Вилка из стеклопластика - это реально?

[Starik NEW]

У Леонида Леонидовича Сикорука  во 2-м издании "Телескопов для любителей астрономии" на стр. 269 описан способ изготовления вилки из стеклоткани и эпоксидной смолы. Вилка должна получиться легкая и прочная (если изготовить ее оптимальной формы). Вопрос - кто-нибудь сделал такую? Если да, то какова она в эксплуатации? Не гнется ли? Трубу какого веса можно на нее поставить? Если Леонид Леонидович ответит, буду счастлив!

[kis]

Правду скажу не пользовался и не делал такой штуки но с точки зрения здоравого смысла небольшой инструмент для визуальных наблюдений выдержать должна без каких либо проблем а вто для целей астрофотографии видимо будет не пригодной. Жесткости наверное не хватит. Но опять же здравый смысл подсказыват что скомпенсировть прогибы при гидировнии вполне реально они не будут слишком большие. Если вешать 5-8 кг то по логике должно держать.

[bibliograf]

http://www.astrosurf.com/atlaz/465_e.htm

[Nazar]

Думаю, что если изготовление этой вилки описано с столь серьезной книге, то оно заслуживает доверия. Наверняка перед публикацией эта вилка была изготовлена и проверена. Я считаю, что поскольку вилка получается гибкой и прочной, то она вполне подойдет и для астрофотографии. А вообще было бы интересно узнать мнение человека, который ее хоть раз делал.

[David]

При всей эстетической привлекательности вилки,у неё есть серьёзные недостатки. Если вы не поленитесь взять какой-нибудь букварь по сопромату и сравнить вес вилки и колонны при равной жесткости,то увидите что колонна вместе с противовесом всё равно легче вилки. Только  не рассматривайте случай нагружения описанный у Сикорука,он не самый опасный.Рассмотрите вариант когда траверса вилки будет работать на скручивание(когда перья разъезжаются в противоположные стороны). Может при длине перьев 300-400мм вилка и может конкурировать с колонной ,но при перьях в 600мм вилка уступает в 2-3 раза.   Кроме того , если рассматривать стеклопластик в качестве  материала,то нужно помнить о его сравнительно низкой жёсткости ( по памяти раз в 8-10 по сравнению со сталью).  Т.е. вилку придётся делать огромного сечения,сопрягать стеклопластик с металлическими деталями по большИм площадям. Во многих критических  местах стенки придётся делать гораздо толще. Выклеивать  большие стеклопластиковые поверхности с кривизной в обоих плоскоях тоже не подарок ,а уж шкурить-шпаклевать квадратный метр стеклопластика   -   чистый мазохизм (это не труба ,в токарном станке не пошкуришь). Кроме того в вилке меня отталкивает необходимость балансировки с помощью грузов (при навешивании гида,астрографа и т.п.) , расслабить хомут и сместить трубу с обвеской как-то приятнее. Да и для транспортировки возможность легко отстегнуть трубу привлекательна.

[Starik NEW]

Мне кажется, рассматривать случай, когда перья вилки "разъезжаются в разные стороны" не совсем корректно, так как этого можно избежать несколькими способами. Например, если изготовить специальное посадочное место под трубу, в которую та будет вкладываться и жестко фиксироваться, кстати, тогда ее можно будет передвигать (в небольших пределах, разумеется) для балансировки.
На концах полуосей, можно например, предусмотреть специальные фиксирующие колпачки.
А насчет шлифовки стеклопластика... красота требует жертв. И все-таки, кто-нибудь сделал такую вилку?
К сожалению, bibliograf,  ваша ссылка у меня не работает, но сайт интересный. Поползаю, может найду чего новенького.

[Starik NEW]

Простите, David, не сразу врубился в Ваше возражение. Действительно, при удлинении перьев вилка начинает терять свою жесткость и плохо будет работать на скручивание. Меня поразила фотография телескопа  в книге Л.Л. Сикорука, построенного в Баку под руководством Сорина. Там перья очень длинные и нагрузка на полярную ось мне кажется, должна быть очень большой. И такая длина перьев неминуемо должна приводить к значительным смещениям поля зрения. Или я ошибаюсь?

[bibliograf]

 Попробуйте на http://astrosurf.com/ в разделе Les instru-
ments открыть Construction d'instruments и далее Techni-
ques d'astronome amateur. Там есть описание 465мм пено-
пластового Добсона Jacques Civetta

[Ed_Trygubov]

Вилка из стеклопластика всё-таки плохой вариант. Трудоемкость велика, а недостатки сплошь и рядом. Как быть   с точечными нагрузками? С точностями? С погрешностями расположения базовых поверхностей при тонких стенках? Что делать при сопряжении стеклопластикового корпуса с металлическими деталями: полярной осью, полуосями склонений. Вклеивать металлические пластины-вкладыши? Плохая агдезия клея к металлу врядли позволит сделать узлы ударопрочными(при транспортировке)   и долговечными.
Алюминиевое литье по деревянным моделям,  наиболее приемлемое для любителя,  дает  идеальное решение для вилки.  

[David]

А я бы не сказал что алюминиевая вилка хоть чем-то лучше. Алюминий проигрывает стали по жёскисти примерно столько-же сколько выигрывает в весе. Сравним для примера перья вилки из стального и алюминиевого швеллера. Допустим швеллер шириной 100мм. Нам придётся ориентироваться на гнутый ,а не катаный стальной профиль , поскольку только у гнутого встречаются толщИны   стенки 3-4 мм в данном размере(купить такой тоже проблематично). Если мы собрались отливать такой-же по размеру ,но более толстостенный алюминиевый профиль ,то в весе мы ничего не выигрываем(скорее проиграем).Если же мы увеличим размер полки до 120-140 мм сохранив толщину стенки - в весе мы наверно выиграем, но как отлить в домашних условиях деталь с 3мм стенкой? Идём дальше, для вилки отимальными сечениями являются труба для траверсы и эллисная(либо ей подобная)труба для перьев. В домашних условиях можно отлить либо тавр(как на картинках в книжке) либо...даже не знаю что. Тавр при работе на скручивание не выдерживает никакой критики.Так что  если уж делать вилку  ,то стальная труба на траверсу и труба либо гнутый швеллер  на перья. При всём богатстве выбора -  разумной альтернативы нет  

[bibliograf]

 Чтобы увеличить жесткость пенопластовых крыльев, авиа-
моделисты применяют изящный прием: в пенопласте при
помощи П-образной скобки из толстой проволоки, накали-
ваемой током от понижающего трансформатора, прорезает-
ся паз. Этот паз выкладывается стеклотканью с эпоксидной
смолой, затем вклеивается лонжерон из сосновой рейки
Сверху все снова заклеивается стеклотканью. Для улуч-
шения адгезии в смолу добавляют просушенную древес-
ную муку. 1,5 метровое крыло планера весит менее 0,5 кг!
При конструировании монтировки из пенопласта, вероятно,
целесообразно изменить конструкцию вилки и взять за
основу первый вариант монтировки 6-м телескопа - почти
шарообразная "вилка" , катается на подшипниках, она
плавно переходит в объемистую коническую полярную
ось.

[Starik NEW]

Bibliograf! Спасибо за ссылку - накопал очень много интересного, правда, на французском языке. Но с помощью  Promt, немного потратив времени одолеть можно. Очень много интересных технических решений. Конечно, "буржуйские" Добсоны впечатляют, особенно своими апертурами. По поводу вилки. Мне представляется, что при ее изготовлении из стеклопластика сложно добиться перпендикулярности осей. Сию проблему, как мне представляется, можно решить, сделав их муляжи (например, подходящие по диаметру стальные трубы, сваренные в виде буквы "Т" под прямым углом друг к другу). В остальном действуем, как описано у Л. Л. Сикорука. Когда вилка готова – вырезаем ножовкой и получим готовые посадочные места под подшипники, конечно для этого на трубы придется надевать дополнительные болванки. Проблему сопряжения металлических деталей со стеклопластиком можно решить, если эти детали вклеивать в заранее подготовленные ниши каким-нибудь суперклеем.

[bibliograf]

 Возможно и другое применение пенопласта при изготовле-
нии монтировки - есть такой способ литья из легких сплавов
"по выжигаемой (газифицируемой модели)" Модель вилки
делается из пенопласта на герметике и клейкой ленте,
снаружи обмазывается жаростойким бетоном (для ремонта
печей и каминов). После просушивания форма прогревается и модель выгорает. Форма помещается в ящик с сухим пес-
ком и производится отливка. После остывания форма разби-
вается. Важное преимущество такой модели - она может
иметь форму, которую нельзя придать деревянной модели-
литейная форма неразборная и на модели можно делать
всевозможные поднутрения, облегчения и т.д.

[David]

Starik Вы выбрали стеклопластик в качестве материала из эстетических или каких-то иных соображений? Если для красоты - то он вне конкуренции. Если же учитывать жёсткость и технологичность , то у него есть достойные конкуренты. Может вам попадались сведения о модуле упругости различных материалов,но я на всякий случай напомню: сталь 2,1 Е11 Па (плотность 7,7 г/см.куб), стеклопластик 2,05 Е10 Па (плотность 1,9), дерево вдоль волокон 0,9-1,1 Е10 ( плотность 0,5-0,9 взависимости от породы).Думаю фанера где-то рядом. Это я к тому что при вдвое-трое меньшей жёсткости фанера в 3 раза легче стеклопластика.  Т.е. если не стоит задача сделать шибко красиво и рационально то намного проще сделать вилку фанерной.
Закладные элементы не нужно клеить суперклеем. Их вклеивают по мере формования оболочки, между слоями ,даже если адгезия смолы к металлу вам кажется недостаточной , из толщи стеклопластика железки никуда не денуться. Пенопласт вытравливать из вилки  - неразумно , 200-500 грамм веса  погоды не сделают,  зато у Вас не будет такого явления как потеря устойчивости тонкой стенки.
Сварить трубы под прямым углом не так просто, их поведёт при сварке. Проще временно раскрепить подшипниковые узлы и произвести юстировку .А для соблюдения соосности использовать сплошную ось(или её муляж),разрезаемую в последствии на полуоси.

[Starik NEW]

   David! Спасибо за Ваши интересные идеи. Стеклопластик я еще не выбрал в качестве материала, как, впрочем, и вилку в качестве монтировки. Пока обсуждаю с Вами и другими опытными людьми их достоинства и недостатки. И не бесполезно, за что всем большая благодарность.
  Стеклопластик, даже если судить по приведенным Вами данным, уникальный материал – будучи чуть тяжелее древесины, имеет модуль упругости, сравнимый со сталью! Стеклопластик практичен, в смысле придания ему любой, сколь угодно сложной формы. Эстетичен, хотя это – далеко не самое главное. Большой минус, конечно, липкие руки, вредная пыль.
  Насчет сопряжения металла и стеклопластика с Вами полностью согласен, но иногда можно применить и суперклей, там, где металлические детали вставляются после изготовления вилки, а не во время оного. Когда я говорил о сварке труб, я имел в виду, конечно же, муляжи осей. Сварка - это просто звучит громко: нужно всего лишь выставить трубы под прямым углом, надежно зафиксировать и прихватить в двух-трех местах сваркой, дать остыть не расфиксируя. Тогда повести не должно. В первом приближении, такой точности хватит, большей добиваемся юстировкой уже собственно осей. Или другой вариант - оси больше не юстируем, а компенсируем погрешности микрометрическими ключами при гидировании – это конечно хуже. По поводу пенопласта, думаю, Вы правы.
  Фанера, это конечно, здорово, но, хоть убейте меня, не могу представить себе точный инструмент, каким и является телескоп, деревянным.
  Вообще же, мне кажется, вилка из стеклопластика имеет право на существование в какой-то строго ограниченной нише. Вот вопрос, – в какой?  

[David]

Кстати о нише. А какой инструмент (длина трубы,диаметр, положение центра тяжести, вес)Вы собираетесь вешать на монтировку? И какую жёсткость(например приложив усилие 1н к концу трубы получить смещение оси не более стольких-то секунд дуги)  хотели бы иметь?
И вообще какая жёсткость(в цифрах) считается разумно достаточной (это уже вопрос к корифеям) ?

[Starik NEW]

Знаете, Давид, пока не готов предметно ответить на Ваш вопрос. Так как телескоп еще только в стадии «сбора материала». У меня есть заготовка под зеркало диаметром 175 мм, но какой смогу потсроить – еще не знаю: или Максутов-Кассегрен или Кассегрен обычный. Но длину трубы можно прикинуть – см. 100-90. Предполагается как фотографическое, так и визуальное применение. Хотелось бы, чтоб не дрожал от порывов ветра. А от прикосновений рук наблюдателя к окулярному узлу в той или иной степени будет играть любой инструмент. Не так ли?

[David]

Ну это смотря как прикасаться. Принципиальной разницы между ветром и руками нет. И все таки хотелось бы услышать мнение о достаточной жёсткости от владельцев телескопов на нормальных монтировках (не добсонах). Кому не в лом ,надавите на дальний конец трубы с силой (хоть на глаз) 1 кг и оцените смещение . А то построю монтировку,а она хлипкая окажется.

[L.sikoruk]

Вилка из стеклопластика.

David: «только не рассматривайте случай нагрузок, описанный у Сикорука, он не самый опасный. Рассматривайте вариант, когда траверза вилки будет работать на скручивание (когда перья вилки разъезжаются в разные стороны)»
Если Вы не поленитесь и загляните на стр. 234, то обнаружите там случай, который описываете Вы. Разница в том, что в книге приведены численные примеры оценки жесткости траверзы, а не общие рассуждения.
David: «Тавр при работе на скручивание не выдерживает никакой критики».
В общем да. Также как не выдерживают критики ни швеллер, ни двутавр, ни уголок. Но ведь в действительности хорошо работают! В частности у нескольких «ньютонов»  от 110-мм до 250-мм Клуба им. Максутова были литые или фрезерованные вилки таврового сечения. Жесткость более чем достаточная. Конечно, 100-мм профиль со стенками 3-4 мм – это смешно. Такая траверза будет работать плохо, но зачем же выбирать такие нелепые элементы сечения?
Что касается жесткости изображенной в книге монтировки С.И. Сорина, то она не просто достаточна, но просто «свирепа». Избыток многократный объясняется коробчатым сечением, материалом (сталь) и толщиной стенок.
Вообще в своей книге я поместил только те конструкции и идеи, которые сделал своими руками или видел собственными глазами. Никаких «общефилософских соображений» в книге нет.
Возможности стеклоткани как материала в любительском телескопостроении подробно рассмотрены в дискуссии «насколько хороша бумажно-клеевая труба». Многие возражения против стеклоткани не имеют под собой серьезной базы. Подумайте, почему корпуса лодок и яхт с таким энтузиазмом выклеивают из стеклоткани, почему стал возможен кругосветный перелет на двухместном самолете из бумажной массы, а не из алюминия или других легких металлов.

Ваш Сикорук.

[Starik NEW]

Леонид Леонидович! Вы ответили – спасибо.

Л.С.: «Вообще в своей книге я поместил только те конструкции и идеи, которые сделал своими руками или видел собственными глазами. Никаких «общефилософских соображений» в книге нет...»

То есть вилку из стеклопластика Вы все-таки делали сами? Интересно, какую трубу на нее ставили? Сколько она весила? Монтировка была стационарная или транспортабельная? Каковы были размеры вилки (длина перьев, траверзы, толщина стенок). Каково назначение телескопа – визуальный или фотографический? Как вилка вела себя в работе: как быстро затухали колебания от прикосновений?
И по поводу монтировки Сорина. Если сталь, то по вилке нет вопросов, действительно – жесткость такой «коробочки» вполне достаточна, наверное, даже избыточна. Но узел полярной оси слабоват… Возможно, полярная ось коротковата для столь длинных перьев (наверное, 60 см, если судить по фото).

С уважением, Starik