Добро пожаловать на наш астрономический форум!
Надеемся, что здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали.
Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил

Зоны особого внимания: ЧАВО (FAQ), Обзоры оборудования и Окуляры

Разгрузка зеркал

Обсуждение всего что сделано своими руками, модернизация оборудования, телескопостроение и т.д.

Модератор: Ernest

Ответить
AAnton
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 23 янв 2014, 02:31

Разгрузка зеркал

Сообщение AAnton » 23 янв 2014, 02:36

Читая статью про разгрузку зеркала на одну точку появился вопрос... Зачем вообще нужно крепить зеркало к точкам. Почему нельзя положить его просто на горизонтальную поверхность? Ведь тогда оно не будет прогибаться...

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Разгрузка зеркал

Сообщение Ernest » 23 янв 2014, 09:42

Возьмите пару жестких керамических плиток и положите их стопкой одну на одну. Теперь попробуйте понажимать на них с разных сторон. Верхняя будет покачиваться подобно стулу, который поставили на не очень ровный пол. Это происходит из-за того, что верхняя плитка касается нижней не всей поверхностью (обе плитки контактируют поверхностями далекими от идеально-математической плоскости), а только только несколькими своими выступами касаясь в конечном счете только в трех точках. Эти три точки касания имеют случайную конфигурацию и образуют треугольник такой формы, что центр тяжести верхней плитки лежит внутри его. И если чуть нажать на плитку сверху вне периметра этого опорного треугольника плитка "сыграет" - изменит свое положение в поисках другой комбинации трех опорных точек, таких чтобы суммарная сила тяжести и нашего нажима оказалась внутри нового треугольника.

Теперь от этого опыта вернемся к зеркалу и оправе. Если просто положить зеркало тыльной стороной (обычно это грубо шлифованная или литая довольно неровная поверхность) на плоскость выбранную в металле оправы, то произойдет подобное описанному выше базирование на три случайно подвернувшиеся точки неудобные тем, что зеркало на них может лежать не устойчиво (играть при перемене направления оси телескопа во время наведений), с одной стороны; и быть далеким от оптимального в смысле весовых деформаций зеркала (оно всегда немного "провисает" на опорах, часто вполне достаточно, чтобы оказать вредное влияние на качество изображения) - с другой стороны.

Для того чтобы избежать неопределенности базирования и неоптимальной разгрузки веса зеркала, точки опоры зеркала на оправу выполняют конструктивно. После этого мы уже точно знаем где именно зеркало опирается на оправу и выбранная нами конфигурация разгрузки может быть оптимизировано на предмет уменьшения весовых деформаций.

AAnton
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 23 янв 2014, 02:31

Re: Разгрузка зеркал

Сообщение AAnton » 23 янв 2014, 11:48

Спасибо за подробный ответ.
А если представить, что поверхность и зеркало хорошо отшлифованны. + на поверхности сделать отверстия и приклеить зеркало, при этом зафиксировав его с боков. Что при этом может происходить?
И у меня есть еще один вопрос. Есть ли у вас опыт использования телескопов с ГЗ разгруженным на одну точку? Или другие не стандартные варианты... Другими словами, как вы считаете, разгрузка на 3/6/.... точек действительно так хорошо по сравнению с др способами или про нее просто много говорят, не отходя вправо/влево?

Yuri_K
Сообщения: 239
Зарегистрирован: 11 апр 2013, 11:48

Re: Разгрузка зеркал

Сообщение Yuri_K » 23 янв 2014, 12:40

AAnton писал(а):Спасибо за подробный ответ.
А если представить, что поверхность и зеркало хорошо отшлифованны. + на поверхности сделать отверстия и приклеить зеркало, при этом зафиксировав его с боков. Что при этом может происходить?
И у меня есть еще один вопрос. Есть ли у вас опыт использования телескопов с ГЗ разгруженным на одну точку? Или другие не стандартные варианты... Другими словами, как вы считаете, разгрузка на 3/6/.... точек действительно так хорошо по сравнению с др способами или про нее просто много говорят, не отходя вправо/влево?
если приклеить, то будут температурные коробления. Коэфф терм расширения не одинаковый у зеркала и подставки под него.
Какие еще другие способы крепления, вы хоть представляете, о чем вы говорите ? Любая плоскость в пространстве определятся тремя точками ( классическая геометрия). У любого зеркала ( как и у любого другого предмета) есть понятия жесткости, упругости, теплопроводности, коэффициента термического расширения и др. И все это принимается в расчет при выборе способа разгрузки. Почитайте на досуге термодинамику, сопромат, евклидову геометрию ;)

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Разгрузка зеркал

Сообщение Ernest » 23 янв 2014, 12:48

AAnton писал(а):А если представить, что поверхность и зеркало хорошо отшлифованны. + на поверхности сделать отверстия и приклеить зеркало, при этом зафиксировав его с боков. Что при этом может происходить?
Не вполне понятно, что имеется ввиду. Нарисуйте механику крепления и уточните что именно вы предполагаете "может происходить" (с чем, когда...)
В любом случае, при грамотной конструкции оправ главные зеркала обычно не приклеивают.
Есть ли у вас опыт использования телескопов с ГЗ разгруженным на одну точку?
Во всех ШК главное зеркало разгружают на центральное отверстие (одну точку), а также в большинстве МК.
как вы считаете, разгрузка на 3/6/.... точек действительно так хорошо по сравнению с др способами или про нее просто много говорят, не отходя вправо/влево?
Разгрузка зеркал это такое место в котором трудно изобрести сходу что-то новое. Все более-менее крупные телескопы имеют зеркала разгруженные на множество точек. И для них выбор схемы разгрузки это вопрос больших денег, так что в этой области были произведены всеобъемлющие исследования. Плавающая разгрузка на 3, 6 и более точек действительно очень эффективна в плане снижения толщины (и соотв. цены) заготовки зеркала, уменьшения его тепловой инерции и т.д. Вы в этом можете убедиться сами загрузив программу PLOP

AAnton
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 23 янв 2014, 02:31

Re: Разгрузка зеркал

Сообщение AAnton » 23 янв 2014, 23:19

Yuri_K писал(а):Любая плоскость в пространстве определятся тремя точками ( классическая геометрия). У любого зеркала ( как и у любого другого предмета) есть понятия жесткости, упругости, теплопроводности, коэффициента термического расширения и др.
Не может быть! Ты взрываешь мне мозг. Хорошо, что есть такие умные люди как ты...
Ernest писал(а):Плавающая разгрузка на 3, 6 и более точек действительно очень эффективна в плане снижения толщины (и соотв. цены) заготовки зеркала, уменьшения его тепловой инерции и т.д. Вы в этом можете убедиться сами загрузив программу PLOP
Просто например тут автор предлагает крепление на одну точку. Для больших зеркал максимальная деформация вплоть до 1.068 длинны волны, но отклонение от ближайшей параболы 0.047:
Изображение
D - диаметр зеркала.
W max - максимальная деформация поверхности зеркала для одноточечной и трехточечной разгрузок соответственно (длин волн).
W new - максимальное отклонение от "ближайшего" параболоида с фокусом (f+df) для разгрузки на 1 точку (длин волн).
df - максимально необходимая перефокусировка телескопа с зеркалом относительного отверстия 1:5 при его переводе из горизонта в зенит.

Кроме того, есть варианты увеличить прочность.

Ernest, охота услышать, что вы об этом думаете...

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Разгрузка зеркал

Сообщение Ernest » 24 янв 2014, 08:50

Статья Игоря мне известна. И вполне соблазнительное предложение крепить главное зеркало за один центральный пятак не ново. В сочетании с особой (тарелкообразной) формой нерабочей стороны зеркала такое крепление позволяет реализовывать довольно интересные решения. О чем и пишет автор.

Что же касается блина заготовки обычной (таблеткообразной) формы, то я ведь вам дал ссылку на программку, при помощи которой вы легко сможете сами проверить утверждения статьи. В частности, согласно этой программе для 300 мм зеркала из перикса толщиной 30 мм разгрузка на одну точку (центральный пятачок) приводит к деформации волнового фронта на 42 нм (1/13 дл. волны), на 3 точки по диаметру 123 мм обеспечивает несколько меньшие весовые деформации - порядка 34 нм (1/16 дл. волны) а разгрузка на 6 точек по диаметру 204 мм уменьшает возмущения волнового фронта до 7 нм (1/80 дл. волны). Так что ни каких особых выгод в плане толщины зеркала разгрузка на одну точку не имеет. Довольно простая в реализации 6-точечная разгрузка много эффективнее.

AnDom
Сообщения: 7876
Зарегистрирован: 07 июн 2012, 10:45

Re: Разгрузка зеркал

Сообщение AnDom » 02 июн 2017, 18:54

Эрнест, а какая величина RMS error допустима (приемлема) при проектировании разгрузки в Plop?
Александр.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Разгрузка зеркал

Сообщение Ernest » 02 июн 2017, 19:25

Как всегда - в отсутствие других источников деформация и ошибок фигуризации достаточно будет PV = 1/5 или RMS = 1/20 длины волны. При наличии других источников дефектов (куда без них?) допуск имеет смысл ужесточить вдвое.

Andreyastro
Сообщения: 348
Зарегистрирован: 28 авг 2015, 10:12

Re: Разгрузка зеркал

Сообщение Andreyastro » 07 июн 2019, 21:47

Здравствуйте. Хотел бы узнать насчет разгрузки своего зеркала. Ситалловое, диаметр 240 мм, толщина 28 мм. Расчет в Plop показал, что можно разгрузить на 3 точки. Вопрос, а боковая разгрузка понадобится? Пример оправы приведу ниже (моделировал оправу на 6 точек, по расчету получается, что можно и три). Нормально ли так будет или нужны дополнительные точки касания для надлежащей боковой разгрузки?
Вложения
Разгрузка на 3 точки вычисления.jpg
Разгрузка на 3 точки вычисления.jpg (49.97 КБ) 8083 просмотра
Оправа1.jpg
Оправа1.jpg (40.28 КБ) 8083 просмотра

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Разгрузка зеркал

Сообщение Ernest » 07 июн 2019, 22:06

достаточно будет самой примитивной боковой разгрузки на три точки

SIN
Сообщения: 14
Зарегистрирован: 21 авг 2019, 03:33

Re: Разгрузка зеркал

Сообщение SIN » 21 авг 2019, 05:03

Как пользоваться данной программой? (Gui Plop)
могу ли я с помощью неё рассчитать необходимое количество точек разгрузки или это делается методом подбора?
на вкладке Color Plot, как я понял, основной цвет должен быть зелёным?

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17945
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Разгрузка зеркал

Сообщение Ernest » 21 авг 2019, 07:32

Количество точек разгрузки выбирается методом подбора.
Начните с нажатия на кнопку "Automatic cell design"
Задайте параметры зеркала и в следующем диалоге выберите для начала разгрузку на 3 точки.
Затем в появившемся окне нажмите "Start plop" и после оптимизации размещения опор "OK"
Смотрите значение в текстовом поле озаглавленном "Plop P-V error" величину деформации зеркала.
Например "2.3706e-05", что в нанометрах составит 23.7 нм или 1/23 от средней длины волны визуального диапазона (550 нм).
Если число меньше 1/20 длины волны ("2.7e-05"), то дальше наращивать число точек разгрузки нет ни какого смысла - закрываете окно "Plop Run Controls" и на основном окне изучаете цифры во вкладке "Cell Design".
Если число меньше 1/10 длины волны ("5.5e-05"), то можно полюбоваться графиками - где там выпирает деформация, но в общем-то и это терпимо.
При больших значениях возвращаемся на стадию оптимизации нажатием кнопки "Automatic cell design", только теперь выбираем следующее значение точек разгрузки (6, 9,18, 27...) и повторяем предыдущие шаги до тех пор пока не уложим P-V error хотя бы в "5.5e-05"
Обычно этого достаточно...

SIN
Сообщения: 14
Зарегистрирован: 21 авг 2019, 03:33

Re: Разгрузка зеркал

Сообщение SIN » 21 авг 2019, 08:35

Спасибо!

Ответить