Астрограф 380мм F/4 "Этажерка"

[Diskus]

Конструкция уже сделана , разводить теории как она гнется смысла особого не вижу .
На сколько она гнется при экстремальных нагрузках определено .
Есть интерес интерполировать экстремальные условия в реальные , т.е . угол изменения наклона  max  5 град(хотя врят-ли при такой светосиле будут рабочие выдержки больше 20 мин , небо не позволит )  , рабочее положение 45-90 град отн. горизонта , нагрузка на конце конструкции ок 5 кг .
Это интересно для проектирования фокусера , стоит-ли боротся за каждый грамм или 100-200 грамм лишнего веса ничего не изменят ...

[Igric]

Помешает жестко зажатая трубка в пластине. Да и сама пропорция аппарата. Если бы длина была как у Гевелия, тогда да 

[sem2009]

Ну так, при таком изгибе ГЗ остаётся параллельно матрице, и смещается в ту же сторону.

Только при совершенной симметричности нагрузки справа и слева и центральном подвесе. Иначе даже при сохранении параллельности идет смещение с оси.

Помешает жестко зажатая трубка в пластине.

Только, если полагать, что материалы абсолютно жесткие и не будут гнуться (посмотрите на рычаг с отношением плечей в диаметр трубы к диаметру трубки). Но если бы они не гнулись - не надо была бы и это "жесткое зажатие".

См. схемку ниже (что-то рисунок не грузится) - даже жестко заделанная в отверстие в пластине трубка будет гнуться обеспечивая общую деформацию (при сохранении 90 градусов в месте соединения). Не говоря уже о том, что разрезное отверстие - не лучший способ жесткого крепления.

Если бы длина была как у Гевелия, тогда да

Это только вопрос величины деформации и ее критичности. Гевелию не нужны были длительные выдержки.

Ну и речь в общем-то не о том, что данная конструкция не будет работать. Вполне возможно, что она за счет привлечение большей массы материалов и больших, чем в рациональной конструкции сечений окажется вполне работоспособной. А в том, что эту же трубу можно было сделать много легче при сохранении и даже лучшей жесткости.

[Diskus]

Прикинул на пальщах , калькулятор дома забыл  
Итого 7,2 кг дают 450 мкм прогиба в горизонтальном положении .
Допустим вес оборудования будет не больше 5 кг , при поднятии телескопа на 45 -60  град (ниже особо не поснимаешь )  эти 5 кг раскладутся на две составляющих , останется примерно 2,5 кг нагрузки перпендикулярно оси , это уже уменьшит прогиб в 3 раз ,т.е он составит 150 мм .
Если телескоп при ведении 30-40 мин поднимется или опустится примерно на 3 град , этот прогиб изменится прмерно в 30 раз меньше  от прогиба в горизонтальном положении т.е составит 5 мкм .
 Так что тему жесткости можно считать закрытой .
Кто против ?

[Diskus]

Ну и речь в общем-то не о том, что данная конструкция не будет работать. Вполне возможно, что она за счет привлечение большей массы материалов и больших, чем в рациональной конструкции сечений окажется вполне работоспособной. А в том, что эту же трубу можно было сделать много легче при сохранении и даже лучшей жесткости.

Покажи как  сделать конструкцию в которой можно произвольно изменять расстояние между приемником и зеркалом , между зеркалом и центром тяжести всей конструкции , добавить узел вторички  , без изменения элементов  конструкции .

[Павел Бахтинов]

Поэтому ему по-фигу на сколько повернется телескоп по оси RA  , ему интересно насколько он наклонится относительно горизонта 

Для широты 45^о максимальная скорость изменения наклона трубы (зенитного расстояния фотографируемого объекта) 10.6 градусов в час, для широты Москвы - 8.4^о/час. Максимум скорости достигается в зените и по азимутам востока и запада, по мере приближения к меридиану скорость снижается (см. рис.). На графике показано мгновенное значение скорости, реальное же накопленное за час изменение наклона не снижается у меридиана совсем до нуля, т.к. азимут за это время успевает измениться (особенно сильно - в околозенитной области).
От зенитного расстояния скорость его изменения, сама по себе, не зависит, однако, чтобы получить искомую нами скорость изменения поперечной составляющей деформации, надо домножить ее на cos z (впрочем, в наиболее критичной околозенитной области это множитель все равно близок к единице).
Таким образом, если предполагается эксплуатация в пределах бывш.СССР, нужно рассчитывать как минимум на 10^о/час (а если и за пределами тоже, то лучше - на все 15).

[Павел Бахтинов]

Итого 7,2 кг дают 450 мкм прогиба в горизонтальном положении .
Допустим вес оборудования будет не больше 5 кг , при поднятии телескопа на 45 -60  град (ниже особо не поснимаешь )  эти 5 кг раскладутся на две составляющих , останется примерно 2,5 кг нагрузки перпендикулярно оси , это уже уменьшит прогиб в 3 раз ,т.е он составит 150 мм .
Если телескоп при ведении 30-40 мин поднимется или опустится примерно на 3 град , этот прогиб изменится прмерно в 30 раз меньше  от прогиба в горизонтальном положении т.е составит 5 мкм .
 Так что тему жесткости можно считать закрытой .
Кто против ?

Я против .
Честно говоря, вообще не понял логики в процитированном абзаце, поэтому "по пунктам" спорить не смогу . Буду лучше считать сам.

Пусть телескоп был изначально направлен точно в зенит, и через час экспозиции "смотрит" в точку с зенитным расстоянием 10^о. Поскольку sin 10^о = 0.17, перпендикулярная к оптической оси составляющая деформации, равная нулю вначале,  составит через час 17% от величины деформации при горизонтальном положении трубы. Подставив полученные опытным путем данные (для нагрузки 7.2кг), получим: 450мкм*0.17=80мкм в час (замечу, что "более 100мкм/час", о которых я писал накануне, в наших условиях не достигаются - то была оценка абсолютного максимума - для экватора ).

40мкм за получасовую экспозицию - это, на мой взгляд, слишком много для оборудования такого класса.

На первый взгляд, нагрузка в 7.2кг выглядит слишком большой, но тут важно не забыть учесть собственный вес конструкции самой трубы. Насколько я понял условия проведения эксперимента, тестовый вес 7.2кг прикладывался к закрепленной горизонтально трубе, уже прогнутой под собственным весом, и измеренные 450мкм - это лишь дополнительная деформация; в реальных же условиях будет действовать полная, возникшая в том числе и под действием веса элементов конструкции. А там каждый шпангоут килограмма по полтора-то весить должен... Поэтому, при предельном весе установленного на верхнем конце трубы оборудования 5кг, с учетом веса элементов трубы где-то около 7-и килограммов эквивалентной нагрузки как раз и наберется.

Так что остается последняя надежда - что нижний конец трубы с гл.зеркалом прогнется на такую же величину, скомпенсировав смещение изображения. Однако, если ферма Серрюрье была специально разработана для обеспечения такой компенсации, то "этажерку", насколько я понимаю, на этот предмет никто пока всерьез не исследовал. Пока этого не будет сделано, сомнения в точности компенсации останутся.

[Diskus]

Да , Павел , что-то я слишком оптимистично оценил изменение угла наклона отн. горизонта ...10 град это конечно круто ...
Будем надеятся что абсолютные деформации обеих концов конструкции взаимокомпенсируются , ведь прогиб зеркальной стороны должен быть равен прогибу переднего конца .
Если нет, придется впендюрить на каждую грань по гребню как у динозавра ...

[ysdanko]

Труба на самом деле будет прогибаться как на рисунке Pilgrim. По этому ситуация будет еще хуже. То есть прогибы надо пересчитывать на угол отклонения оптической оси ГЗ.  

...................
Потому что согнутию вот так

препятствуют верхние/нижние трубки, работая на растяжение/сжатие.

[stepan]

кошмары какие..
но труба уже собрана, поэтому есть шанс узнать на практике что выйДет

[Diskus]

В теории оно все кошмарно выглядит ... а на практике еще хуже 
Как будет прогибатся труба , науке неизвестно , как-то средне между Пилгримом и Эрнестом   
Наша задача минимизировать эти прогибы , какова бы ни-была их природа , путем экономии веса и ужесточения если понадобится .
Нас рассудят звезды , они все покажут 

[LifeIsGood]

Серега, возьми коллиматор баадеровский. Закрепи его на трубе так, чтобы лучик попадал в центр зеркала и отражался обратно и покрути трубу - сразу все станет ясно!

[Diskus]

Серега, возьми коллиматор баадеровский. Закрепи его на трубе так, чтобы лучик попадал в центр зеркала и отражался обратно и покрути трубу - сразу все станет ясно!

Слишком малы будут перемещения , глазом не зарегистрировать ...да и паука еще нет с фокусером ...
А когда будут тогда и подумаем как проверить .

[LifeIsGood]

Тогда автоколлиматор (зеркальце с дыркой). Он покажет ВСЕ!
Но если гидирование будет не через второй чип (или внеосевик), то с длительными выдержками могут быть проблемы.
А какой диаметр камеры? Имеет смысл ее впихивать в главный фокус? Может от вторички экранирование будет меньше (и аккуратнее).

[Diskus]

Тогда автоколлиматор (зеркальце с дыркой). Он покажет ВСЕ!
Но если гидирование будет не через второй чип (или внеосевик), то с длительными выдержками могут быть проблемы.
А какой диаметр камеры? Имеет смысл ее впихивать в главный фокус? Может от вторички экранирование будет меньше (и аккуратнее).

Гидировать или внеосевиком или вторым чипом , это понятно .
Не будет , если обеспечить достаточный вынос фокуса  вторичка получается больше чем камера и фокусер .

[Павел Бахтинов]

Как будет прогибатся труба , науке неизвестно , как-то средне между Пилгримом и Эрнестом   
Наша задача минимизировать эти прогибы , какова бы ни-была их природа , путем экономии веса и ужесточения если понадобится .

Думаю, гнуться будет, в основном, "по Эрнесту". Интуиция подсказывает, что составляющая "по Пилгриму" окажется на пару порядков меньше (в Космосе можно более определенно прикинуть).

Если все же придется усиливать конструкцию: здесь напрашивается "связать" наружные грани шпангоутов плоскими пластинами - хотя бы три грани из шести и хотя бы 1.5-миллиметровым дюралевым листом. Понятно, что это в ущерб легкосборности и трансформируемости, но если припрет...

[Павел Бахтинов]

Гидировать или внеосевиком или вторым чипом , это понятно .

Хм... Если планируется такое, и только такое применение, то о всех обсуждаемых прогибах можно сразу забыть: на практике они просто никогда не будут обнаружены

[LifeIsGood]

Хмммм... если гидирование будет по второму чипу, то поблем будет намного меньше! Надо будет учесть ошибку деколлимации в 80мкм, а "уползание" будет скомпенсировано гидом.


Павел меня опередил!

[Diskus]

Как будет прогибатся труба , науке неизвестно , как-то средне между Пилгримом и Эрнестом   
Наша задача минимизировать эти прогибы , какова бы ни-была их природа , путем экономии веса и ужесточения если понадобится .

Если все же придется усиливать конструкцию: здесь напрашивается "связать" наружные грани шпангоутов плоскими пластинами - хотя бы три грани из шести и хотя бы 1.5-миллиметровым дюралевым листом. Понятно, что это в ущерб легкосборности и трансформируемости, но если припрет...

Листы я припас на крайний случай 2 мм толщиной 

[stepan]

половину колец надо выкинуть. остальные скруглить. штанги тоже выкинуть. оставшиеся кольца обернуть этим листом - и будет хорошая труба