О толщине и разгрузке зеркал

[SAY]

К слову, не следует воспринимать классические рекомендации по разгрузке как "более надежные", а то что посчитано методом конечных элементов как более рискованное.

Вот пример разгрузки одного и того-же зеркала (254/25.4) на три точки по классическому радуису опор 0.8R (слева) и полученному в результате оптимизации в PLOP-е 0.4R (справа). Обратите внимание на разницу в величине отступления от ближайшей параболы. У классического варианта это 90 нм, а у предлагаемого PLOP-ом 24 нм - проигрыш "классики" более чем трехкратный!

При этом уход фокуса у классики 18.4 мкм, а у нового подхода 43.5 мкм - то есть фокусное расстояние в классическом варианте действительно стабильнее. Понятно, что для визуальных наблюдений это не важно (фокусировочная адаптация глаза много быстрее, чем изменение угла трубы телескопа). Но и для астрофото при относительном 1:5 полное изменение пятна из-за весовой расфокусировки составит всего 43.5/5 = 8 мкм. Это пренебрежимо малое значение, особенно принимая во внимание что перекладывание трубы на 90 градусов в процессе экспозиции - это фантастика.

Мне честно говоря не совсем понятно сравнение новой разгрузки на 3 точки с классической для тонкого зеркала 250 мм. Я изначально говорил, что разгружать подобное зеркало классическим способом на 3 точки бессмысленно в силу больших деформаций. В данном случае я говорю о разгрузке на 9 точек, которая по технической реализации в условиях любительского телескопостроения ничуть не сложнее, чем на 3. Про конструкцию оправы типа той, которая описывается в книге Л.Л.Сикорука и была реализована в телескопе ТАЛ-2, применительно к большим зеркалам я вообще не говорю в силу ее бОльшей сложности в изготовлении и громоздкости.
Что касается новых методов разгрузки тонких зеркал для визуальных телескопов, то приклеивание зеркала к одной центральной точке лично мне внушает бОльшее доверие, чем разгрузка по радиусу 0,4 на 3 точки.

[Дрюша]

Об чем речь? Обсуждаем ведь уже готовые зеркала.

Это, типа, мы тут чисто умозрительно так "обсуждаем". А в книжке у Сикорука, там чёрным по белому написано, что рекомендации, приводимые там, относятся к заготовке перед началом работы. И с учётом того, что какая-то толщина будет сошлифована (кстати, и заднюю сторону тоже рекомендуется на сколько-то сошлифовать), и в расчёте на технологические нагрузки и всё такое... Вроде бы (точно не помню, но вроде бы) примерно то же самое сказано у Навашина. И правильно. Потому что умозрительные рассуждения насчёт уже готового зеркала - на фиг они нужны любителю-практику, который на самом деле вознамерился сделать реальное зеркало?

[ysdanko]

Кстати был такой телескоп “Стратоскоп 1”, предназначенный для получения изображения Солнца на предельном разрешении. Поднимался на высоту до 25 км на стратостате. В общем почти космический  инструмент. Диаметр зеркала 30,5 см при толщине 7см (больше чем у Максутова). Три торцевые опоры имели площадь около 2мм^2.  ГЗ было расположено в пенопластовом блоке для того, чтобы теплообмен происходил только с лицевой стороны зеркала, при этом достигалась параллельность эпюр термических деформаций по отношению к  поверхности  зеркала. Труба также была теплоизолированая, что обеспечивало ламинарную конвекцию воздуха внутри телескопа. На инструменте было достигнуто предельное для его апертуры разрешение. Это я к вопросу об остывании и термостабилизации.

[Денис Никитин]

Потому что умозрительные рассуждения насчёт уже готового зеркала - на фиг они нужны любителю-практику, который на самом деле вознамерился сделать реальное зеркало?

Это не умозрительные рассуждения. С этого началась тема, она о разгрузке зеркал в телескопах, а не об изготовлении оных. И при чем здесь любители-практики самостоятельно делающие зеркала? Таких из общего числа телескопостроителей единицы. Основная масса пользуется оптикой, изготовленной оптиками-профессионалами. Последние, я вас уверяю, не пользуются рекомендациями Сикорука или Навашина. Согласно рекомендациям последних зеркало вообще не разгружается при обработке, держим в руках и шоркаем. Где вы видели в продаже зеркала 200 мм толщиной 35 мм и 250 мм толщиной 50 мм? Кому нужны такие зеркала? Рассказали ли Сикорук и Навашин как разгружать более тонкие зеркала при обработке? (Глянул в Навашина, он все таки рассказал в двух словах.)   

[ysdanko]

А действительно как. Заманчиво, посчитать на PLOP, да и натереть зеркало из оконного стеклла диаметром с полметра.

[Дрюша]

С этого началась тема, она о разгрузке зеркал в телескопах, а не об изготовлении оных.

Ну тогда ссылки на Сикорука, Навашина и Максутова здесь и вовсе неуместны. Они там писали про одного Фому (то есть, про изготовление), а мы тут талдычим про другого Ерёму (то есть, эксплуатацию). И Сикорук, и Навашин, конечно же, писали про разгрузку более тонких зеркал, паче того, она же (эта разгрузка) рекомендовалась и при изготовлении. Разумеется, в положении "зеркало снизу".

[echech]

Ну здесь вы не правы.  Чем метод пробных стекол отличается от интероферометрического способа измерения отклонений поверхности от сферы или плоскости?

Только тем, что он не пригоден для асферики, во-первых, и впринципе контактный - то есть вносит свои весовые деформации и нарушает картину ее распределения даже если его приложить к сферам, во-вторых.

Я думаю, что скорее всего таким способом и были получены, рекомендуемые Максутовым соотношения

Максутов таких экспериментов не делал, во всяком случае он и Михельсон вслед за ним в "своих" рекомендациях ссылаются на работу Кудера 1932 года, в которой расчетным путем оценена деформация круглой толстой пластины. Кстати, оценка прогиба оказалась довольно верной. Но важным с точки зрения искажений является не прогиб сам по себе, а отступление прогиба от ближайшего параболического профиля. Для этого уже требовалась не оценка, а точный расчет деформаций высшего порядка, который стал возможен с появление метода конечных элементов.

Заманчиво, посчитать на PLOP, да и натереть зеркало из оконного стеклла диаметром с полметра

Примерно так и делают - все большие зеркала зарубежных телескопостроителей от полуметра и более натерты из так называемого plate glass толщиной 40-50 мм. И соотношение толщина/диаметр доходит до 1:20.

был такой телескоп “Стратоскоп 1”,... Это я к вопросу об остывании и термостабилизации

Надеюсь, опыт 25 км высот мы не будем механически переносить на условия любительской обсерватории? Все-таки небольшая разница в плотности воздуха есть, не так-ли?

Потому что умозрительные рассуждения насчёт уже готового зеркала - на фиг они нужны любителю-практику, который на самом деле вознамерился сделать реальное зеркало?

Ну он же его потом не на стенку повесит, придется и над оправой телескопа подумать?

Мне честно говоря не совсем понятно сравнение новой разгрузки на 3 точки с классической для тонкого зеркала 250 мм

Да, это очень трудно понять. 

[SAY]

Мне честно говоря не совсем понятно сравнение новой разгрузки на 3 точки с классической для тонкого зеркала 250 мм

Да, это очень трудно понять. 

Если комментируете, то показывайте цитату оппонента в полном контексте: ""Мне честно говоря не совсем понятно сравнение новой разгрузки на 3 точки с классической для тонкого зеркала 250 мм. Я изначально говорил, что разгружать подобное зеркало классическим способом на 3 точки бессмысленно в силу больших деформаций."
В противном случае вы явно претендуете на роль провокатора.
Отсутствие у вас какого-либо практического опыта торцевой разгрузки зеркал на 6 или 9 точек (техническая реализация как я уже говорил одинаковая, как и на 3 точки) скорее является печальным фактом, а не основанием убеждать ЛА делать разгрузку на 3 точки по какой-то там бесплатно распространяемой программе "PLOP".

P.S. И приведите пожалуйчта хоть один пример любительского телескопа с диаметром главного зеркала 1000 мм толщиной 50 мм (т.е. относительной толщиной 1:20), на которые вы ссылаетесь в своем сообщении. Очень было бы любопытно ознакомиться.

[echech]

Я изначально говорил, что разгружать подобное зеркало классическим способом на 3 точки бессмысленно в силу больших деформаций

Но изменение радиуса опор до 0.4 согласно рекомендациям PLOP делает эту разгрузку уже осмысленной. То есть классические рекомендации по разгрузке просто не оптимальны, поскольку даже зеркало 190 мм 1:10 (которое по мнению Кудера еще годится для разгрузки на три точки) при разгрузке на меньший диаметр опор будет иметь втрое (!) меньшие весовые деформации.

b]вы явно претендуете на роль провокатора[/b]

То есть все-таки рука тянется к канделябру?!

Отсутствие у вас какого-либо практического опыта торцевой разгрузки зеркал на 6 или 9 точек

Откуда вы знаете о моем опыте? Вы думаете вы единственный в мире кто попал под обаяние "Астрономической Оптики" Максутова? Разгружал и я на 9 точек - был такой грех. Но со временем прошло.

техническая реализация как я уже говорил одинаковая, как и на 3 точки

Нарисуйте эскиз и на пальцах пересчитайте лишние по сравнению с 3-я опорами детали.

убеждать ЛА делать разгрузку на 3 точки по какой-то там бесплатно распространяемой программе "PLOP"

У нас тут не политический клуб, а место где обмениваются опытом, убеждать кого-либо нет желания, зная вашу постоянную оппозицию любым моим словам, я ведь сразу оговорился, что обращаюсь ко всем кроме вас.

И приведите пожалуйчта хоть один пример любительского телескопа с диаметром главного зеркала 1000 мм толщиной 50 мм

Вы уж как нибудь сами. Мои примеры боюсь вас не убедят.

[Денис Никитин]

а не основанием убеждать ЛА делать разгрузку на 3 точки по какой-то там бесплатно распространяемой программе "PLOP".

В этом не надо никого убеждать. Это только для Вас программа "PLOP" рушит устои, а многие давно уже применяют её на практике. В том числе участники форума, не говоря уже о тысячах зарубежных коллег.

.S. И приведите пожалуйчта хоть один пример любительского телескопа с диаметром главного зеркала 1000 мм толщиной 50 мм (т.е. относительной толщиной 1:20), на которые вы ссылаетесь в своем сообщении. Очень было бы любопытно ознакомиться.

Легко. Диаметр главного зеркала 41,5 дюйма, толщина 2 1/8 дюйма.

http://www.runway.net/pilots/dan/fortyone-page1.html

[SAY]

Тришка.
Дальнкйшее обсуждение пожалуй бессмысленно, говорим на "разных" языках. Моя последняя ремарка:
для разгрузки на 9 точек требуются:
- 3 металлические шпильки (продаются);
- 3 металлические шайбы под шпильки (продаются);
- 3 металлические гайки под шпильки, удобнее "барашки" (продаются);
- 3 металлических шарика (например от подшипника);
- 3 металлические гайки-врезные в фанерное основание (продаются). Не требуются, если основанием является металлическая пластина;
- 3 пластины для коромысел (продаются: металл, фанера, МДФ) + 3 металлические шайбы без отверстия (если коромысла из фанеры или МДФ) и шурупы для крепежа этих шайб к коромыслам;
- прокладки под зеркало (на сколько фантазии хватит).

Денис Никитин.
Из описания телескопа с зеркалом 1000 мм яствует, что есть проблемы с разгрузкой зеркала. Вероятно это из-за того, что еще не было "палочки-выручалочки" под названием PLOP - установил бы автор зеркало на 3 точки 0,4R и "любовался" бы в свое удовольствие.

[Денис Никитин]

Денис Никитин. Из описания телескопа с зеркалом 1000 мм яствует, что есть проблемы с разгрузкой зеркала. Вероятно это из-за того, что еще не было "палочки-выручалочки" под названием PLOP - установил бы автор зеркало на 3 точки 0,4R и "любовался" бы в свое удовольствие.

Перестаньте заниматься демагогией. Никто не говорил, что PLOP даст трехточечную разгрузку для этого зеркала.

[SAY]

Денис Никитин. Из описания телескопа с зеркалом 1000 мм яствует, что есть проблемы с разгрузкой зеркала. Вероятно это из-за того, что еще не было "палочки-выручалочки" под названием PLOP - установил бы автор зеркало на 3 точки 0,4R и "любовался" бы в свое удовольствие.

Перестаньте заниматься демагогией. Никто не говорил, что PLOP даст трехточечную разгрузку для этого зеркала.

Надеюсь, что Вы также последуете этому совету.

[echech]

для разгрузки на 9 точек требуются:
- 3 металлические шпильки (продаются);
- 3 металлические шайбы под шпильки (продаются);
- 3 металлические гайки под шпильки, удобнее "барашки" (продаются);
- 3 металлических шарика (например от подшипника);
- 3 металлические гайки-врезные в фанерное основание (продаются). Не требуются, если основанием является металлическая пластина;
- 3 пластины для коромысел (продаются: металл, фанера, МДФ) + 3 металлические шайбы без отверстия (если коромысла из фанеры или МДФ) и шурупы для крепежа этих шайб к коромыслам;
- прокладки под зеркало (на сколько фантазии хватит).

И это вы называете равным по сложности трем пластиковым кружочкам? 
Жалко что так и не появилось эскиза. Некоторые детали из этого набора я, например, не очень понимаю куда приложить. Возможно среди читателей найдутся и другие тугодумы. Может все-же набросаете? Глядишь, и дискуссия в более конструктивное русло вытечет.

Вот на рисунке в виде разреза показано как делал я.
Конструкция насыпная в том смысле, что коромысла ни как не крепились к основанию, просто прижимались сверху зеркалом.
Прокладка (в разрез попала одна из трех) на коромысло просто клеится.
Ничего - работало.

[ysdanko]

 ТРИШКЕ А я и не говорю про определение абсолютных значений деформаций. Оценить влияние расположения трех опор на прогиб можно и с помощью плоских стекол в относительных единицах. И при чем здесь асферика. Когда речь идет о решении задачи в принципе?

По поводу "Стратоскопа 1". Не смотря на разряженность воздуха нагрев зеркала на 5 градусов приводил к изменению плотности воздуха в трубе, которое уже могло повлиять на качество изображения. Именно поэтому и была выбрана конструкция где зеркало теплоизолировалось со всех сторон кроме лицевой.

По поводу соотношения диаметра и толщины зеркала вопрос. Почему досих пор в оптической промышленности  пользуются ГОСТ 2923-75, который рекомендует Максутовские соотношения для отношени  толщины к диаметру?

По поводу разгрузки на 9 точек -- делается за пару часов с помощью трех шариков от подшибника трех дюралевых треугольников и 9 винтов. Посмотрите у Навашина. (Ну конечно надо уметь пользоваться дрелью и ножовкой по металлу)

[Arkady]

По поводу разгрузки на 9 точек -- делается за пару часов с помощью трех шариков от подшибника трех дюралевых треугольников и 9 винтов. Посмотрите у Навашина. (Ну конечно надо уметь пользоваться дрелью и ножовкой по металлу)

И что. Достоверно работает только при горизонтальном зеркале. Чуть набок - вся математика рушится и все люфты или точнее невыбранные очевидные зазоры дают себя знать. Если неприклеено (или неинтеллигентно подперто сбоку) - то оно еще и ерзает туда-сюда и создает нестабильность

[ysdanko]

А где вы там люфты увидели? Люфт может быть только на шпильке фиксирующей треугольники от поворота. Но этот люфт особо ни на что  не влияет.

[Arkady]

А где вы там люфты увидели? Люфт может быть только на шпильке фиксирующей треугольники от поворота. Но этот люфт особо ни на что  не влияет.

Вы правы - при надлежащем исполнении там нет люфтов. Но:

Чуть набок - вся математика рушится и

- что тут скажете? Я просто перед И запятую на поставил. Сначала о просто "набок", без люфтов. Реакция боковой опоры при наклоне -сразу и многократно превосходит реакцию от каждой из 9-ти точечек в горизонтальном положении.

[Ernest]

Достоверно работает только при горизонтальном зеркале

Незнаю о чем вы. Приведенная выше конструкци нормально работает - по стабильность ничуть не хуже трехточечной. Ну это усложнение, конечно, стоит применять только когда уже достоверно хватает разгрузки на три точки.

Именно поэтому и была выбрана конструкция где зеркало теплоизолировалось со всех сторон кроме лицевой

Я немного знаком с этой историей. Там проблема была в том, что температура зеркала по мере подъема баллона быстро менялась и при этом возникал обычный в таких случаях подъем края. Теплоизоляция была добавлена для того, чтобы уменьшить тепературное коробление зеркала.

Почему досих пор в оптической промышленности  пользуются ГОСТ 2923-75, который рекомендует Максутовские соотношения для отношени  толщины к диаметру?

Увы, вы правы - это говорит о многом в нашей промышленности.  Но не имеет отношения к предмету разговора.

Оценить влияние расположения трех опор на прогиб можно и с помощью плоских стекол в относительных единицах.

Вы пробовали это делать? Оценивать что-то посложнее астигматизма при помощи пробных стекол да еще безконтактным способом?

Реакция боковой опоры при наклоне -сразу и многократно превосходит реакцию от каждой из 9-ти точечек в горизонтальном положении

Но и сечение сопротивления намного больше! Впрочем, нетрудно сделать и боковую разгрузку. На трос или коромысло и даже двойное коромысло. Жалко, что нет развития PLOP-а на комбинированную нагрузку (торцевую и боковую). Приходится только гадать да полагаться на внефокальные тесты.

[SAY]

для разгрузки на 9 точек требуются:
- 3 металлические шпильки (продаются);
- 3 металлические шайбы под шпильки (продаются);
- 3 металлические гайки под шпильки, удобнее "барашки" (продаются);
- 3 металлических шарика (например от подшипника);
- 3 металлические гайки-врезные в фанерное основание (продаются). Не требуются, если основанием является металлическая пластина;
- 3 пластины для коромысел (продаются: металл, фанера, МДФ) + 3 металлические шайбы без отверстия (если коромысла из фанеры или МДФ) и шурупы для крепежа этих шайб к коромыслам;
- прокладки под зеркало (на сколько фантазии хватит).

И это вы называете равным по сложности трем пластиковым кружочкам? 
Жалко что так и не появилось эскиза. Некоторые детали из этого набора я, например, не очень понимаю куда приложить. Возможно среди читателей найдутся и другие тугодумы. Может все-же набросаете? Глядишь, и дискуссия в более конструктивное русло вытечет.

Вот на рисунке в виде разреза показано как делал я.
Конструкция насыпная в том смысле, что коромысла ни как не крепились к основанию, просто прижимались сверху зеркалом.
Прокладка (в разрез попала одна из трех) на коромысло просто клеится.
Ничего - работало.

Простите, а как в вашей схеме регулировка наклона главного зеркала делается при юстировке? Явно не доресованы другие детали оправы.
В моей схеме (естественно, что сама по себе идея такой схемы не моя, принцип известен очень давно) регулировка уже заложена поворотом шпилек на резьбе с последующей фиксацией контргайкой (барашком) с наружней стороны трубы. Основанием оправы является задняя крышка короба (в 14" Добсоне, разгрузка на 9 точек) или 3-х лучевая конструкция в классической трубе для 10" зеркала с разгрузкой на 6 точек. У меня для зеркала весом 3,5 кг она выпилена из 18 мм ДСП и крепится к трубе в 3 точках - вес всей оправы, включая также боковую разгрузку на 3 точки, вентилятор и заднюю крышку трубы составляет 600 гр.
Шарик между шпилькой и коромыслом в высверленных углублениях. Шпильки (с пропиленными шлицами под отвертку для юстировки или подгонки положения зеркала из-за отклонения по фокусному расстоянию в пределах допуска) ввернуты в гайки-врезные в основании.
По моему все предельно понятно. Принцип одинаковый для обеих схем, но техническое исполнение разное.