度相同的單彈簧，整體會更窄，並且抵抗扭曲的能力也較弱。
海軍部 (Navy Department) 手冊第九章是關於使天文鐘達到準確時間的步驟的完整說明。手冊包含所有零件的列表，並與五張分解圖相關聯。儘管惠特尼 (Whitney) 確實記錄了美國海軍天文台 (United States Navy Observatory) 修理天文鐘，但製造商的意圖是更換損壞或有缺陷的零件。手冊第十三章的標題是「維修工具」(Service Tools)。作為天文鐘開發和大規模生產的一部分，漢米爾頓鐘錶公司 (Hamilton Watch Company) 發現有必要開發特殊的工具、量規和夾具，作為「在不犧牲產量的情況下嚴格控制品質的手段」。手冊接著寫道：「書中確定和闡述的工具和技術是現代工程方法 (modern Methods of engineering) 和工作簡化方法 (work simplification) 的結果」。
設計變更
從1942年 (民國31年)9月到1944年 (民國33年)5月，漢米爾頓 (Hamilton) 在21型 (Model 21) 的生產過程中進行了432項設計變更。漢米爾頓 (Hamilton) 設計變更有幾個原因。首先是根本性的，漢米爾頓 (Hamilton) 是雅典錶 (Nardin) 的仿製品，除了擺輪和游絲以及棘爪擒縱 (detent) 的一些細節。它的生產方式不同。漢米爾頓 (Hamilton) 半個世紀以來一直透過大規模生產製造高品質手錶。他們製造了許多型號，有些型號的一個等級就生產了五十萬隻。他們擁有自己的設計團隊、物理學家和冶金學家。他們的鐘錶師之一L・杜布瓦 (L Dubois)，一位瑞士勒洛克勒技職學校 (Technicum of Le Locle) 的畢業生，負責棘爪擒縱 (detents) 的製造。最初的設計變更是由高度發展的大規模生產提出的，主要依賴精密工程而非人力技能。
第二類設計變更是漢米爾頓 (Hamilton) 由W・O・班奈特 (W O Bennett) 領導的工程師兼製錶師團隊與海軍天文台 (Naval Observatory) 具有高超技術技能的天文鐘製造商團隊合作的結果。
所有需要維修或修理的海軍天文鐘都送回海軍天文台 (Naval Observatory)，根據這些經驗提出了設計更改建議。一個問題及其解決方案的簡要總結將說明這一過程。1943年 (民國32年)初，擺輪和擒縱輪軸的斷裂過多。在超過6個月的時間裡，漢米爾頓 (Hamilton) 的團隊與海軍天文台 (Naval Observatory) 的製錶師合作進行了四項更改：擒縱輪外徑從0.516英寸更改為0.518英寸，輪齒尖端厚度從0.005英寸更改為0.004英寸。其他更改也對衝擊滾輪、衝擊和鎖定以及解鎖寶石的設計和角度進行了類似程度的調整，最後用獨立的衝擊和解鎖滾輪取代了一體式滾輪。有趣的是，新的滾輪提供了5種尺寸，外徑從0.249英寸到0.253英寸不等，作為補償「公差累積」(tolerance accumulation) 的一種手段！
為方便生產而進行更改的一個例子是：「在棘輪 (sustaining ratchet wheel) 上，靠近上鍊棘爪 (winding pawls) 處增加了兩個直徑0.08英寸的檢修孔……現在可以用探針將棘爪偏轉到上鍊棘輪 (winding ratchet wheel) 之外，並且可以很容易地將棘輪 (sustaining ratchet wheel) 組裝到芝麻鏈輪 (fusee) 上。」
還有其他一些是「從外觀角度」引入的改變。
惠特尼 (Whitney) 對432項設計變更的詳細記述，是一份關於為大量生產複雜機器而持續發展製造過程的非凡，或許是獨一無二的記述。將其與喬治・丹尼爾斯 (George Daniel) 的《製錶》(Watchmaking) 相比較很有趣，後者是關於製造單只手錶或少量手錶，並期望其達到非常高標準的著作。
變體
21型 (Model 21) 配備12小時白色錶盤，黑色數字和指針；為陸軍航空隊 (Army Air Corps) 製造的121型 (Model 121) 則配備24小時黑色錶盤，白色數字和指針，且上鍊指示器反向。221型 (Model 221)，即四環式 (4 Orbit)，除了錶盤和錶盤輪系中增加了幾個額外的齒輪外，機芯與21型 (Model 21) 完全相同，它有獨立的小時、分鐘、秒、星期和上鍊指示器副錶盤。製造數量為：海軍8902只，海事委員會 (Maritime Commission) 1500只，陸軍 (Army) 和陸軍航空隊 (Army Air Corps) 500只。生產於1971年 (民國60年)結束，總數為13082只。
可靠性
天文台對航海天文鐘的測試是基於嚴格控制的條件，而戰時對天文鐘的考驗則截然不同，無法模擬。因此，以惠特尼 (Whitney) 的這段話來結束這部分內容是恰當的：「漢米爾頓 (Hamilton) 無疑證明了它在一些計時器所經歷過的最嚴酷條件下，是一種堅固且極其可靠的儀器。漢米爾頓 (Hamilton) 的天文鐘在一些人類已知的最猛烈的海軍炮擊中倖存下來，且未受任何損害。」
22型 (The Model 22)
35尺寸的漢米爾頓22型精密計時錶 (Hamilton Chronometer Watch Model 22)（見2月號HJ第65頁），21石，槓桿式設定機芯，與21型 (Model 21) 14石航海天文鐘同時設計。它完全由漢米爾頓 (Hamilton) 設計，並取代了早期的36尺寸精密計時錶。
羅林斯 (Rawlings)，在第三版第365頁（但也在1944年 (民國33年)出版的第一版中），提出了一種取代傳統設計的新型天文鐘的規格。他寫道：「天文鐘的昂貴複雜性，儘管優雅，卻有不合時宜的缺點。」他的規格有三個特點：一個四環錶盤（即3個副錶盤）、一個發條盒機芯 (going barrel movement) 和一個棘爪式擒縱機構 (detent escapement)。我們知道漢米爾頓22型精密計時錶 (Hamilton Model 22 Chronometer Watch) 的設計師E・W・德雷舍 (E W Drescher) 意識到了羅林斯 (Rawlings) 的提議，因為他對此做出了回應。漢米爾頓 (Hamilton) 確實使用了羅林斯 (Rawlings) 的兩個特點，但並非在同一款儀器中。漢米爾頓221型 (Hamilton Model No. 221) 的四軌錶盤在基本要素上與羅林斯 (Rawlings) 的計劃相似，而22型 (Model 22) 則採用了發條盒機芯 (going barrel movement)。漢米爾頓 (Hamilton) 手錶的機芯在另一方面與羅林斯 (Rawlings) 的建議不同，它採用了分離式槓桿擒縱機構 (detached lever escapement)。羅林斯 (Rawlings) 提議採用天文鐘擒縱機構 (chronometer escapement)。
兩種設計有以下共同點：一個3/4夾板機芯 (three quarter plate movement)，擒縱輪和扁平螺旋游絲 (flat spiral hairspring) 帶寶璣式外繞 (Breguet overcoil)，位於獨立的夾板下方，「像手錶一樣」。「游絲將由具有低彈性溫度係數的合金製成」，在漢米爾頓 (Hamilton) 是Elinvar合金，「擺輪將是紀堯姆 (Guillaume) 型或漢米爾頓 (Hamilton) 型」。
他的結論是：「這樣我們就能得到擺輪和游絲的等時性 (isochronism)，實際上擒縱機構也是如此，而不是像現在這樣，由於這三者都存在較大誤差，只是在特定情況下調整使其相互抵消，而這種情況可能並非總是存在。」他在本章的最後一節總結道：「這樣的儀器有望超越現有最精良的天文鐘，並展現出與最好的擺鐘相媲美的性能。」
性能
惠特尼 (Whitney) 描述但未解釋漢米爾頓 (Hamilton) 的一個特點：「超長的主發條在24小時的運作過程中為擺輪提供了持續恆定的驅動力。事實上，在天文台 (Observatory) 進行的幾次測試中，完全無法檢測到擺輪運動的任何下降或在滿鍊後48小時運作過程中的速率變化。該手錶設計運作56小時。」惠特尼 (Whitney) 寫作時給出的主發條長度為60英寸，在筆者檢查過的手錶中，「動力儲存」錶盤標記為56小時，但機芯可運作至64小時。
要理解長主發條的效果，就需要知道游絲的類型和材料，並計算出「主發條動力曲線」，正如喬治・丹尼爾斯 (George Daniels) 在《製錶》(Watchmaking 16) 中所說的那樣。馮・貝爾特勒 (Von Bertele) 引用的A・赫爾維格 (A Helwig) 展示了一條不同形式的曲線，但分析的目的是相同的，即確定「有效圈數」(useful turns)，即主發條在24小時運作期間提供恆定動力的那部分。
對手錶性能做出貢獻的第二個特點是擺輪：擺輪、游絲和調節器。這源於鐵路錶技術。擺輪與21型 (Model 21) 的不同，輪緣由18%的鎳銀製成，輪輻由因瓦合金 (Invar) 製成。輪緣有32個等距的孔，四個天文鐘型計時砝碼，沒有游標調節螺絲，以及用於溫度調節的擺輪螺絲，這些螺絲有20種不同的重量。在手冊中，有關於移動成對螺絲效果的說明。游絲由漢米爾頓Elinvar (Hamilton Elinvar) 合金製成，帶有平衡重錘 (counterpoised) 的筒夾 (collet)。擺輪最終通過凸輪式微調調節器 (cam type micrometric regulator) 校準到準確時間。凸輪分度調節板 (cam index regulator plate) 上的每個刻度約等於24小時內的兩秒。
品質
工程設計的品質體現在惠特尼 (Whitney) 描述並圖示的上鍊機制中：「上鍊機制不同於傳統手錶，它包含一個行星齒輪系統 (planetary system)，由一個上鍊齒輪安裝在一個帶有差速太陽小齒輪 (differential sun pinion) 的單元上，位於軸心 (arbor) 上。軸心可以自由轉動 (1) 一個帶有上下行星小齒輪 (planetary pinions) 的行星架齒輪 (carrier gear)，和 (2) 一個交替小齒輪 (alternating pinion)。交替小齒輪與上鍊指示齒輪嚙合。上鍊指示指針安裝在上鍊指示齒輪的軸心上。」
僅針對使用中發生的故障進行了一項設計更改，即對棘爪彈簧 (click spring) 的修改。這一點的重要性在於21型 (Model 21) 和22型 (Model 22) 製造之間的對比。兩者都採用了漢米爾頓擺輪 (Hamilton Balance Wheel)。21型 (Model 21) 是雅典錶 (Nardin) 設計，在生產的前兩年進行了432項設計更改，但沒有一項是根本性的。22型 (Model 22) 是歐內斯特・W・德雷舍 (Ernest W Dreseher) 設計的全新漢米爾頓 (Hamilton) 設計，在同一時期僅進行了一項設計更改。
該錶最初以小型甲板錶盒 (deck Watch box) 和平衡環架天文鐘盒 (gimballed chronometer box) 的形式發行。後來第一種盒子停產了。該錶仿效9.928鐵路錶 (9.928 Railroad Watch)，經過溫度和六個方位調校，然而，這些錶由海軍天文台 (Naval Observatory) 在水平面朝上位置於三種不同溫度下測試了24天。惠特尼 (Whitney) 給出的評級如下：「評級：確定每個日差與該日差所在時期的平均日差的偏差，適用於整個系列測試中的每個日差（等時性 (isochronism) 除外）。上述所有日差偏差的平均值不得超過每天0.75秒。在同一時期內任何連續兩天的日差之間的最大差異在整個系列測試中不得超過2.0秒。」
惠特尼 (Whitney) 報告：「在許多情況下，13.531只漢米爾頓 (Hamilton) 平衡環架精密計時錶和9.780只非平衡環架精密計時錶的性能記錄超過了許多56小時標準彈簧棘爪式 (spring detent) 航海天文鐘的性能。在美國海軍天文台 (US Naval Observatory) 測試的大多數這些手錶的評級遠低於海軍每天2.00秒的平均日差容差。」
A・L・羅林斯 (A L Rawlings) 的《時鐘與手錶科學》(The Science of Clocks and Watches 14) 的再版提醒了我，他的評論暗示了可以用證據取代推測的實驗可能性。
實驗將採用兩只22型天文台錶 (Model 22 Chronometer Watches)，第一只將通過用自由游絲擺輪 (free sprung balance) 替換調節槓桿擺輪 (regulated lever balance) 進行修改，即德雷舍 (Drescher) 的提議；第二只將通過用天文鐘擺輪 (chronometer balance) 和棘爪擒縱 (detent) 替換槓桿擒縱 (lever) 進行修改，正如羅林斯 (Rawlings) 所建議的那樣。
然後，這些手錶將接受美國船舶局 (US Bureau of Ships) 或英國國家物理實驗室 (British National Physical Laboratory) 規定的測試，以確認這兩款精密計時錶是否「展現出與最好的擺鐘相媲美的性能」。
進一步的變體
第三組導航鐘錶基於992B級鐵路錶 (Grade 992B Railroad Watch)（在本系列的前一篇中已描述）。這些鐘錶經過不同的修改後供應給美國作戰部隊的各個單位。一些型號是為英國政府提供的。漢米爾頓 (Hamilton) 型錄中對992B級 (Grade 992B) 的描述如下：「992B級 (Grade 992B)，16尺寸，槓桿式設定，21石。Elinvar-Extra游絲和單金屬擺輪 (mono-metallic balance wheel)。兩件式摩擦配合擺輪軸。鎳銀夾板和橋板，鍍鎳，精美魚鱗紋打磨。微調調節器。完全經過溫度和六個方位調校。」供應給軍方的992B級 (Grade 992B) 是錶冠設定的。與沃爾瑟姆 (Waltham) 和埃爾金 (Elgin) 的其他16尺寸手錶一樣，它在美軍技令 TM9-1575 中有所描述。在1941年 (民國30年)至1945年 (民國34年)，向美國政府供應了17,146只基本的992B級 (Grade 992B)。
4992B級 (Grade 4992B)，「導航大師」(Navigation Master)，有22顆寶石，錶盤外圈為秒針圈，內圈為24小時圈。它可以進行秒針設定並帶有中央秒針。它採用黑色錶盤，白色數字和白色指針。錶盤上刻有GCT，即格林威治民用時間 (Greenwich Civil Time)。在1941年 (民國30年)至1946年 (民國35年)，共製造了96,082只。
3992B級 (Grade 3992B)，「大師導航」(Master Navigation)，配備22石機芯，12小時白色錶盤，黑色數字和指針，帶有中央秒針並可以進行秒針設定。這些是為英國政府製造的，在1942年 (民國31年)至1945年 (民國34年)間，供應了2,494只。一款型號未知的手錶配備12小時錶盤，內圈為24小時，中央秒針，錶盤上標有Hamilton sid，即恆星時 (sidereal time)。992B的另一個變體採用黑色錶盤，外圈標有0到14度的刻度，內圈標有0到330度的刻度，並帶有中央秒針。指針和數字均為白色。機芯與4992B級 (Grade 4992B) 相同。
比較錶
「比較錶」(Comparing Watch)，又稱校對錶 (Hack) 或甲板錶 (Deck Watch)，配備基於992B的17石機芯。它採用白色錶盤，黑色數字和指針，可進行秒針設定。
23級 (Grade 23)「計時碼錶，16尺寸，導航時間與碼錶」(Chronograph, 16 size, Navigation time and stop watch) 也基於992B。機芯有19顆寶石。從1943年 (民國32年)起，共製造了25,291只，其中一些供應給英國政府供皇家空軍 (Royal Air Force) 使用。
一個有趣的配件是「手錶攜行盒，導航用，美國陸軍航空隊」(Case, Carrying Watches, Navigation, US. Army, Air Corps)，它是一個帶有觀察窗的圓柱形金屬盒。16尺寸的手錶放在裡面的一個支架上，由四個螺旋彈簧懸掛。
腕錶與時鐘
漢米爾頓 (Hamilton) 為美國政府提供了腕錶，但尚不清楚是為哪個或哪些軍種提供的。在一份合約中，1942年 (民國31年)至1945年 (民國34年)間共供應了132,680只987A型17石3/4夾板6/0尺寸腕錶。同期，還供應了31,803只帶中央秒針的9875級 (Grade 9875) 同款腕錶。另一款6/0尺寸的2987級 (Grade 2987) 腕錶有18顆寶石，在1943年 (民國32年)至1945年 (民國34年)間製造了15,000只。9875級 (grade 9875) 腕錶可能用於導航。線索是沃爾瑟姆 (Waltham) 製造了一款6/0尺寸的「腕錶，秒針設定，導航校對錶，A.17型」(Watch Wrist Seconds Setting, Navigation Hack, Type A.17)。它有一個帶秒針和分鐘外圈以及12小時和24小時內圈的錶盤。錶盤為黑色，指針和數字均為夜光。漢米爾頓 (Hamilton) 腕錶可能用於相同目的。
與其他製造商一樣，漢米爾頓 (Hamilton) 也製造飛機駕駛艙計時器。其貢獻是25級 (Grade 25)「飛機飛行時間時鐘」(Airplane Elapsed Time Clock)。它有16顆寶石，在1944年 (民國33年)至1945年 (民國34年)間製造了15,041個。
本文主要集中於漢米爾頓 (Hamilton) 在導航鐘錶方面的製造。或許為了使記述更完整，應當包括95,901個地圖量測儀 (map measures) 的製造。然而，1942-43年 (民國31-32年)間製造的約29,000個「C.W.擒縱裝置 Sargamo」(C.W. Escapement Units Sargamo) 很可能是用於炸彈的延時引信！
結論
在第二次世界大戰中，三個國家面臨著同樣的問題：為導航提供精確的計時器。其中兩個參戰國，英國和美國，準備不足，但後者比其他國家晚加入衝突，因此佔有優勢。只有德國做了一些準備。
英國的處境可以用幾句話來形容。只有一家航海天文鐘製造商，沒有高品質手錶製造商，也沒有鐘錶教育中心。格林威治皇家天文台 (Royal Observatory at Greenwich) 參與天文鐘和甲板錶測試的工作已於1913年 (民國2年)結束，儘管邱園 (Kew) 的國家物理實驗室 (National Physical Laboratory) 仍繼續提供服務。在整個戰爭期間，英國依賴進口精密計時錶、一些天文鐘和一些零件。英國奉行傳統的「自由貿易」(Free Trade) 政策，認為如果某種商品可以從其他地方更便宜地買到，就沒有必要自己製造。
德國航海天文鐘和精密計時錶的製造，是德國海軍創始人馮・提爾皮茨 (von Tirpitz) 領導下的德國海軍部 (German Admiralty) 直接干預的結果。德國海軍部 (German Admiralty) 的影響力由漢堡 (Hamburg) 的德國海軍天文台 (Deutsche Seewarte) 延續。
朗格 (Lange) 對格拉蘇蒂 (Glashuette) 鐘錶中心的發展，是薩克森邦 (State of Saxony) 財政支持的直接結果。通過朗格 (Lange) 和其他格拉蘇蒂 (Glashotte) 公司，格拉蘇蒂德國製錶學校 (Deutsche Uhrmacherschule Glashuette) 得以建立，成為一個訓練和研究中心。
儘管經歷了戰間期的災難，格拉蘇蒂 (Glashuette) 的工業仍保留了其潛在的產能。在1927年 (民國16年)的危機中，他們得到了德勒斯登 (Dresden) 一家銀行的支持。這裡必須指出，德意志帝國 (German Reich) 的結構賦予了各個邦國相當大的經濟權力。當需求出現時，以格拉蘇蒂 (Glashuette) 為首、由德國海軍天文台 (Deutsche Seewarte) 指導的工業界，利用整個德國鐘錶工業的資源，組織生產了統一天文鐘 (Einheits chronometer) 和48口徑甲板錶 (calibre-48 deck watch)，使用整個德國鐘錶工業的資源。憑藉這些以及另一款43口徑甲板錶 (43-calibre deck watch)，該行業幾乎滿足了德國作戰部隊的所有需求。俾斯麥 (Bismarck) 和馮・提爾皮茨 (von Tirpitz) 的經濟政策——自給自足 (Autarky)——在四分之三個世紀後仍然有效。
在第二次世界大戰爆發時，美國沒有航海天文鐘製造商，但有三家大規模生產高品質懷錶的製造商。美國船舶局 (US Bureau of Ships) 邀請製錶商提供製造航海天文鐘的計劃。埃爾金 (EuiIN [Elgin]) 和漢米爾頓 (Hamilton) 都同意並參與其中，但漢米爾頓 (Hamilton) 最為成功。它製造了基於瑞士雅典錶 (Swiss Nardin)、利用漢米爾頓鐵路錶 (Hamilton Railroad Watch) 經驗並在生產中不斷發展的35尺寸、21石的21型航海天文鐘 (size 35, 21 jewel Model 21 Marine Chronometer)。
35尺寸21石精密計時錶是一款全新儀器，性能卓越，在整個戰爭期間幾乎沒有改變地持續生產。鐵路級992B (Railroad Grade 992B)，16尺寸懷錶，則針對特定需求生產了多種變體，數量非常龐大。
漢米爾頓鐘錶公司 (Hamilton Watch Company) 將天文鐘的生產和維護從一門神秘的工藝轉變為例行公事，並能夠滿足美國海軍 (US Navy) 大西洋 (Atlantic) 和太平洋 (Pacific) 艦隊以及兩大洋盟軍商船的需求。這一成就，可與自由輪 (Liberty ships) 和無處不在的「吉普車」(Jeep) 的大規模生產相媲美，是美國「know-how」（專業知識）和「can-do」（實幹精神）的勝利，這種精神後來將人類送上月球，卻令人費解地在市場競爭中步履蹣跚。
參考文獻
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