Revolution Watch · Editorial

多轴陀飞轮 The Complete Story of the Multi-Axis Tourbillon

从 Breguet 到当代高级制表
与重力的三维战争

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引言 · 与重力的战争

在制表史上,有一个比音障更隐秘的「恶魔」——重力。它无形无影,却从四面八方拉扯着游丝与摆轮,让位置误差日复一日地累积。

19 世纪初,Abraham-Louis Breguet 发明了陀飞轮(Tourbillon)。他让擒纵机构与摆轮装在一个不断旋转的框架里,使重力误差在各个方向上相互抵消。这是制表史上最伟大的机械胜利之一。

然而,原始陀飞轮主要针对怀表的垂直位置设计。当腕表成为主流,手表在三维空间中不断翻转,单轴陀飞轮的补偿就显得不够全面。于是,「多轴陀飞轮」的构想应运而生——让摆轮在更多维度中旋转,尽可能平均所有方向的重力影响。

“重力是终极的混蛋。它像恐怖电影里的反派,潜伏着,却永远在场。”
— Wei Koh

1978–1980 · 思想的种子

多轴陀飞轮的思想源头,属于英国制表师与物理学家 Anthony G. Randall。他于 1978 年申请了双轴陀飞轮专利(GB 2027232)。

他的逻辑简洁而优美:如果单轴陀飞轮能在一个平面上平均位置误差,那么同时绕两个独立轴旋转的框架,就能让摆轮扫过更大的位置空间。

1980 年,同乡 Richard Good 将这一构想首次实现在一座旅行钟(carriage clock)上。它证明了原理可行,但离腕表仍有漫长距离——微型化、重量与能量传递的挑战在当时几乎无法克服。

Randall 后来获得了 2003 年 Prix Gaïa 奖(Craftsmanship-Creation 类别)。双轴陀飞轮只是他诸多贡献中影响最深远的一项。

此后二十多年,这个想法几乎沉寂。直到腕表尺寸变大、CNC 与 CAD 技术成熟,多轴陀飞轮才真正迎来爆发。

2004 · 元年

没有哪一年能像 2004 年那样,集中涌现如此多的多轴陀飞轮杰作。四个几乎同时出现的里程碑来自:

他们各自从完全不同的方向切入,共同把多轴陀飞轮从英国旅行钟里的理论好奇,变成了当代高级制表最激动人心的新类型。

Thomas Prescher · 三轴飞返

德国前海军军官、独立制表师 Thomas Prescher 在 2004 年巴塞尔表展上带来了「三部曲」:单轴、双轴与三轴陀飞轮腕表。后两者均为世界首创。

他的三轴飞返陀飞轮尤其雄心勃勃——不仅有三个旋转轴,还在第一轴框架内加入了恒力装置(remontoire),以对抗多轴结构带来的巨大惯性与力矩衰减。

Caliber TP 3W6A.3
  • 第一轴 · 60 秒一圈
  • 第二轴 · 60 秒一圈
  • 第三轴 · 60 分钟一圈(同时可作为分钟指示)
  • 零件 327 · 宝石 47 · 动力储备 40 小时
  • 表壳厚度 16.1 mm

Prescher 几乎独自在瑞士 Twann 的工坊完成这一切。当时业界普遍认为把三轴陀飞轮装进腕表是不可能的——他证明了「不可能」只是尚未被攻克。

Franck Muller · Revolution

如果说 Prescher 是独行侠,那么 Franck Muller 则是一支制表「狼群」。核心团队包括 Pierre-Michel Golay、Michel Navas、Enrico Barbasini 与 Matthias Buttet。

2003 · Revolution 2

被公认为历史上第一枚真正意义上的多轴陀飞轮腕表。它直接继承了 Randall 与 Good 的思想,并用现代 CNC 技术把双轴原理微型化到手腕上。

Revolution 2 · Caliber 2003
  • 第一轴(内笼)· 60 秒一圈
  • 第二轴(中笼)· 8 分钟一圈
  • 动力储备 70 小时 · 零件 259
  • 表盘两侧逆跳显示,直接可视化两个笼的转速

2004 · Revolution 3

在 Cintrée Curvex 表壳中实现了三个相互垂直的同心笼:内笼 60 秒、中笼 8 分钟、外笼 60 分钟。十天动力储备用以克服巨大的摩擦与惯性损失。

后来,Navas、Barbasini 与 Buttet 离开 Franck Muller,先后创立 BNB Concept 与 La Fabrique du Temps,深刻影响了后续高级复杂功能的版图。

Jaeger-LeCoultre · Gyrotourbillon

在所有多轴陀飞轮的创造者中,Éric Coudray 或许是最迷人的一位。他形容自己的工作是「摆弄金属」,却由此诞生了现代制表最重要的机制之一。

2001 年,时任产品开发总监的 Stéphane Belmont 邀请 Coudray 共进早餐,问他如果没有任何限制最想做什么。Coudray 说出了自己埋藏已久的想法——一枚球形多轴陀飞轮腕表。Belmont 与当时的 CEO Henry-John Belmont 全力支持,Gyrotourbillon 正式启动。

设计由当时年仅 25 岁的 Magali Métrailler 负责。整个项目几乎需要全新发明所有零件,并依赖当时在 Vallée de Joux 仍属前沿的 3D CAD 技术。

Gyrotourbillon 1 · 2004 · Calibre 177

与传统多轴结构不同,Coudray 将摆轮垂直于内笼安装,同时让内笼相对机芯主板倾斜。这使摆轮能够采样更大范围的三维空间。

关键特征
  • 内笼 · 约 24 秒一圈
  • 外笼 · 60 秒一圈
  • 两轴相互垂直,形成陀螺仪般的视觉
  • 万年历 · 时间等式 · 8 日动力储备
  • 零件约 679 · 宝石 117 · 铂金表壳 43 mm

Gyrotourbillon 1 在 2004 年日内瓦高级钟表大奖(GPHG)中获得技术创新与复杂功能奖。它被许多人视为积家真正进入「大复杂」领域的标志性作品。

后续世代时间线
2008
Gyrotourbillon 2(Reverso)— 首次采用圆柱形游丝(helical hairspring)
2013
Gyrotourbillon 3 — 首次飞返结构,采用球形游丝
2016
Gyrotourbillon 4 — 内笼加速至约 16 秒一圈,厚度约 12.4 mm
2019
Gyrotourbillon 5(Westminster Perpétuel)— 西敏寺报时 · 万年历 · 恒力
约 2026
Gyrotourbillon à Stratosphère — 三轴结构,理论位置覆盖率约 98%

Greubel Forsey · 倾斜与对冲

Robert Greubel 与 Stephen Forsey 选择了一条截然不同的路径。他们不追求更多轴,而是把内笼倾斜 30°,让摆轮轴几乎永远不会处于完全垂直于重力的位置。

Double Tourbillon 30° 的内笼 60 秒一圈、外笼 4 分钟一圈。后续的 Quadruple Tourbillon à Différentiel Sphérique 更进一步:把两套完整的 Double Tourbillon 30° 并排放置,并让它们上下倒置,再通过球形差速器(spherical differential)把两套系统的走时误差平均后输出。

如果一套快两秒、另一套慢两秒,差速器的输出就接近零偏差——这是机械层面的「对冲」。

第二代 · 新声音

2004 年之后,多轴陀飞轮的理念向外扩散。匈牙利独立制表师 Aaron Becsei 在布达佩斯独自完成了 Bexei Primus 三轴陀飞轮(2008),几乎所有零件都由他本人制作,并获得专利——他用宝石轴承取代了常见的滚珠轴承。

此后,越来越多独立制表师与品牌把多轴陀飞轮视为一种创作媒介,而不再仅仅是技术规格的竞赛。

技术后记 · 多轴真的更准吗?

文章最后提出了一个诚实的问题:多轴陀飞轮是否真正显著提升了走时精度?

理论上,让摆轮在更多方向上平均重力误差,确实能减少位置误差的累积。但在实践中,额外的轴承、更高的摩擦、更大的惯性与能量损耗,都会带来新的挑战。最终精度往往取决于整体调校、游丝几何、恒力装置与装配水平,而非单纯轴的数量。

许多观察者认为,多轴陀飞轮在当代更重要的意义,是把「与重力作战」这件事变成了可见的、近乎雕塑般的机械戏剧。它既是精密仪器,也是动能艺术。

陀飞轮最初是为了征服重力;多轴陀飞轮则把这场战争变成了三维空间中的芭蕾。