Добро пожаловать на наш астрономический форум!
Надеемся, что здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали.
Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил
Зоны особого внимания: ЧАВО (FAQ), Обзоры оборудования и Окуляры
Надеемся, что здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали.
Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил
Зоны особого внимания: ЧАВО (FAQ), Обзоры оборудования и Окуляры
Разгрузка зеркал
Модератор: Ernest
Разгрузка зеркал
Читая статью про разгрузку зеркала на одну точку появился вопрос... Зачем вообще нужно крепить зеркало к точкам. Почему нельзя положить его просто на горизонтальную поверхность? Ведь тогда оно не будет прогибаться...
Re: Разгрузка зеркал
Возьмите пару жестких керамических плиток и положите их стопкой одну на одну. Теперь попробуйте понажимать на них с разных сторон. Верхняя будет покачиваться подобно стулу, который поставили на не очень ровный пол. Это происходит из-за того, что верхняя плитка касается нижней не всей поверхностью (обе плитки контактируют поверхностями далекими от идеально-математической плоскости), а только только несколькими своими выступами касаясь в конечном счете только в трех точках. Эти три точки касания имеют случайную конфигурацию и образуют треугольник такой формы, что центр тяжести верхней плитки лежит внутри его. И если чуть нажать на плитку сверху вне периметра этого опорного треугольника плитка "сыграет" - изменит свое положение в поисках другой комбинации трех опорных точек, таких чтобы суммарная сила тяжести и нашего нажима оказалась внутри нового треугольника.
Теперь от этого опыта вернемся к зеркалу и оправе. Если просто положить зеркало тыльной стороной (обычно это грубо шлифованная или литая довольно неровная поверхность) на плоскость выбранную в металле оправы, то произойдет подобное описанному выше базирование на три случайно подвернувшиеся точки неудобные тем, что зеркало на них может лежать не устойчиво (играть при перемене направления оси телескопа во время наведений), с одной стороны; и быть далеким от оптимального в смысле весовых деформаций зеркала (оно всегда немного "провисает" на опорах, часто вполне достаточно, чтобы оказать вредное влияние на качество изображения) - с другой стороны.
Для того чтобы избежать неопределенности базирования и неоптимальной разгрузки веса зеркала, точки опоры зеркала на оправу выполняют конструктивно. После этого мы уже точно знаем где именно зеркало опирается на оправу и выбранная нами конфигурация разгрузки может быть оптимизировано на предмет уменьшения весовых деформаций.
Теперь от этого опыта вернемся к зеркалу и оправе. Если просто положить зеркало тыльной стороной (обычно это грубо шлифованная или литая довольно неровная поверхность) на плоскость выбранную в металле оправы, то произойдет подобное описанному выше базирование на три случайно подвернувшиеся точки неудобные тем, что зеркало на них может лежать не устойчиво (играть при перемене направления оси телескопа во время наведений), с одной стороны; и быть далеким от оптимального в смысле весовых деформаций зеркала (оно всегда немного "провисает" на опорах, часто вполне достаточно, чтобы оказать вредное влияние на качество изображения) - с другой стороны.
Для того чтобы избежать неопределенности базирования и неоптимальной разгрузки веса зеркала, точки опоры зеркала на оправу выполняют конструктивно. После этого мы уже точно знаем где именно зеркало опирается на оправу и выбранная нами конфигурация разгрузки может быть оптимизировано на предмет уменьшения весовых деформаций.
Re: Разгрузка зеркал
Спасибо за подробный ответ.
А если представить, что поверхность и зеркало хорошо отшлифованны. + на поверхности сделать отверстия и приклеить зеркало, при этом зафиксировав его с боков. Что при этом может происходить?
И у меня есть еще один вопрос. Есть ли у вас опыт использования телескопов с ГЗ разгруженным на одну точку? Или другие не стандартные варианты... Другими словами, как вы считаете, разгрузка на 3/6/.... точек действительно так хорошо по сравнению с др способами или про нее просто много говорят, не отходя вправо/влево?
А если представить, что поверхность и зеркало хорошо отшлифованны. + на поверхности сделать отверстия и приклеить зеркало, при этом зафиксировав его с боков. Что при этом может происходить?
И у меня есть еще один вопрос. Есть ли у вас опыт использования телескопов с ГЗ разгруженным на одну точку? Или другие не стандартные варианты... Другими словами, как вы считаете, разгрузка на 3/6/.... точек действительно так хорошо по сравнению с др способами или про нее просто много говорят, не отходя вправо/влево?
Re: Разгрузка зеркал
если приклеить, то будут температурные коробления. Коэфф терм расширения не одинаковый у зеркала и подставки под него.AAnton писал(а):Спасибо за подробный ответ.
А если представить, что поверхность и зеркало хорошо отшлифованны. + на поверхности сделать отверстия и приклеить зеркало, при этом зафиксировав его с боков. Что при этом может происходить?
И у меня есть еще один вопрос. Есть ли у вас опыт использования телескопов с ГЗ разгруженным на одну точку? Или другие не стандартные варианты... Другими словами, как вы считаете, разгрузка на 3/6/.... точек действительно так хорошо по сравнению с др способами или про нее просто много говорят, не отходя вправо/влево?
Какие еще другие способы крепления, вы хоть представляете, о чем вы говорите ? Любая плоскость в пространстве определятся тремя точками ( классическая геометрия). У любого зеркала ( как и у любого другого предмета) есть понятия жесткости, упругости, теплопроводности, коэффициента термического расширения и др. И все это принимается в расчет при выборе способа разгрузки. Почитайте на досуге термодинамику, сопромат, евклидову геометрию
Re: Разгрузка зеркал
Не вполне понятно, что имеется ввиду. Нарисуйте механику крепления и уточните что именно вы предполагаете "может происходить" (с чем, когда...)AAnton писал(а):А если представить, что поверхность и зеркало хорошо отшлифованны. + на поверхности сделать отверстия и приклеить зеркало, при этом зафиксировав его с боков. Что при этом может происходить?
В любом случае, при грамотной конструкции оправ главные зеркала обычно не приклеивают.
Во всех ШК главное зеркало разгружают на центральное отверстие (одну точку), а также в большинстве МК.Есть ли у вас опыт использования телескопов с ГЗ разгруженным на одну точку?
Разгрузка зеркал это такое место в котором трудно изобрести сходу что-то новое. Все более-менее крупные телескопы имеют зеркала разгруженные на множество точек. И для них выбор схемы разгрузки это вопрос больших денег, так что в этой области были произведены всеобъемлющие исследования. Плавающая разгрузка на 3, 6 и более точек действительно очень эффективна в плане снижения толщины (и соотв. цены) заготовки зеркала, уменьшения его тепловой инерции и т.д. Вы в этом можете убедиться сами загрузив программу PLOPкак вы считаете, разгрузка на 3/6/.... точек действительно так хорошо по сравнению с др способами или про нее просто много говорят, не отходя вправо/влево?
Re: Разгрузка зеркал
Не может быть! Ты взрываешь мне мозг. Хорошо, что есть такие умные люди как ты...Yuri_K писал(а):Любая плоскость в пространстве определятся тремя точками ( классическая геометрия). У любого зеркала ( как и у любого другого предмета) есть понятия жесткости, упругости, теплопроводности, коэффициента термического расширения и др.
Просто например тут автор предлагает крепление на одну точку. Для больших зеркал максимальная деформация вплоть до 1.068 длинны волны, но отклонение от ближайшей параболы 0.047:Ernest писал(а):Плавающая разгрузка на 3, 6 и более точек действительно очень эффективна в плане снижения толщины (и соотв. цены) заготовки зеркала, уменьшения его тепловой инерции и т.д. Вы в этом можете убедиться сами загрузив программу PLOP
D - диаметр зеркала.
W max - максимальная деформация поверхности зеркала для одноточечной и трехточечной разгрузок соответственно (длин волн).
W new - максимальное отклонение от "ближайшего" параболоида с фокусом (f+df) для разгрузки на 1 точку (длин волн).
df - максимально необходимая перефокусировка телескопа с зеркалом относительного отверстия 1:5 при его переводе из горизонта в зенит.
Кроме того, есть варианты увеличить прочность.
Ernest, охота услышать, что вы об этом думаете...
Re: Разгрузка зеркал
Статья Игоря мне известна. И вполне соблазнительное предложение крепить главное зеркало за один центральный пятак не ново. В сочетании с особой (тарелкообразной) формой нерабочей стороны зеркала такое крепление позволяет реализовывать довольно интересные решения. О чем и пишет автор.
Что же касается блина заготовки обычной (таблеткообразной) формы, то я ведь вам дал ссылку на программку, при помощи которой вы легко сможете сами проверить утверждения статьи. В частности, согласно этой программе для 300 мм зеркала из перикса толщиной 30 мм разгрузка на одну точку (центральный пятачок) приводит к деформации волнового фронта на 42 нм (1/13 дл. волны), на 3 точки по диаметру 123 мм обеспечивает несколько меньшие весовые деформации - порядка 34 нм (1/16 дл. волны) а разгрузка на 6 точек по диаметру 204 мм уменьшает возмущения волнового фронта до 7 нм (1/80 дл. волны). Так что ни каких особых выгод в плане толщины зеркала разгрузка на одну точку не имеет. Довольно простая в реализации 6-точечная разгрузка много эффективнее.
Что же касается блина заготовки обычной (таблеткообразной) формы, то я ведь вам дал ссылку на программку, при помощи которой вы легко сможете сами проверить утверждения статьи. В частности, согласно этой программе для 300 мм зеркала из перикса толщиной 30 мм разгрузка на одну точку (центральный пятачок) приводит к деформации волнового фронта на 42 нм (1/13 дл. волны), на 3 точки по диаметру 123 мм обеспечивает несколько меньшие весовые деформации - порядка 34 нм (1/16 дл. волны) а разгрузка на 6 точек по диаметру 204 мм уменьшает возмущения волнового фронта до 7 нм (1/80 дл. волны). Так что ни каких особых выгод в плане толщины зеркала разгрузка на одну точку не имеет. Довольно простая в реализации 6-точечная разгрузка много эффективнее.
Re: Разгрузка зеркал
Эрнест, а какая величина RMS error допустима (приемлема) при проектировании разгрузки в Plop?
Александр.
Re: Разгрузка зеркал
Как всегда - в отсутствие других источников деформация и ошибок фигуризации достаточно будет PV = 1/5 или RMS = 1/20 длины волны. При наличии других источников дефектов (куда без них?) допуск имеет смысл ужесточить вдвое.
-
- Сообщения: 348
- Зарегистрирован: 28 авг 2015, 10:12
Re: Разгрузка зеркал
Здравствуйте. Хотел бы узнать насчет разгрузки своего зеркала. Ситалловое, диаметр 240 мм, толщина 28 мм. Расчет в Plop показал, что можно разгрузить на 3 точки. Вопрос, а боковая разгрузка понадобится? Пример оправы приведу ниже (моделировал оправу на 6 точек, по расчету получается, что можно и три). Нормально ли так будет или нужны дополнительные точки касания для надлежащей боковой разгрузки?
- Вложения
-
- Разгрузка на 3 точки вычисления.jpg (49.97 КБ) 8089 просмотров
-
- Оправа1.jpg (40.28 КБ) 8089 просмотров
Re: Разгрузка зеркал
достаточно будет самой примитивной боковой разгрузки на три точки
Re: Разгрузка зеркал
Как пользоваться данной программой? (Gui Plop)
могу ли я с помощью неё рассчитать необходимое количество точек разгрузки или это делается методом подбора?
на вкладке Color Plot, как я понял, основной цвет должен быть зелёным?
могу ли я с помощью неё рассчитать необходимое количество точек разгрузки или это делается методом подбора?
на вкладке Color Plot, как я понял, основной цвет должен быть зелёным?
Re: Разгрузка зеркал
Количество точек разгрузки выбирается методом подбора.
Начните с нажатия на кнопку "Automatic cell design"
Задайте параметры зеркала и в следующем диалоге выберите для начала разгрузку на 3 точки.
Затем в появившемся окне нажмите "Start plop" и после оптимизации размещения опор "OK"
Смотрите значение в текстовом поле озаглавленном "Plop P-V error" величину деформации зеркала.
Например "2.3706e-05", что в нанометрах составит 23.7 нм или 1/23 от средней длины волны визуального диапазона (550 нм).
Если число меньше 1/20 длины волны ("2.7e-05"), то дальше наращивать число точек разгрузки нет ни какого смысла - закрываете окно "Plop Run Controls" и на основном окне изучаете цифры во вкладке "Cell Design".
Если число меньше 1/10 длины волны ("5.5e-05"), то можно полюбоваться графиками - где там выпирает деформация, но в общем-то и это терпимо.
При больших значениях возвращаемся на стадию оптимизации нажатием кнопки "Automatic cell design", только теперь выбираем следующее значение точек разгрузки (6, 9,18, 27...) и повторяем предыдущие шаги до тех пор пока не уложим P-V error хотя бы в "5.5e-05"
Обычно этого достаточно...
Начните с нажатия на кнопку "Automatic cell design"
Задайте параметры зеркала и в следующем диалоге выберите для начала разгрузку на 3 точки.
Затем в появившемся окне нажмите "Start plop" и после оптимизации размещения опор "OK"
Смотрите значение в текстовом поле озаглавленном "Plop P-V error" величину деформации зеркала.
Например "2.3706e-05", что в нанометрах составит 23.7 нм или 1/23 от средней длины волны визуального диапазона (550 нм).
Если число меньше 1/20 длины волны ("2.7e-05"), то дальше наращивать число точек разгрузки нет ни какого смысла - закрываете окно "Plop Run Controls" и на основном окне изучаете цифры во вкладке "Cell Design".
Если число меньше 1/10 длины волны ("5.5e-05"), то можно полюбоваться графиками - где там выпирает деформация, но в общем-то и это терпимо.
При больших значениях возвращаемся на стадию оптимизации нажатием кнопки "Automatic cell design", только теперь выбираем следующее значение точек разгрузки (6, 9,18, 27...) и повторяем предыдущие шаги до тех пор пока не уложим P-V error хотя бы в "5.5e-05"
Обычно этого достаточно...
Re: Разгрузка зеркал
Спасибо!