ГЛАВНОЕ ЗЕРКАЛО ТЕЛЕСКОПА Российский патент 1995 года по МПК G02B23/00 G02B7/18 

Изобретение относится к оптическому приборостроению.

Известны конструкции главного зеркала с их оправами и узлами средств крепления и разгрузки, например [1] где показана конструкция, содержащая отражающую поверхность, оправу, выполненную в виде цилиндра, средств крепления отражающей поверхности с оправой с торцевыми и боковыми разгрузками зеркала, выполненными в виде конструктивных элементов осевых и радиальных опор с противовесами. Оправа с помощью штанг крепится к наружной раме (трубе).

Недостатками такой конструкции главного зеркала являются: главное зеркало выполнено единым, при большом диаметре (≈ 2 м) изготовить его очень сложно, дорого, натяжение отражающей поверхности вызывает ошибки в качестве изображения, в динамическом режиме работы такие конструкции узлов крепления являются ненадежными, противовесы могут сорваться, биться, что может привести к низкой точности эксплуатации. Указанные конструкции средств крепления предназначены для эксплуатации в стационарных условиях работы. Для работы в космосе такие конструкции являются ненадежными и не могут быть использованы.

Наиболее близким техническим решением является конструкция главного зеркала, указанная в [2] содержащая главное зеркало (отражающую поверхность), оправу, выполненную в виде цилиндра, наружную раму со шпангоутами, соединяющими оправу с рамой, и средства крепления отражающей повеpхности с оправой.

Недостатками такого решения являются недостаточная надежность крепления как периферийных отражающих поверхностей, так и центральной отражающей поверхности, средства их крепления рассчитаны только для эксплуатации в стационаре, не в динамических условиях, отсюда и как следствие, недостаточное качество изображения при эксплуатационных нагрузках на зеркало, следовательно, пониженная точность эксплуатации зеркала телескопа динамического режима работы, недостаточная надежность крепления отражающих поверхностей.

Техническим результатом от использования изобретения является сохранение качества изображения зеркала телескопа при эксплуатации зеркала телескопа в динамическом режиме работы.

Этот результат достигается тем, что в главном зеркале телескопа, содержащем отражающую поверхность, оправу, выполненную в виде цилиндра и наружной рамы с шпангоутами, соединяющими их, средства крепления отражающей поверхности с оправой, на цилиндре оправы закреплен металлический бандаж с равномерно расположенными по его поверхности хвостовиками, а отражающая поверхность выполнена составной, где центральное зеркало установлено на цилиндре оправы в роликовых радиальных и осевых подпружиненных шариковых подшипниках, а периферийные зеркала расположены на хвостовиках бандажа вокруг ее центрального зеркала через их средства крепления, выполненные в виде жестко скрепленных с хвостовиками опор с установленными на них центральными и периферийными узлами, где первый включает ось, размещенную в нескольких мембранах, причем одна из них закреплена на торце оси и установлена на втулке, расположенной в центре периферийной части отражающей поверхности, а другие мембраны закреплены на цилиндрической поверхности оси и во внутренней цилиндрической поверхности фланца опоры, а периферийный узел опоры средств крепления периферийной части отражающей поверхности снабжен несколькими тройными патронами, равномерно расположенными по краю периферийной части отражающей поверхности, где каждый патрон размещен с тыльной стороны внутри периферийной части отражающей поверхности и выполнен в виде полой оси, к которой изнутри прикреплен пружинный шарнир с фланцем, установленным на общей плате трех патронов, расположенной на опоре периферийной части зеркала.

На фиг. 1-4 изображено главное зеркало телескопа.

На фиг. 1 отображен общий вид главного зеркала; на фиг. 2 рама, вид спереди; на фиг. 3 то же, вид сзади; на фиг. 4 узлы средств крепления.

Главное зеркало телескопа содержит отражающую поверхность, в виде нескольких частей: центрального отражателя 1 (фиг. 1), шесть периферийных 2 отражателей, оправу 3, выполненную в виде цилиндра, металлического бандажа 4 (фиг. 1, 3) с равномерно расположенными по его поверхности хвостовиками 5, наружной рамы 6, шпангоутов 7, соединяющих цилиндр 3 с наружной рамой 6. Центральный отражатель 1 установлен на цилиндре 3 оправы в роликовых радиальных 8 и осевых 9 подпружиненных шариковых подшипниках. Каждый периферийный отражатель 2 размещен на своем хвостовике 5 вокруг центрального отражателя 1 через соответствующие средства крепления, выполненные в виде жестко скрепленных с хвостовиками опор 10, снабженными центральными и периферийными узлами. Центральный узел периферийного зеркала 2 включает ось 11 (фиг. 1, 4), размещенную в трех мембранах 12. Первая мембрана 12 закреплена на торце оси 11 и установлена во втулке 13, расположенной с тыльной стороны в центре периферийного зеркала 2. Две другие мембраны 12 закреплены на цилиндрической поверхности оси 11 и во внутренней цилиндрической поверхности фланца 14 опоры 10. Периферийный узел средств крепления каждой периферийной части 2 зеркала включает три тройных патрона 15, равномерно расположенные по краю периферийного зеркала поверхности 2. Патрон 15 периферийного узла выполнен в виде полой оси 16, к которой изнутри прикреплен пружинный шарнир 17 с фланцем 18, установленным на общей плате 19 трех патронов 15. А общая плата 19 трех патронов 15 установлена на опоре 10 средств крепления периферийного зеркала 2 на оси привода 20, размещенного на опоре 10. С тыльной стороны периферийного зеркала расположены датчики положения 21 (фиг. 1).

Работа устройства заключается в следующем. Во время эксплуатации и после транспортировки главного зеркала вместе с телескопом его центральное и периферийные зеркала должны занимать начальное положение. Каждое зеркало по диаметру вписанной окружности составляет 1000 мм. Каждое периферийной зеркало по периферии установлено на девяти патронах 15, так как на опоре 10 расположены три платы 19, а на плате 19 размещены три патрона 15. Каждая плата 19 с тремя патронами 15 за счет приводов 20 может перемещаться по сигналу датчика 21 положения, фиксирующего отклонение от начального положения периферийного 2 зеркала.

Такая конструкция главного зеркала обеспечивает высокую надежность расположения центрального и периферийных зеркал в стационарных условиях, но и при динамическом режиме работы, в частности после транспортировки его в космосе, при температурных влияниях. При смещении периферийных зеркал 2 датчики 21 положения подадут команды на приводы 20 периферийных узлов и приведут их в начальное положение.

Кроме того, конструкция технологична, возможно изготовление такой прецизионной конструкции отечественными специалистами на отечественном оборудовании, промышленно применима.

Использование: в крупногабаритном оптическом приборостроении. Сущность изобретения: с целью сохранения качества изображения зеркала телескопа при эксплуатации его в динамическом режиме работы, устройство содержит отражающую поверхность в виде центрального зеркала (ЦЗ) 1 и шести периферийных зеркал (ПЗ) 2, оправу 3, на которой установлен бандаж 4 с хвостовиками 5, наружную раму 6 со шпангоутами 7, скрепляющими оправу 3 с рамой 6. Центральное зеркало установлено на оправе 3 в осевых 8 и радиальных 9 подшипниках. Каждое ПЗ 2 размещено на своем хвостовике 5 вокруг ЦЗ 1 через средство крепления, содержащее опоры 10 с центральным узлом, куда входит ось 11, расположенная в трех мембранах 12. Первая из них размещена на торце оси 11 и во втулке 13, расположенной в центре ПЗ 2, а две других на оси и фланце 14 опоры 10. Средства крепления ПЗ 2 имеют периферийный узел, включающий три тройных патрона, равномерно расположенных по краю ПЗ 2. Каждый патрон состоит из полой оси 16, к которой прикреплен пружинный шарнир 17, расположенный на общей плате 19 трех патронов и оси привода 20. Плата 19 и привод 20 размещены на опоре 10. По условию работы ЦЗ 1 и ПЗ 2 во время эксплуатации и после транспортировки должны сохранять съюстированное положение. При разъюстировке ПЗ 2 благодаря датчикам 21, расположенным на бандаже 4, и приводам 20, размещенным на опорах 10, могут поворачиваться и занять начальное положение. 4 ил.

ГЛАВНОЕ ЗЕРКАЛО ТЕЛЕСКОПА, содержащее зеркало в оправе, выполненной в виде цилиндра и наружной рамы с шпангаутами, соединяющими их, и средства крепления к оправе, отличающееся тем, что на цилиндре оправы закреплен металлический бандаж с равномерно расположенными по окружности хвостовиками, зеркало выполнено составным из центрального и периферийных отражателей, причем центральный отражатель установлен на цилиндре оправы в роликовых радиальных и радиально-упорных подпружиненных подшипниках, а периферийные отражатели расположены на хвостовиках бандажа вокруг центрального отражателя через их средства крепления, выполненные в виде жестко скрепленных с хвостовиками опор с установленными на них центральными и периферийными узлами, при этом первый узел включает ось, размещенную в нескольких мембранах, одна из которых закреплена на торце оси и установлена во втулке, расположенной в центре периферийного отражателя, а другие мембраны закреплены на цилиндрической поверхности фланца опоры, периферийный узел средств крепления периферийного отражателя снабжен патронами, сгруппированными по три, равномерно расположенными по окружности, причем центры групп патронов равномерно расположены по окружности вокруг каждого центра периферийного отражателя, где каждый патрон размещен с тыльной стороны внутри периферийного отражателя и выполнен в виде полой оси, к которой изнутри прикреплен пружинный шарнир с фланцем, установленным на общей плате трех патронов, расположенной на опоре периферийного отражателя.