Строительство обсерватории M_Z под Минском

[M_Z]

Здравствуйте!
В этом году завершился главный строительный этап возведения обсерватории M_Z. Купол собирался на земле (на фото видны столбики-опоры), потом его подъемным краном подняли на башню. Купол проектировали и собирали силами семьи в течение нескольких лет, преимущественно в периоды летних отпусков (поэтому так долго). Вес купола 2,6т. Конструкция деревянная, обшита фанерой и покрыта оцинковкой. Опирается на монолитный пояс, круглый в плане; по поясу установлены ролики (набор подшипников N180606) для обеспечения вращения купола. В дальнейшем планируется установить самодельный телескоп-рефлектор, добавить механизмы автоматизации вращения купола, управления створками забрала.

[mo]

День добрый!

Вес купола 2,6т. Конструкция деревянная, обшита фанерой и покрыта оцинковкой

Очень импонирует отход от классической "полусферной" конструкции купола. Если есть под рукой и Вас не затруднит, можете опубликовать эскизы / чертежи купола?
Планируется ли моторизация купола, а так же как планируете синхронизировать азимут купола с телескопом?

Спасибо.

[M_Z]

Олег, здравствуйте!
С большим удовольствием много лет читаю Ваш сайт : )
Отвечаю на Ваш вопрос: чертежи выполнены на бумаге, не систематизированы, их нет в удобном для опубликования виде, поэтому опишу словами и фотографиями:
Форма купола была выбрана для простоты сборки, чтобы все элементы были прямолинейными (особенно упрощается работа с жестью). Внешние размеры башни - 4х4м, толщина стен - 250мм, размеры купола в плане 4,2х4,2м (по 10см нависание с каждой стороны). Высота установки купола от уровня пола - около 1,4м. Верх купола относительно уровня земли - около 7,5м. Основные моменты конструкции можно посмотреть на фотографиях. Брус/доска - 20х5см и 15х5см, фанера - толщиной 10мм. Вертикальный упорный круг основания собран из 12 слоев 4мм фанеры (склеен) и укреплен стальными полосами.
Сверху и снизу створок размещены два механизма открывания (винты), их двигатели (использованы двигатели от стеклоподъемников) будут синхронизированы с помощью микроконтроллера.
Все оборудование планируется питать от сети 220В, в буфере - 12V автомобильные аккумуляторы.
Сейчас, пока зима, работаю над механизмом вращения купола, он будет организован по принципу лебедки, все элементы, в том числе двигатель, будут размещены на нижнем этаже под обсерваторией.  Трос будет закреплен на упорном круге купола, поэтому будет точка от которой и до которой купол будет вращаться на 360гр. - хочу попробовать такой вариант, насколько он будет удобен в использовании. За счет датчиков на куполе и на телескопе будет обеспечена синхронизация купола и телескопа: купол будет следить за положением телескопа - или сам напишу программу для микроконтроллера или возьму готовую. Может, Вы что-то можете посоветовать в этом вопросе? Телескоп планируется на альт-азимутальной установке. Сейчас есть несколько самодельных зеркальных и линзовых (из готовых объективов) телескопов.

[M_Z]

Еще фото конструкции

[mo]

Ага, примерно понятно.
Я сам планирую строить небольшой купол. Пока не знаю, получится ли по деньгам возвести его этим летом или придётся перенести на следующее. Выбираю конструкцию, изучаю плюсы и минусы разных решений.

В принципе да, если "непроходимый 0" разместить на севере, то отсутствие возможности перехода через него не столь фатально для съёмки и наблюдений. Однако я в этом узле планировал поставить внизу мотор с шестернёй, а на куполе закрепить двурядную жигулёвую цепь (собранную из нескольких магазинных по месту). Вариант с тросом может оказаться дешевле и проще в установке, да ещё и без значительных минусов, как написал выше. Так что с интересом слежу за развитием Вашей обсерватории.

Синхронизация упирается в простой энкодер (датчик угла) и небольшую программу. Энкодер - может быть, и правда, просто набором датчиков или же оптическим, на резисторе и т.п. Может быть инкрементальным, тогда в начале придётся загонять купол в 0 и ловить его концевиком. Может быть абсолютным и тогда включение купола с любой позиции будет тут же воспринято софтом.

Я разрабатывал (но не реализовывал, а передал на субподряд) энкодер на ... вебке и распечатанной шкале на ламинированных листах А4, наклеенных по кругу купола. Решение интересное, но сейчас мне кажется что чуть избыточное. Впрочем, технически оно элементарное и дешёвое. Распечатка, ламинирование, наклейка шкалы. Установка вебки, её освещения и светощащитного короба. Программа.

Той программы у меня нет, но я могу в личке подсказать кому я помогал делать проект. Можно использовать её, можно написать свою. Для азимутала математика чуть проще, чем для немца с перекладкой и смещением оси телескопа из центра купола.
В целом да, мне было бы интересно помочь реализовать этот проект (с программерской точки зрения). Так как, почти без изменений, он будет работать и у меня.

[M_Z]

Олег, здравствуйте!
Идея конструкции купола взята из книги "Оптические телескопы будущего", изд. Мир, 1981г., стр.151 (только у меня добавлены уклоны передней и задней стенок).
В связи с тем, что есть опасения, что углы купола со временем могут начать провисать, по углам башни установлены домкраты со штоками, которые будут поддерживать углы купола, когда не проводятся наблюдения.
Как показывает эта зима, задувания снега нигде нет (в т.ч. по верху башни), но для надежности в будущем думаю сделать еще закрылки на верху башни, которые будут закрывать верх стены.
У меня непроходимый ноль выбран на северо-западе, в направлении на Минск, т.к. есть засветка. Но при этом, хочу отметить, что ширины открытия створок  достаточно, чтобы проводить наблюдения в любом направлении, не обращая на это внимание. Единственное неудобство - отсутствие кругового вращения.
Изначально для вращения купола я тоже думал использовать цепь от кортофелекапалки, но потом склонился к тросу, т.к. это менее шумно и можно механизм убрать под пол. Практика покажет, насколько предположения верные : )
Круговой рельс размещен на монолитном поясе, изготовлен из 32 уголков 60мм, развернутых в разные стороны и скрученных между собой. На них размещены ролики, по которым катится купол.
В свое время я с интересом наблюдал за Вашей разработкой на вебкамере, но  посчитал для себя это решение слишком навороченным, у меня все примитивнее. Планирую делать абсолютный 8-разрядный кодовый диск, нарисовав его маркером на упорном круге, применить 8 разомкнутых оптопар.
По альт-азимутальной программе пока особо не заморачиваюсь, оставляю это на более позднюю разработку.
Хочу рабочее место для визуальных наблюдений разместить на уровне низа купола в составе самой купольной конструкции, чтобы вращаться вместе с куполом (не ставить стремянку).

[M_Z]

Олег, поскольку Вы рассматриваете разные варианты купола, обращу Ваше внимание на эту обсерваторию: Отчет о строительстве обсерватории под Минском
Очень мне этот купол понравился. Единственное, не понятен вопрос с герметичностью.

[mo]

Олег, поскольку Вы рассматриваете разные варианты купола, обращу Ваше внимание на эту обсерваторию: Отчет о строительстве обсерватории под Минском
Очень мне этот купол понравился. Единственное, не понятен вопрос с герметичностью.

Спасибо.
Я пока склоняюсь к более простому в исполнении варианте - лежачий полуцилиндр (как теплица).
Упрощается покрытие и герметизация. Сдвиг забрала происходит по прямой вбок. Возможно, для лучшей развесовки, забрало состоит из двух половин. Но, думаю, можно обойтись одной секцией.

Юбка круглая поверх круглой башни. Рельса круглая. Эти компоненты аналогичны "классическому" куполу.

Единственный видимый мною минус конструкции - боковая ветровая нагрузка выше купола в форме полусферы. Но это лишь намёк не скупиться на материал и делать купол тяжелее. Чтобы его не сдуло.

Ещё одна модификация этого "купола" - не полуцилиндр, а полумногоугольник на боку. Одна из фигур - Ваш купол.

[mo]

... но нарисовав, я вдруг понял, что этот вариант может оказаться и не проще в реализации, а наоборот.
Есть время подумать.

[Буйный астроном]

 Добрый день, коллеги! 
Я   тоже прошёл через муки строительства собственной обсерватории и знаю, что за этим стоит.
Купол делал так: http://www.heavenly-owl.com.ua/?page_id=63

Сайт давно, правда, не обновлял. На сегодняшний день всё автоматизировано - привод купола, синхронизация, управление забралом.
Телескоп - Ньютон 300 мм.

Если будут вопросы - отвечу без проблем. Сам  нуждался в советах на момент строительства.

[Грехов Михаил]

В принципе да, если "непроходимый 0" разместить на севере, то отсутствие возможности перехода через него не столь фатально для съёмки и наблюдений. Однако я в этом узле планировал поставить внизу мотор с шестернёй, а на куполе закрепить двурядную жигулёвую цепь (собранную из нескольких магазинных по месту). Вариант с тросом может оказаться дешевле и проще в установке, да ещё и без значительных минусов, как написал выше. Так что с интересом слежу за развитием Вашей обсерватории.

Если удаленка, и если что-то переглючит (как описывал Сергей Погребисский), то купол может сам начать неконтролируемое вращение на черт знает сколько оборотов в одну сторону. У него может на все 360... а в данном случае, если будет ограничение, то дабы не сломать механику саму себя наверное имеет смысл хотя бы какие-то концевики поставить.   

[serzg]

Трос будет закреплен на упорном круге купола, поэтому будет точка от которой и до которой купол будет вращаться на 360гр. - хочу попробовать такой вариант, насколько он будет удобен в использовании.

Вариант с тросом может оказаться дешевле и проще в установке, да ещё и без значительных минусов, как написал выше.

Парни, не забудьте, что трос в процессе эксплуатации растягивается. Специально не мерял, но если не вдаваться в подробности типа "приведеннонго модуля упругости" процентов 10 будет.

[M_Z]

Serzg, большое спасибо!
Учту это при разработке механизма.

[AstroNick]

Я пока склоняюсь к более простому в исполнении варианте - лежачий полуцилиндр (как теплица).

В соседней теме я уже отметился со своим вариантом исполнения именно такой конструкции, а здесь добавлю некоторые ключевые моменты - может, мой опыт кому-то пригодится и натолкнёт на новые идеи! Потому как конструкция действительно очень простая и доступная!

Собственно, сама идея постройки полноповоротного купола у меня возникла в тот момент, когда на свалке я увидел толстую и широкую (10х65 мм) стальную полосу и вдруг сообразил, что именно такую ещё можно аккуратно согнуть вручную, но при этом, поставленная на ребро, она бы смогла исполнить роль опорного кольца. Обойдя, таким образом, извечную проблему со сгибанием швеллера (или другого металлопроката) в дугу требуемого радиуса и с минимальными отклонениями от этого радиуса!

Вот эту идею летом 2002 года я и воплотил в железе - на отдельной площадке в саду собрал будущее основание второго этажа будущей обсерватории, а поверх него - и основание купола. На данной фотографии основание купола - квадрат 3.3х3.3 м с укосинами по углам - собран в перевёрнутом виде, потому что вышеупомянутое опорное кольцо из стальной полосы удобнее было крепить сверху. Длина укосин была выбрана с таким расчётом, чтобы опорное кольцо было закреплено в 12 равномерно распределённых точках (4 в серединах балок основания купола и по 2 на каждой из 4 укосин). Между прочим, всё железо на данном фото (включая даже крепёжные болты с гайками) - исключительно дары свалки 

[AstroNick]

Следующий этап - переворот основания купола обратно, в штатное положение, и установка его на ролики. У меня в качестве роликов были использованы четыре старых широких диска от автомобильных колёс, так что небольшие (+/- 3 см) отклонения опорного кольца от окружности были вполне допустимы. И тут ничего сложного и дефицитного!

[AstroNick]

Дальше - крепление к основанию каркаса купола - четырёх дуг из оцинкованных 20-мм труб, кое-где соединённых между собой горизонтальными стяжками. Эти дуги делят будущую крышу купола на три секции. Крайние секции сделаны шириной по 1 метру - с таким расчётом, чтобы при креплении поверх дуг стандартных листов оцинкованного железа шириной в 1 метр эти листы вообще не нужно было бы резать, а только завальцевать края! Секция посередине - будущий люк шириной 1.3 метра с передней строны, а с задней этот проём будет закрыт всё тем же железом до нужной высоты (оставив доступной околозенитную область). Хочу особо подчеркнуть, что изогнутое по цилиндру листовое железо намертво крепится к дугам, и вместе они образуют настолько жёсткую конструкцию, что никакой дополнительной поддержки листовому железу не требуется! Несмотря на то, что на интервале целого метра (между дугами) оно ни на что не опирается! 13 успешно перенесённых зим это подтверждают!

[AstroNick]

Каркас забрала устроен аналогично - из тех же труб, но с дополнительной центральной дугой (ширина забрала больше 1 метра, поэтому нужна поддержка стыку покрывающих листов железа посередине). С передней стороны снизу забрала - два ролика, которые катаются по трубе, закреплённой прямо на основании купола (на снимке она жёлтого цвета). С задней стороны - аналогично, только направляющая труба расположена наверху, сразу за задним краем будущего люка. И попутно эта же труба служит крепёжным элементом, связывающим все дуги (хотя закреплённое поверх дуг листовое железо связывает их ничуть не хуже).

Вот, собственно, и все мои секреты конструкции купола типа "полуцилиндр на боку"! Остаётся только каркас аккуратно покрыть листовым железом, заделать торцы и промежуток под куполом (у меня на это пошли листы б/у оцинковки),  добавить шторм-захваты купола и забрала. И можно пользоваться! Описываемый купол 3.3х3.3 метра после полной сборки весит около 300 кг и без особого труда поворачивается вручную. Кстати, для его подъёма наверх кран не понадобился - я просто постепенно разбирал то, соорудил в саду, в одиночку поднимал по частям и собирал на месте.