Как пользоваться калькулятором для расчета Ньютона

[Пецык Алексей]

Вот по этому адресу http://hea.iki.rssi.ru/~nick/calc.htm находится вышеуказанный калькулятор. И вопрос по вводу исходных данных, касающихся выноса фокуса, радиуса рабочего поля зрения и размеров малой оси (b) и большой оси (a) диагонального зеркала. Никак не пойму как это работает. Ввожу желаемый вынос фокуса, ставлю приоритет расчета по этому параметру, а калькулятор после нажатия кнопки "рассчитать" меняет введенные параметры выноса. Может, конечно, ему виднее, но зеркало-то у меня одно  .
И еще вопрос - как считается поле, половина которого (w) обычно учавствует в расчетах? Я понимаю, что это угол между лучем падающим паралельно оптической оси и под углом w к оптической оси. В результате после отражения, в фокусе формируется плоскость изображения, с конкретными угловыми размерами, а вот как их определить?  Как опраделить этот угол отклонения от оптической оси?

[Mihail Sedyh]

w=arctg(l/2/f), где l- линейное поле зрения(диаметр полевой диафрагмы окуляра, если пучок не ограничивается вторичкой), f-фокусное расстояние зеркала.

[Пецык Алексей]

Т.е. мы идем "от противного". На фокусном расстоянии от зеркала рисуем полевую диафрагму окуляра и от ее краев рисуем линии?
А все же как просчитать схему. Д254 мм, Ф 1420мм, вынос миллиметров 40-50, малая ось 61мм, ЛК, плотность 2,27, фаски 2мм,  толщина зеркала 30мм, внутр.диам.трубы 290мм, стенка 5 мм???
Ну не выходит у меня с калькулятором, он и введенную малую ось диагоналки исправляет по своему разумению    

[Ernest]

Любопытная программулька и вроде все правильно считает. По Вашим данным выдает линейное поле зрения R15.9мм (или 38.5 угл. минут).

Вы помечаете радиус поля зрения как вычисляемый?

[Mihail Sedyh]

....поэтому нужно пометить тот режим работы, в котором указанный параметр будет вычисляться через остальные:

Алексей, внимательнее читайте заголовки. Помечайте второй режим, а вводите данные в первой третьей графе(т.е. вынос и вторичку). Эрнест привел данные для выноса 40мм. Только я подзабыл какой у Вас фокусировщик для такого выноса?

З.Ы. Я так понял - он(калькулятор) считает невиньетированное поле.
З.Ы.Ы. Хм, поигрался я тут немного с этим калькулятором и у меня осталось 2 вопроса. Насколько я понял имеется в виду сферическое зеркало? Почему он предлагает разгрузку на 3 точки только начиная с относительной толщины 1\4,5 и выше?

[Пецык Алексей]

А если мы знаем только малую ось вторички - разве нельзя посчитать все остальное по имеющимся данным? Пометил как сказали - получается. Но мне хотелось бы прикинуть какой вынос будет максимально возможным и какое будет линейное поле при имеющейся вторичке? Т.е. 2 неизвестных надо вычислить.

[Mihail Sedyh]

Но мне хотелось бы прикинуть какой вынос будет максимально возможным и какое будет линейное поле при имеющейся вторичке? Т.е. 2 неизвестных надо вычислить.

Одну, больше вынос - меньше поле.

Так что с фокусировщиком?

Для выноса 100мм (~НПЗ 1,25" рефлекторный фокусировщик) w=25' L=10,31мм.

[Пецык Алексей]

По фокусировщику - жду, когда Олег Чекалин выложит на Старлабе чертежи короткого варианта двухдюймового фокусировщика, там он рассчитан на вынос примерно 40-45 мм.
может его попробую поставить.

Вы помечаете радиус поля зрения как вычисляемый?

Да, пытался

[Mihail Sedyh]

Ну вынос меньше 45мм для 2" точно не надо делать, иначе окуляр будет высовываться внутрь трубы. Если принять полевую диафрагму окуляра 46мм - получаем невиньетированное поле 67% (очень даже ничего), что соответствует полю 1,25гр. (еще лучше), полное поле 1,85гр. Но начиная с 1,6гр. виньетировать будет и труба. 1,25" фокусировщик(28мм -диафрагма) при таком выносе почти точно соответствует  невиньетированному полю.

[Ernest]

А если мы знаем только малую ось вторички - разве нельзя посчитать все остальное по имеющимся данным?

Нет проблем. Максимальный вынос для фиксированного размера диагоналки будет при размере невиньетированного поля 0 мм. То есть ставьте размер диагоналки и размер поля 0 мм и считайте вынос.

[Пецык Алексей]

Ура! Наконец-то я понял как работает эта штука!!!  
Я-то думал, что точкой отмечается то, что берется за исходные данные, а оказывается точкой отмечается тот параметр, который необходимо вычислить.  

[AstroNick]

а оказывается точкой отмечается тот параметр, который необходимо вычислить

Это же в заголовке объяснено, да ещё жирным шрифтом  
Блин, а я в пятницу на занятиях по ГО был, а в выходные - на даче, и ничего не знал о критическом разборе моего творения... Но вы молодцы, сами почти во всём разобрались  

Насколько я понял имеется в виду сферическое зеркало?

Зеркало считается сферическим только для всяких объёмно-весовых вычислений (что выдаётся в разделах  "главное зеркало" и "разгрузка главного зеркала"). Считать намного проще, а разница мизерная. А вот дальше, в оптических расчётах (кома, астигматизм, ...) используются формулы для параболического зеркала.

 

Почему он предлагает разгрузку на 3 точки только начиная с относительной толщины 1\4,5 и выше?

Не совсем понял вопрос. Для 150-мм зеркала разгрузка на 3 точки рекомендуется при толщине больше 19 мм, т.е. начиная с относительной толщины 1/7.5. В зависимости от диаметра зеркала это критическое отношение меняется, всё в соответствии с первоисточником (Л.Л. Сикорук, Телескопы для любителей астрономии). Или вопрос в том, почему сперхтолстые зеркала всё равно упрямо рекомендую разгружать на 3 точки? Ответ прост: потому что в первоисточнике таких данных нет, а самовольно назначать их "с потолка" я не решился. Вот и оставил 3 точки, поскольку вреда от такой рекомендации не будет.  

Короче, автор вышеозначенной программы к вашим услугам, если ещё есть вопросы - задавайте.

[Mihail Sedyh]

Короче, автор вышеозначенной программы к вашим услугам, если ещё есть вопросы - задавайте.

Николай, решил воспользоваться приглашением....

Не совсем понял вопрос. Для 150-мм зеркала разгрузка на 3 точки рекомендуется при толщине больше 19 мм, т.е. начиная с относительной толщины 1/7.5. В зависимости от диаметра зеркала это критическое отношение меняется, всё в соответствии с первоисточником (Л.Л. Сикорук, Телескопы для любителей астрономии). Или вопрос в том, почему сперхтолстые зеркала всё равно упрямо рекомендую разгружать на 3 точки? Ответ прост: потому что в первоисточнике таких данных нет, а самовольно назначать их "с потолка" я не решился. Вот и оставил 3 точки, поскольку вреда от такой рекомендации не будет.  

В общем в пятницу я забил данные своего зеркала, отсюда и вопрос. Но сегодня прочитав Ваше сообщение попробовал еще раз, т.к. пятничный вариант получился далеко не сразу - решил провести маленькое исследование. Вот оно:
Зеркало: 236/232/36мм, ЛК5, парабола, ф=1158, втор. б=59;
Критерий: граничная толщина ГЗ,  при которой программа предлагает разгрузку на 3 точки с точностью до 1мм (то есть минус 1мм: разгр. на 6 точек);
Параметры (переменные): плотность зеркала, ?материал зеркала?;
Результаты: 1) при изменении плотности в диапазоне 2.0 - 3.0 изменений критерия нет (в общем не очень удивительно);
2)!!! ПРИ ИЗМЕНЕНИИ МАТЕРИАЛА ПРОГРАММА ВЫДАЛА СЛЕДУЮЩЕЕ: К8-47мм, ЛК5(7) - 56мм, Ситалл - 35мм.
Это так и должно быть?
 

А вот дальше, в оптических расчётах (кома, астигматизм, ...) используются формулы для параболического зеркала.

Угу, понял, меня просто расстроило поле, свободное от комы для моего зеркала 4 минуты....


P.S. А вообще программа хорошая и нужная, правда я бы перенес данные по аберрациям повыше, и неплохо бы ввести параметр формы зеркала и дополнить расчетные параметры данными по сф. аберрации на предмет исследования возможности замены параболы на сферу.

[Пецык Алексей]

Это же в заголовке объяснено, да ещё жирным шрифтом  

Ну вот, посыпаю голову пеплом...    

[AstroNick]

1) при изменении плотности в диапазоне 2.0 - 3.0 изменений критерия нет (в общем не очень удивительно);

Это вполне ожидаемый результат! Плотность материала учитывается только для вычисления веса зеркала. На параметры разгрузки она не влияет (веса всех кольцевых зон зависят от их объёмов - с учётом сферической рабочей поверхности зеркала, а плотность материала просто входит туда как коэффициент) .

2)!!! ПРИ ИЗМЕНЕНИИ МАТЕРИАЛА ПРОГРАММА ВЫДАЛА СЛЕДУЮЩЕЕ: К8-47мм, ЛК5(7) - 56мм, Ситалл - 35мм.
Это так и должно быть?

Да, конечно! Разные материалы - это разная механическая прочность и сопротивляемость деформациям, отсюда и разные критические толщины, также всё в соответствии с первоисточником.

[Mihail Sedyh]

Да, конечно! Разные материалы - это разная механическая прочность и сопротивляемость деформациям, отсюда и разные критические толщины, также всё в соответствии с первоисточником.

Вот я и говорю, что для ЛК5 относительная толщина 1\4,2..... но мне она кажется завышенной.

[Олег.]

       В программе: 
Максимальное отклонение d=d/4096*(d/F)3/l параболы от ближайшей сферы сравнения при выбранных d и F, выраженное в длинах волн зелёных лучей с l=0.55 мкм (если d < 1/8, то зеркало может быть сферическим).
Как это понимать, ведь если диаметр зеркала - 200мм, то при сохранении критерия Релея должно быть относительное отверстие 1:9
а прогамма выдаёт 1:8 для всех диаметров?

[Дрюша]

Не надо делать идолов из калькулятора, не только этого, но и всех остальных
 
1. Нет смысла закладываться на определённый размер невиньетированного поля. На самом деле Вы не заметите его границы, где свтупает в игру виньетирование. Интереснее поле, винбетированное на 50% или до куда ещё хоть что-то видно (хотя бы чтобы поймать объект и привести его в центр поля). Это можбыть процентов 70-80. А ещё можно выбрать невиньетированное поле зрения по такому критерию, что там обеспечивается дифракционное качество (хотя бы по критерию Релея) по коме и астигматизму. Это "дифракционное" поле обычно не превышает 3-5 мм в диаметре. Ну, можно взять даже 6-8 мм. И его оставить невиньетированным. А по краю реального поля (скажем, 30 мм для окуляров 1.25" или 43 мм для фото на 24х36 мм) посмотреть, сколько процентов срезается. Если до 50%, то нормалёк.

2. Рекомендации по выбору толщины зеркала от Навашина, Сикорука и иже с ними - устаревшие. Или они касаются выбора толщины заготовки с расчётом на технологические нагрузки при обработке (намного больше собственного веса) при самом неоптимальном способе разгрузки (на 3 точки по краю) без учёта перефокусировки. Более точные рекомендации даёт программа PLOP, касаемо именно деформаций под собственным весом, при оптимальном расположении опор (для трёхточечной разгрузки - по окружности радиусом r=0.4R) и с учётом перефокусировки (подбора нового радиуса кривизны или фокусного расстояния, при котором остаточные отклонения минимальны). А при изготовлении зеркала рекомендуется клеить его на много точек... Но если зеркало сделано на заказ, то мастер-оптик лучше знает, как его клеить и разгружать при обработке. И если он гарантирует какую-то точность (скажем, Корнеев гарантирует не хуже 1/6 лямбды), то он гарантирует её при любой толщине заготовки. Как он это обеспечит - его проблемы. Но, надо думать, сумеет.

3. Рекомендации по выбору фокуса зеркала, когда оно может быть оставлено сферическим - тоже ерундовые. На самом деле следует заложиться не на критерий Релея, а взять хотя бы 2-кратный запас точности. Опыт показывает, что при следовании рекомендуемой формуле (A=1.52*D^-3) зеркальце показывает весьма так себе. Ореол сферической аберрации весьма заметен (он так и прёт), за счёт чего сильно сажается контраст на средних частотах, и вообще. Даже на спот-диаграмме размер пятна рассеяния раза в полтора превышает размер дифракционного кружка Эйри даже в минимальном сечении по критерию минимизации максимального радиуса спота. Если же использовать критерий минимизации среднеквадратического разброса (рассеяния), то оптимальное сечение будет другим, и там ореол от сферички более чем вдвое превышает диск Эйри. Это проявляется в усилении дифракционных колец. В эту же сторону работает центральное экранирование (при 1/3 D её влияние соизмеримо с влиянием остаточной сферической аберрации при выполнении рекомендаций). И, наконец, если условно принять, что все рекомендации (критерий Релея -> сфера вместо параболы + допустимые ошибки изготовления (даже для сферы) + весовые и температурные деформации + центральное экранирование + аналогичные бяки (тоже в пределах "допустимого") на вторичке, потом на окуляре... Короче, если каждый фактор, взятый по отдельности (если бы был бы только он) ещё входит в "пределы допуска", но их совместное влияние... Ну, сами понимаете.

Так что если даже программа неправильно воспроизводит эти рекомендации - не велика беда. Всё равно сами эти рекомендации галимиы изначально.

Я бы мог предложить свою расчётную программу, которая под АвтоКэдом, там тоже есть расчёт и Ньютона и Кассегрена, и т.п. Да только всё то же самое. Абсолютно верить ей не стоит. Надо сверяться со здравым смыслом и исходить из того, что конкретно есть (какое главное зеркало, какая вторичка, какая труба, фокусёр... И если, скажем, получится, что невиньетированное поле 8-10 мм, то это на самом деле будет очень хорошо Многие профессиональные телескопы считаются на "нулевое" поле. И ничего. Работают.

[signing_kettle]

Попробуйте сами по формулам приведенным тут https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,25340.0.html

[Пецык Алексей]

Вот новая ссылка
http://hea.iki.rssi.ru/~nik/calc.htm