Рычажная подвеска главного зеркала

[AnDom]

Может кому интересно почитать будет. Для меня было открытием.

http://www.astrosurf.com/altaz/astatic.htm

[Ernest]

Хм... забавное изложение, да и реализация...

Все эти многорычажные плавающие подвески - альтернатива традиционной многоэтажной сбалансированной (на треугольники и коромысла) подвеске главных зеркал.

То что в сбалансированной подвеске достигается автоматически (равномерное распределение веса зеркала по точкам опор благодаря свободной опоре на весы-коромысла), то в рычажной подвеске осуществляется подгонкой расположения грузиков-противовесов. Многоярусная сбалансированная подвеска при больших весах даже и относительно тонких зеркал перестает хорошо работать из-за больших весовых нагрузок на шарниры нижнего яруса и роста сил трения в них (из-за чего шарнир перестает работать как ось хороших весов). А рычажная подвеска позволяет обойти эту проблему - на их шарнирах (из-за одного этажа) нагрузки немногим больше нагрузки от одной опоры (вес зеркала деленный на число опор + масса противовеса).

А ребята из ссылки недолго сомневаясь просто скрестили одно с другим, получив в результате сумму минусов одного и другого подходов: сложность настройки от рычажной подвески и многоэтажность от сбалансированной. Хотя их усилия направлены были верно - на шарниры нижнего уровня, но нагрузки там у них получились даже больше чем в традиционных коромыслах.

Что касается Добсона, то рычажная подвеска мне кажется наиболее адекватной для боковой разгрузки - вместо тросиков и ремней.

[AnDom]

Здесь реализовали что-то похожее.
http://www.astronomy.ru/forum/index.php ... 101.0.html

Я правильно понимаю - суммарное давление от противовесов (с учетом рычагов) должно равняться весу зеркала?

[Ernest]

Эта реализация как раз выполнена именно в духе многорычажной подвески - рычажных опор много и вес зеркала распределяется на их оси мелкими порциями. При внимательном изучении подвески главного зеркала по ссылке видно, что там и боковая разгрузка сделана многорычажной подвеской.

Я правильно понимаю - суммарное давление от противовесов (с учетом рычагов) должно равняться весу зеркала?

А как же иначе? Зеркало не должно ни взлетать, ни падать - сумма всех приложенных к нему сил должна оставаться равной нулю.

[AnDom]

Тогда, такой вариант иррационален для мелочевки.

[Ernest]

Важно, не столько "мелочевка" или "крупняк", сколько относительная толщина зеркала и требуемое число опор.
См. viewtopic.php?f=17&t=111
Если традиционная двухэтажная разгрузка (на 18 или 27 точек) для данного соотношения толщины и диаметра зеркала уже перестает работать, то есть прямой смысл перехода на многорычажную подвеску.

[AnDom]

Я к тому что 10" проще взять правильной толщины и таскать под мышкой, чем городить огород.
Собственно, тонких дешевых зеркал не встречал в продаже.
Если бы были 24" за вменяемую цену - можно было бы и заморочиться.

[inpan]

Это разгрузка Лассела. Её преимущество в том, что у неё нет ярусности. Она работает хорошо с зеркалами при любых наклонах трубы, чего не скажешь о привычной многоярусной разгрузке. Но у неё есть и недостаток: изготовление такой разгрузки слишком трудоёмкое, а её точная настройка - сущий мазохизм. Только представьте такую разгрузку хотя бы на 18 точек. На каждую точку должен быть свой рычажок с грузом и каждую точку нужно очень тщательно настраивать. Поэтому в любительской практике система Лассела используется редко. Куда проще обычная многоярусная разгрузка, которая при условии грамотного проектирования и изготовления автоматически распределяет нагрузку на все точки равномерно. Но и у традиционной системы разгрузки тоже есть свой недостаток, о котором мы как-то не задумываемся. Вот тут обсуждалось http://www.astronomy.ru/forum/index.php ... 340.0.html" onclick="window.open(this.href);return false;.

[Ernest]

Но и у традиционной системы разгрузки тоже есть свой недостаток, о котором мы как-то не задумываемся.

Хм... "мы" - это вы как-то слишком уж общё расписались.
См. статью в стартовом топике и мой комментарий следом.

Кстати, по вашей ссылке - рисунки в первых сообщениях показывают распределение сил по опорам противоположное тому, которое возникает на самом деле.

[inpan]

См. статью в стартовом топике и мой комментарий следом.

Статью эту я видел, но прочитать не суждено, не владею к сожалению английским. Фотографии в статье помогают понять суть.

Кстати, по вашей ссылке - рисунки в первых сообщениях показывают распределение сил по опорам противоположное тому, которое возникает на самом деле.

Буду Вам очень благодарен, если объясните в чём ошибки. Но согласитесь, проблема существует, и это не чрезмерная нагрузка на шарниры, это именно эффект опрокидывания, вызванный тем, что точки опоры зеркала, принимающие нагрузку лежат всегда несколько выше своего шарнира.

[Ernest]

Если рассмотреть зеркало лежащее на паре наклонных жестко закрепленных опор без боковой поддержки (только на трении), то сила реакции от опоры, которая лежит ниже, должна быть больше, чем от той опоры, что лежит выше в отношении: (l*cos(a)+h*sin(a))/(l*cos(a)-h*sin(a)), где h - толщина зеркала, l - расстояние между опорами, a - угол наклона. У вас на рисунке соотношение между силами обратное. В таком виде коромысло разгрузки работать не будет - без боковой опоры произойдет ее опрокидывание, но сила со стороны боковой опоры у вас не учитывается. Чтобы обойтись без привлечения боковой опоры (все на трении) надо рассматривать совместную работу по меньшей мере пары коромысел (из которых нижнее будет нагружено сильнее, см. выше).

То есть главный геометрический фактор - смещение центра масс зеркала от плоскости опор - с одной стороны и шарнира-опорой коромысел от плоскости опор - с другой. Последнее расстояние может быть сделаны довольно малым, а вот смещение центра тяжести зеркала обнулить затруднительно. Ну и нельзя все-же пренебрегать физическим фактором: трением в шарнирах коромысел.

Впрочем, все это актуально только для реально тонких зеркал и многоэтажной подвески.

[Eduard]

А разве нельзя зеркало обратной стороной приклеить к чему-нибудь подобному?
Только материал подобрать, чтобы коэф. теплового расширения совпадал с зеркалом.
Или даже просто приклеить тянущимся клеем. Есть составы, которые тянутся до 600%.
Можно сказать готовое решение.

[Ernest]

Приклеить? Приклеивание имеет ряд отрицательных моментов, для ответственной оптики эту технологию крепления не используют....
А что за материал у этой желтой решетки? Металл? Стекло? Пластмасса? Поролон?

[Eduard]

Это композитный решётчатый настил. Используется в качестве подвесного пола на промышленных объектах. Вроде стекловолокно.
Кстати склеивание оптических элементов очень распространено. Почему тут нельзя. Я прям вижу, сверху из тюбика наносим клей на решётку, а потом опускаем зеркало и ждём когда высохнет. Далее все операции с крепежом только с решёткой, а зеркало как нога в гипсе, неподвижно.

[AnDom]

А что делать с разным температурным расширением?

[Eduard]

Клей-герметик эластичный. Относительное температурное движение зеркала и решётки не более миллиметра. Жёсткой связи нет. Решётку не согнуть, а тянущийся клей не создаст недопустимых напряжений в зеркале. Т.е. зеркало всегда будет на ровной опоре.

[Ernest]

Я прям вижу, сверху из тюбика наносим клей на решётку, а потом опускаем зеркало и ждём когда высохнет.

Это не работает. Объяснять почему - долго, но вы можете попробовать.

[AnDom]

А для чего, по вашему, для зеркала разгрузку делают. Оно под собственным весом прогибается, а тут еще и герметик будет тянуть. И миллиметр - это очень много, с учетом того что в оптике точность измеряется длинной волны.

[Eduard]

Ну тогда решётку накрываем тонким флисом, а сверху зеркало. Получится ровно и мягко. Под своим весом некуда прогибаться.

[AnDom]

Как скажите.

[Eduard]

А как на счёт вакуумного прижима? Даже сверхтонкие зеркала можно таким образом "выпрямлять".

[Ernest]

Вакуумного прижима к чему?

[Eduard]

К ровной жёсткой поверхности, с отверстиями для воздуха, хоть к похожей решётке. Шлифануть ровную поверхность на решётке и на заготовке зеркала, потом заготовку положить на решётку, вакуумом прижать. Далее шлифуем параболу. После того как парабола готова, прямо вместе с такой основой для шлифования монтируем в телескоп. При эксплуатации качаем вакуум и зеркало при любом положении телескопа всегда ровненькое.

[Ernest]

А это "основание" уже сделать настолько жестким и невесомым, что его весовые и тепловые деформации и соответственно разгрузка ни кого бы уже не волновали?
Из чего?

[Eduard]

Пусть это будет дюралевая решётка. При высоте 7-8 сантиметров (и диаметре зеркала до 60 см) весовой деформацией можно пренебречь, имхо. А тепловая конечно неизбежна, но при температурной стабилизации она выравнивается и можно включать вакуумный прижим.