OPRAWA LUSTRA GŁÓWNEGO CZ - 2..pdf

(354 KB) Pobierz
Oprawa lustra głównego. Cz. II
„URANIA — PostĊpy Astronomii”
urania.pta.edu.pl/science.html
OPRAWA LUSTRA GàÓWNEGO. CZ. II
Trzeba zaznaczyü, Īe o ile przy podparciu w 3 i 6 punktach
D. Maksutow proponuje umieszczanie podpór przy brzegu
zwierciadáa, to przy podparciu w 9 i 18 punktach nie podaje
dokáadnego poáRĪenia pozostaáych 3 czy 6 tych punktów. Z tego
powodu budujący teleskop moĪe byü w káopocie.
Metoda Hindle’a podaje dokáadne poáRĪenie wszystkich
punktów podparcia dla omawianych tu czterech sposobów jego
realizacji. PóĨniejszy autor rosyjski, E. G. Grosswald, podaje
juĪ promienie okrĊgów równowagi dla wszystkich omawianych
tu przypadków. Wychodząc z idei Hindle’a, P.R. Yoder
przeprowadziá dokáadną analizĊ zagadnienia, co daáo w efekcie
pewną modyfikacjĊ wartoĞci promieni okrĊgów równowagi i
wynikające z tego niewielkie przesuniĊcia charakterystycznych
punktów w mechanicznej konstrukcji systemu podparcia
zwierciadáa.
Idea Hindle’a jest nastĊpująca. PowierzchniĊ zwierciadáa dzieli siĊ umownie na pola w ksztaácie kóá
i pierĞcieni o Ğrodku umieszczonym w centrum zwierciadáa. Punkty podparcia rozmieszczone są na
okrĊgach rozgraniczających te pola. Powierzchnie pól dobrano tak, Īe wszystkie elementy
podpierające zwierciadáo są jednakowo obciąĪone. Zakáadamy, Īe zwierciadáo jest páytą o staáej
gruboĞci.
I tak, przy 3 – punktowym podparciu powierzchniĊ
zwierciadáa dzieli siĊ na centralną czĊĞü koáową i zewnĊtrzny
pierĞcieĔ w taki sposób, by pola tych figur byáy jednakowe.
Koáowa granica miĊdzy obu powierzchniami jest szukanym
okrĊgiem „equilibrium”. Punkty podparcia usytuowane są na
tym okrĊgu co
Rys. 4
120 wzglĊdem Ğrodka zwierciadáa (rys. 4). JeĞli
punktów podparcia jest 6, to promieĔ „equilibrium” jest taki
sam jak przy trzech, a podpory rozmieszczone są co
o
60
o
(rys.
5).
Podpierając zwierciadáo na 9 punktach, w pierwszej
kolejnoĞci dzielimy jego powierzchniĊ na centralną czĊĞü
koáową i zewnĊtrzny pierĞcieĔ tak, by powierzchnia pierĞcienia
byáa dwa razy wiĊksza od powierzchni czĊĞci koáowej.
NastĊpnie znajduje siĊ „equilibrium” czĊĞci koáowej, traktując ją
jak zwierciadáo z 3 – punktowym podparciem. W dalszej
kolejnoĞci pierĞcieĔ zewnĊtrzny dzielimy na dwa wspóáĞrodkowe pierĞcienie o jednakowej co do
wielkoĞci powierzchni. Okrąg rozdzielający te dwa pierĞcienie bĊdzie drugim „equilibrium” tego
zwierciadáa. Na pierwszym okrĊgu „equilibrium” punkty podparcia rozmieszcza siĊ co
Rys. 5
120 , a na
drugim co
60
o
(rys. 6).
Poradnik Konstruktora Teleskopu – Oprawa lustra gáównego. Cz. II
1
o
104256187.004.png
„URANIA — PostĊpy Astronomii”
urania.pta.edu.pl/science.html
Promienie okrĊgów równowagi przy 18 punktach podparcia są takie same jak przy podparciu 9
punktowym. IloĞü podpór na pierwszym wewnĊtrznym okrĊgu „equilibrium” zwiĊksza siĊ do 6, a na
drugim do 12. Rozstawienie ich jest odpowiednio co
30 (rys. 7).
WartoĞci promieni „equilibrium” wedáug Hindle’a ksztaátują siĊ nastĊpująco:
60
o
i
o
r
=
D
dla 3 i 6 punktów
eq
22
=
D
=
D
dla 9 i 18 punktów
eq
2 6
eq
6
Wedáug Grosswalda dla 3 i 6 punktów
eq
=
0.4,
D
dla 9 i 18 punktów 1
eq
=
0.18
D
i 2 =
(0.41 0.425) .
- D
Wedáug Yodera
eq
=
0.288
D
dla 3 i 6 punktów oraz 1
eq
=
0.211
D
i 2
eq
=
0.408
D
dla 9 i 18
punktów.
Dotychczasowe rozwaĪania dotyczyáy zwierciadeá w formie
peánego walca. Zdarza siĊ jednak czĊsto, Īe teleskop posiada
]áRĪony system optyczny i wówczas w centralnej czĊĞci
zwierciadáa znajduje siĊ otwór znacznej Ğrednicy. Takiego
ubytku ciĊĪaru nie moĪna zlekcewaĪ\ü.
DostĊpna literatura nie podaje sposobu rozmieszczenia
punktów podparcia w takim przypadku. W tej sytuacji moĪna
podeprzeü zwierciadáo przy jego krawĊdzi w 3 lub 6 punktach,
albo pokierowaü siĊ reguáą Hindle’a. Skoro powierzchnia lustra
ma obrys o ksztaácie pierĞcienia, wtedy jego powierzchniĊ
dzielimy na odpowiednią liczbĊ koncentrycznych pierĞcieni o
ZáDĞciwych do tego powierzchniach. Niektóre okrĊgi
rozgraniczające pola, to wáDĞnie szukane okrĊgi równowagi.
Sposób rozmieszczenia punktów podparcia jest taki sam jak
poprzednio. Dane liczbowe są nastĊpujące:
Rys. 6
r
=
j
2
+
D
2
eq
22
dla podparcia 3 – i 6 – punktowego:
j
2
+
D
2
5
2
+
D
2
2
=
=
eq
1
2 6
eq
2
6
dla podparcia 9 – i 18 – punktowego.
Czytelnik moĪe odnieĞü wraĪenie, Īe proponowane podparcie zwierciadáa w 3 i 6 punktach przy
krawĊdzi nie jest dobre. Tak nie jest. Lustra wtórne, nawet w wielkich teleskopach, jak równieĪ w
celostatach teleskopów sáonecznych, skierowane są stroną odbijająFą do doáu, a wiĊc nie mogą byü
podparte od spodu. Są one zamocowane przy swojej krawĊdzi. OczywiĞcie jest granica Ğrednicy, do
jakiej jest to moĪliwe. Autorzy spotykali siĊ z wáDĞnie tak zamocowanymi lustrami o Ğrednicy 350 mm
z otworem w Ğrodku, które dobrze speániaáy swoje zadanie. ĝrednica ta wydaje siĊ byü górną granicą
dla zwierciadeá w teleskopach amatorskich, gdzie są one zamocowane w ten wáDĞnie sposób.
2
Poradnik Konstruktora Teleskopu – Oprawa lustra gáównego. Cz. II
r
eq
j
104256187.005.png 104256187.006.png 104256187.007.png 104256187.001.png 104256187.002.png
„URANIA — PostĊpy Astronomii”
urania.pta.edu.pl/science.html
Wspomniano juĪ, Īe zwierciadáa stosunkowo niewielkich
rozmiarów mają spory zapas sztywnoĞci. Skąd on siĊ bierze? Z
przesáanek teoretycznych wynika, Īe zwierciadáo o Ğrednicy 250
mm moĪe mieü gruboĞü 14 mm, jeĞli jest podparte w 9
punktach. W praktyce nigdy tak siĊ nie robi. Podczas obróbki
mechanicznej na zwierciadáo dziaáają znaczne siáy. Tak cienka
Sáyta jest zbyt wiotka, by moĪna byáo nadaü jej odpowiedni,
optyczny ksztaát. NiedokáadnoĞci mechanizmu podpierającego,
jego ciĊĪar, jak i znaczny udziaá siá tarcia w jego
funkcjonowaniu w porównaniu do ciĊĪaru zwierciadáa, mają
ujemny wpáyw na jego warunki pracy. Poza tym, choü cienka
Sáyta szybciej stygnie, to jednak jej podatnoĞü na wszelkie
zmiany temperatury jest zbyt duĪą przeszkodą przy obróbce.
Z tych wzglĊdów, wymienione wyĪej zwierciadáo o Ğrednicy
250 mm powinno mieü gruboĞü co najmniej 25 mm i dopiero
takie moĪemy z sukcesem wykonaü. Jest dobrą praktyką, by gruboĞü páyty zwierciadáa stanowiáa co
najmniej 0,1 jego Ğrednicy. OczywiĞcie dotyczy to zwierciadeá stosunkowo niewielkich rozmiarów,
jakich uĪywają miáRĞnicy astronomii. Ich ciĊĪar nie jest jeszcze pierwszoplanową przeszkodą
techniczną.
Rys. 7
Lucjan Newelski
Tomasz Krzyt
Poradnik Konstruktora Teleskopu – Oprawa lustra gáównego. Cz. II
3
104256187.003.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin