Если зеркало с оправой установлено внутри трубы, то оно достаточно защищено. Труба может быть сравнительно простой и легкой (рис. 95). Все устройство состоит из опорной пластины 3, которая в трех точках с помощью уголков 4 крепится к трубе телескопа 8. Эта пластина несет на себе другую пластину 2, которая служит собственно оправой зеркала. Зеркало 1 удерживается с помощью трех лапок 5, сделанных из 2-3 - миллиметрового алюминия.
Рис. 95. Простая оправа: 1 - зеркало, 2 - пластина оправы, 3 - опорная пластина, 4 - уголок для крепления к трубе 8, 5 - лапка, удерживающая аеркало, 6 - котировочный винт, 7 - стопорный винт, 8 - труба, 9 - три фетровые опоры
Зеркало опирается на три точки. Эти «точки» представляют собой три кружка из фетра, войлока, толстого картона 9. Их диаметры должны составлять 1/8 - 1/10 диаметра зеркала. Приклеиваются они к пластине каким-нибудь синтетическим клеем.
Материал оправы, например алюминий, имеет отличный от стекла коэффициент температурного расширения и при изменениях температуры зеркало может оказаться зажатым в оправе и покоробленным. Поэтому зеркало должно немного «играть» в оправе.
Как точно определить нужный зазор между удерживающей деталью и зеркалом? Ясно, что этот зазор должен быть не меньше той разницы в изменяющихся размерах зеркала и оправы, которая возникает при изменении температуры. Предположим, что зеркало диаметром 200 мм может нагреться летним днем до +30 °С, а зимней ночью охладиться до - 30 °С. Перепад составляет 60 °С. Зная коэффициент температурного расширения стекла (см, табл. 21.) (для ЛК7, например, он равен a=3,8*10-6 °С/мм) и алюминия - 23*10-6 °С/мм, мы можем вычислить, на сколько изменится радиус зеркала и на сколько переместится боковой упор оправы. Из школьного курса физики мы знаем, что удлинение при нагревании равно Dl = lTa, где l - длина предмета, Т - интервал температур.
Подставив наши числа в формулу, получим для алюминия Dl = 100*60*23*10-6 = 0,138 мм, а для ЛК7 Dl = 100*60*3,8*10-6 = 0,023 мм. Разность между этими удлинениями и есть минимальный зазор между зеркалом и упорами оправы. В нашем случае он равен 0,115 мм. Для верности сделаем этот зазор шириной 0,2 - 0,3 мм. При перекладывании трубы смещение зеркала на такую величину не скажется на качестве изображения.
Для точной установки зеркала относительно оси трубы и других оптических деталей нужно, чтобы оно вместе с оправой могло в небольших пределах наклоняться (юстироваться). С этой целью наша оправа снабжена котировочными 6 и стопорными 7 винтами. При прямом вращении котировочного винта 6 оправа опускается; стопорный винт для этого должен быть ослаблен. Ослабив винт 6 и вворачивая винт 7, мы поднимаем край оправы. После юстировки стопорный винт 7 при прямом вращении упирается концом в нижнюю сторону оправы и надежно фиксирует край.
Если зеркало тонкое, его нужно разгрузить на шесть точек. Это делается с помощью V - образных коромысел, которые могут свободно покачиваться (рис. 96). Каждое плечо коромысла служит одной «точкой». Когда зеркало кладется на все три равноудаленных коромысла, они легко устанавливаюгся так, что на каждое плечо приходится совершенно одинаковая нагрузка Важно, чтобы коромысла от нагрузки не деформировались. Для 150-миллиметрового зеркала нужно взять сталь или латунь толщиной 1,5 - 2 мм или алюминий 3 мм. При переходе к большему зеркалу размеры коромысел нужно пропорционально увеличить, а толщина может остаться той же, если жесткость коромысла увеличить добавлением одной «тяги», как показано на рис. 96, б. Можно отлить коромысла с ребрами жесткости из алюминия, силумина и т. п. (рис. 96, б). О том, как это сделать, рассказано в первом издании этой книги. Пример оправы с разгрузкой на шесть точек показан на рис. 96, в. Размеры указаны для 150-миллиметрового зеркала.
Рис. 96. Оправа с разгрузкой на шесть точек
Еще более тонкие зеркала разгружаются на 9 и даже 18 точек (рис. 97). Крупные зеркала диаметром более 250 - 800 мм нужно разгружать и по боковой поверхности. При разгрузке по торцу на шесть точек применяют коромысла вроде тех, что используются для разгрузки зеркала с тыльной стороны. Коромысла должны свободно покачиваться. В клубе им. Д. Д. Максутова для этого делаются три длинных винта диаметром 8 - 10 мм. До того как зеркало установлено в оправе, на эти винты наворачиваются коромысла, в отверстиях которых нарезана соответствующая резьба. Таким образом, коромысло может покачиваться, но не съезжает вниз.
Рис. 97. Оправы с разгрузкой на 9 (в) и 18 (б) точек
Для разгрузки боковой поверхности можно применить три тросика, надетых на три опорных стержня 1, 2, 3, как показано на рис. 97, б. Зеркало оказывается подвешенным, как на стенде для теневых испытаний. Все три троса должны быть немного натянуты, для чего нужно предусмотреть устройство с винтом и гайкой.
Когда телескоп выносят на улицу, перепады температуры могут достигать 50 - 60 °С. Так как стекло имеет малую теплопроводность, то в то время, когда внешние слои стекла уже остыли, внутренние все еще сохраняют прежнюю температуру. Это немедленно приводит к короблению зеркала и резкому ухудшению качества изображения. Нужно время, чтобы по всей толщине зеркала выравнялась его температура. Большое достоинство описанных оправ состоит в том, что зеркало в них не закрыто и обдувается воздухом со всех сторон. Это означает, что оно скорее принимает температуру окружающего воздуха.
Эти оправы широко применяются в серийном производстве любительских телескопов во всем мире. Они использованы в большинстве телескопов клуба им. Д. Д. Максутова и прекрасно работают в телескопах диаметром по крайней мере до 300 - 400 мм.
Предыдущий параграф |
Глава пятая |
Следующий параграф |
