Труба телескопа по схеме серрюрьера

 

1. TfrVBA ТЕЛЕСКОПА ПО СХЕМЕ СЕРРЮРЬЕРА, содержащая средник, концевой блок рефлектора, концевой Олок контррефлектора и связывающие Сгредник с концевыми блоками плоские ферт;, мы, штанги каходой из которых образуют равнобедренный треугольник, отличают.аяся тем, что, с целью уменьшения осевых перемшцений концевьв; блоков при изменении Р ориентации трубы, она снабжена стержнями , связывагощими средник с KOHue -rvj вым блоком рефлектора, расйопоженными параллельно оси труейл и симметрично относительно нее. О 00 00 41

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1!)

6 ° 02 Ь .23 00

3(51) 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) .4 и

«е«а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3411857/18-10 (22) 17.03.82 (46) 23.01.84. Бюл. В 3 (72) В .С .Поляк и 10.Б.Синкевич (71) Ордена ТРУдового Красного

Энамени центральный научно-mcczegioвательский и проектный институт строительных металлоконструкций ЦНИИпроектстальконструкция (53) 522.25(088.8) (56) 1 . Михельсон H.H. Оптические телескопы. Теория и конструкция.

И., Наука, 1976, с..379-380.

2. Михельсон H.H. Оптические телескопы. Теория и конструкция.

М., Наука, 1976, с. 380-382 (прототип) . (54) (57) 1. ЪФУБА ТЕЛЕСКОПА ПО СХЕИЕ

CEPPKPbEPA, содержащая средник, концевой блок рефпектора, концевой блок контррефлектора и связывающие ) ред- ник с концевыми блоками плоские фЕрмь мы, штанги каждой из которых образуют равнобедренный треугольник, о т л и ч а в щ а я с я тем, что, с целью уменьшения осевых перемещений концевых блоков при изменении ориентации трубы, она снабжена стержнями, связыва..ощими средник с конце .-.и вым блоком рефлектора, расположенными параллельно оси тоубы и симметрично относительно нее.

1068871! кр кр

2. Труба по п, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что площадь Рс поперечного сеченйя каждого иэ дополнительных стержней выбирается из соотношения где F, F u F - площади поперечс р кр ного сечениФ дополнительных стержней, штанг плоских ферм реф лектора и контр- ре флек тора соот.« в етственно;

Е, Е " Е„- модули упругости материала дополнительных стержней, штанг плоских ферм рефлектора и контрреф1

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при создании больших телескопов.

Известны трубы телескопов, содержащие средник, концевые блоки рефлектора и контррефлектора и решетчатые мет алл ок он ст рук ции, св я зывающие концевые блоки со средником 1), Однако при вращении трубы она под действием тяжести концевых блоков деформируется так, что концевые блоки поворачиваются друг относительно друга и смещаются на неодинаковое расстояние от оптической оси трубы.

Наиболее близким к изобретению является труба оптического телескопа, выполненная по схеме Серрюрьера, содержащая средник, концевой блок рефлектора и концевой блок контррефлектора и связывающие средние с концевыми блоками плоские фермы, штанги каждой из которых образуют равнобедренный треугольник Г2 ).

Известная конструкция в достаточной мере обеспечивает сохранение параллельности концевых блоков и позволяет подбором жесткостей стержней ферм обеспечить приблизительно равные поперечные перемещения концевых блоков при вращении трубы. Однако труба Серрюрьера обладает (как и все другие известные типы труб телескопа) тем недостатком, что при вращении трубы в ней имеет место изменение осевого расстояния между рефлектора соответственно;

H u H высоты ферм рефлектора и контррефлектора ñîîòветственно;

9> и Q — вес концевых блоков с учетом присоединенного веса штанг соответственно рефлектора и к онт рре флектора; о и о „- углы при вершинах плоских ферм рефлектора и контррефлектора соответств енно; число стержней.

3. Труба по и. 1, о т л н ч а ю— щ а я с я тем, что дополнительные стержни расположены по высотам треугольников, образованных штангами плоских ферм.

2 лектором и контррефлектором, являющимся следствием неравенства осевых весовых деформаций ферм рефлектора и контррефлектора. Известная конст5 рукция трубы Серрюрьера не может одновременно обеспечить равенства как поперечных, так и осевых перемещений блоков рефлектора и контррефлектора. Этот недостаток обус 9 ловлен тем обстоятельством, что для обеспечения равенств а поперечных смещений концевых блоков размеры фермы, жесткости стержней и веса концевых блоков должны удовлетворять 5. определенному соотношению, вытекающему и з у раз не ний строитель ной механики. В то ™е время для обеспечения равенства осевых смещений концевых блоков соотношение между указанными величинами должно быть другим. Одновременное выполнение двух условий имеет место лишь в том случае, если высот а фермы ре фле к тора рав н а в ысоте фермы контррефлектора, что невы» полнимо в известных конструкциях труб Серрюрьера, поскольку в них высоты ферм рефлектора и контрреф» лектора различаются в 3-5 раз.

Целью изобретения является уменьшение осевых перемещений концеЗ0 вых блоков при изменении ориентации трубы.

Поставленная цель достигается тем, что труба телескопа по схеме

Серрюрьера, содержащая средник, кон35 цевой блок рефлектора, концевой блок контррефлектора и связывающие

1068871 средник с концевыми блоками плоские фермы, штанги каждой из которых образуют равнобедренный треугольник, снабжена стержнями, связывающими средник с концевым блоком рефлектора, расположенными параллельно оси трубы и симметрично относительно нее.

При этом площадь Рс поперечного сечения каждого из дополнительных стержней выбирается иэ соотношения.

p ° P< s

6 Н

@ E 9 Н крРкрсОз с(p е р сО& Ы с" кр кр р р р 1

15 где,Рс, Ер и Гкр - площади поперечного сечения дополнительных стержней, штанг плоских ферм рефлектора и контррефлектора соответств енно 1

EC, Ер И E К - МОДУЛИ УПРУГОСтн материала дОПОлнительных стержней, штанг плоских ферм рефлектора и контррефлектора соответственно;

Н и Ик - высоты ферм рефлектора и контррефлектора соответственно;

6(и 8 вес концевых бло- 35 ков с учетом присоединенного веса штанг соответственно рефлекто-. ра и контррефлек- 40 тора; ф. и ф. — углы при вершинах

Кр плоских Ферм рефлектора и контрРефлектоРа соот- 45 ветственно1 число стержней. роме того, дополнительные стержни могут располагаться по высотам треугольников, образованных штангами плоских ферм.

На фиг. 1 изображена конструкция трубы телескопа по схеме Серрюрьера (без оптических элементов); на фиг.2схема деформаций при горизонтальном положении трубы; на фиг. 3 — то же, при вертикальном положении трубы; на фиг. 4 - обозначения параметров, Труба содержит срефник 1, концевой блок 2 рефлектора, связанный со средником четырьмя плоскими ферма- 60 ми 3, имеющими Форму равнобедренных треугольников, боковыми сторонами которых являются штанги 4, а основанием средник 1; концевой блок 5 контррефлектора, связанный со средин-65 ком четырьмя плоскими фермами 6, имеющими также форму равнобедренных треугольников, составленных штангами 7 и средником 1. Фермы 3, как и фермы 6, попарно параллельны и попарно ортогональны, их плоскости параллельны оптической оси трубы.

Сечения штанг 4 и 7 выбираются та-. ким образом, чтобы при горизонтальном положении трубы весовые перемещения концевых блоков 2 н 5 в направлении, перпендикулярном к оптической оси трубы, (поперечные перемещения концевых блоков) были равны между собой.

Концевой блок 2 связан дополнительно со средником 1 несколькими, например четырьмя, стержнями 8, параллельными оптической оси трубы, расположенной симметрично относительно нее и не контактирующими по своей длине со штангами 4 (контакт допускается только концами стержней 8 и штанг 4). Площадь поперечного сечения стержней 8 выбирается такой, чтобы под действием на них и на штанги 4 в вертикальном положении трубы веса блока 2 рефлектора их удлинение было бы равно сжатию ферм 6 под действием веса блока конщ рефлектора.

Так как стержни 8 параллельны оси трубы, они не принимают практически участия в восприятии поперечной нагрузки, т.е. не влияют на равенство поперечных перемещения концевых блоков. Таким образом, при действии на трубу весовой нагрузки любого направления, т.е. при любой Ориентации трубы относительно гравитационного поля как поперечные, так и осевые смещения концевых блоков будут одинаковыми (при расчете перемещений учитываются собственный вес .стержней и жесткость узлов), Расположение и количество стержней 8 может быть любым, обуславливаемым конструктивной целесообразностью. При этом необходимо только выполнение условия непересечения их со штангами 4. В частности, они могут быть установлены в плоскостях ферм 3, являясь высотами треугольников, образованных стержнями 4 °

Узел 9 соединения стержней 4 и 8 в этом случае выполняется с минимальной изгибной жесткостью.

При изменении ориентации трубы в пространстве под действием веса концевых блоков (с учетом присоединенных масс штанг) труба деформируется: концевые блоки получают осевые d" и поперечные Ь (соответственно вдоль и поперек фокальной оси) перемещения. Вес 9 концевых блоков можно разложить на осевые В„ и поперечные

Я компоненты. Поперечная компонен1068871 та веса калщого блока воспринимается только одной парой плоских ферм, параллельной силе Яу., Другая, ортогональная ей, пара ферм работает исключительно как тяги механизма параллелограмма, обеспечивая параллельно-поступательное перемещение блока при деформировании первой пары плоских ферм. При этом концевые блоки перемещаются на величину 1

s поперечном направлении в одну сто- 10 рону от фокальной оси, осевых перемещений d" при этом не возникает (фиг. 2) .

Осевая компонента веса каждого блока воспринимается всеми четырьмя плоскими фермами и вызывает уюорочение д" подвески контррефлектора и удлинение d"F подвески рефлектора и соответствующие осевые перемещения концеВых бЛоков, поперечнЫк пере- 0 мещений блоков 4 при этом не возникает (фиг. 3) .

Одним из условий обеспечения качественногo иэображения телескопа является сохранение взаимного расположения рефлектора H контррефлектора при изменении ориентации трубы телескопа. Эта требование включает в себя требование равенства„б =d „ поперечных перемещений и равенства осевых перемещений концевых блоков при любой ориентации трубы.

Кажцое из двух требований в отдельности может быть удовлетворено соответствующим подбором жесткостей штанг. Однако одновременное удовлет- З5 ворение этих требований в рамках известной схемы Серрюрьера невозможно. В известных трубах Серрюрьера жесткости штанг выбираются такими, чтобы уравнять поперечные перемещения концевых блоков, рсевые же перемещения рефлектора, как правило, оказываются существенно больше, чем контррефлектора.

В предлагаемом устройстве уменьшение осевых перемещений концевых блоков достигается введением в состав подвески блока рефлектора специальной группы одинаковых стержней.

Ясли при этом площадь F поперечно« го сечения дополнительнйх стержней выбирается из соотношения а @ )(р обеспечивается одновременное равенство поперечных (3 -d ) и осевых (д,= д „ ) перемещенйй концевых блоков при изменении ориентации трубы.

Численные оценки показывают, что при количестве дополнительных стержней и = 4 для обеспечения равенства осевых перемещений жесткость, т.е. произведение E F каждого дополнительного стержйя, должна быть несколько меньше удвоенной жесткости. штанги подвески контррефлектора.

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключает ся в повышении качества изображения телескопа за счет уменьшения осевых перемещений концевых блоков при изменении ориентации трубы.

10ь8871

Составитель В.Архипов

Редактор О.Юрковецкая Техред И.Метелева Корректор Ю.Макаренко

Заказ 11459/41 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4