Труба телескопа Советский патент 1983 года по МПК G02B23/00 

Ю

00 Изобретение относится к огтгческому прибЬростроению и может быть использовано при соз1айнии тепескоповрЪфлекторов с закрытыми трубами 1фи повышенных требованиях к точности взаимного расположения главного и вто раиного зеркал. Основным требованием к трубе тепео копа является сохранение при весовой деформации трубы заданного взаимного расположения оптических элементов, скпадываюиоЕсся из требований: равенст ва поперечных оптической оси трубы смещений главного и вторичного зеркал относительно средника сохранение раостояния между главным и вторичным зеркалами (равенство осевых перемеще ний зеркал относительно средника); отсутствие разворотов главного и вторичкого зеркал относительно «оптической оси трубы (относительно средника). Известна труба телескопа, содержащая средник, переднее и заднее кольца, связанные со средником несущими цилинд ратли, на которых закреплены соответств но главное и вторичное зеркала 11 Недостатками этой трубы 5тляются наличие разворотов зеркал и невозможность одновременного вьшолнения равен ства как осевых так и поперечных весовых перемещений зеркал между собой. Известна труба телескопа, содержащая средник, переднее н заднее к;р1льца, связанные со средником несущими цилиндрами, главное зеркало в оправе, вторичное зеркало с растяжками, .параллельные оси трубы щтанги и радиаль ные тяги, сходяпдиеся концы которых щарнйрно соединены с растяжками и с передними концами штанг, а расходящи ся концы - с передним кольцом. Труба рассчитана преимущественно для работы в космических системах в условия невесомости , т.е. не испытывает весовых деформаций. Тем не менее при налич гравитационного поля эта конструкция исключает развороты зеркал друг относительно друга, к, при соответствующем подборе жесткостей цилиндров, свя зывающих средник с передним к задним кольцами, может обеспечить равенство поперечных перемещений зеркал | 2 . Однако данная пруба не исключает развороты зеркал относительно ее оси (относятеш но средника) и не обеспечивает постоянства расстояния между зеркалами при изменении ориентации трубы относительно гравитационного ПО.ЧЯ, ПОСКО Т.ЬК.У ШТ-ЗПСН r,pSI:TI-.lJS-TKir Т ней пепосредстветню блоки главного и вторичного зеркал. .. Целью изобретения является повыще. ние качества изображения и точности наведения за счет уме}1ьшения весоBbtx перемещений зеркал друг относительно друга. Поставленная цель достигается тем, что труба телескопа, содержащая средник, переднее и заднее кольца, связанные со средником несущими цилиндрами, главное зеркало в оцраве, вторичное зеркало с растяжками, параллельные оси трубы штанги и радиальные тяги, сходящиеся концы которых шарнирно соединены с растяжками и с передними концами штанг, а расходящиеся концы с передним кольцом, снабжена дополнительными параллельными оси трубы штан гами, задние концы которых шарнирно сое/йшены с оправой главного зеркала, и радиальными тягами, сходящиеся концы которых шарнирно соединены с оправой главного зеркала, расходящиеся - с задним кольцом а свободные концы всех штанг соединены со средником. Кроме того, тяги снабжены регуляторами осевой жесткости. Функционально цель достигается тем, что несуише металлоконструкции трубы, связывающие каждый из блоков зеркал со средником, разделены на две группы: несущие только осевые нагрузки и несу-. щие только поперечные (радиальные) нагрузки. Соответственно каждая из названных групп обеспечивает или только равенство осевых перемещений зеркал не оказывая влияния на их поперечные перемещения, или только равенство поперечных перемещений зеркал, не. оказывая влияния на их осевые перемещения относительно сердника. Такая конструкция позволяет выбирать жесткость ментов каждой из этих групп независимо, что дает возможность требуемого выравнивания перемещений каждого вида между собой. На ф(иг. 1 изображена труба, осевой разрез; на фиг. 2 к 3 - вид А и сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - тяга с р& гулятором осевой жесткости. Труба содержит средник 1, закрепленный на валу 2 подвижной оси телескопа, переднее 3 и заднее 4 кольца, связан ные со средником соответственно несущими шшшщрамв 5 и 6, главное зерка л о 7 с .оправой 8, вторичное зеркало 9 с чет1.1рьмя растяжкакш 10, раслкшожен ными Б двух ортогональных радиаш ных сечениях. В этих же плоскостях на одинаковых расстояниях от оптической оси трубы и-параллельно ей раотопожены четыре штанги 11 одинаковой длины. Один (задний ) конец каждой штанги безлюфтовым шарниром 12 соединен со средником второй - безл Ьфговым шар-ниром 13 с внешним концом растяжек 1 При этом все шарниры 12 (а следова-тельно, и все шарниры 13) располагаются в одной плоскости, перпендикулжгрной оси трубы. Аналогично, оправа Sf главного зерка ла 7 связана со средником несколькими например четырьм параллельными оси трубы и расположенными на одинаковых расстояниях суг нее штангами 14 одзянаковой длины, соединенными без.пюфтовыми шарнирами 15 и 16 соответ ственно с оправой 8 и со средником. Таким образом, штанги 11 со средником 1 и растяжками 10 два расположенных в ортогональных пдоскоотях меканизма параллелограмма. Также для межанизма параллелограмма образую и штанги 14 со средником 1 и опра вой 8. Одновременно концы растяжек 10 в узлах 13 шарнирами 17 соединены с концами расположенных радиально (перпендикулярно оптической оси) тяг 18, вторые концы которых шарнирами 19 со динены с передним кольцЬм. Оправа 8 главного зеркала радиальными тягами 2О и шарнирами 21 на сходйшихся 22 и ра ходяшихся 23 концах связана с задним кольцом 4. Конструктивно шарниры 15 и ,21 могут быть совмещены друг с друго шш расположены отдельно, как показа но на фиг. 3 и 4.. Расположение средника 1 относительно переднего и заднего «олец 3 и 4, а следовательно,и длины 5 и 6 и штанг 11 и 14, определяется, как и в традиционных конструкцщах, требованием прохождения оси врашения трубы (оси вала 2) через центр ее тяжести. При этом центр тяжести главного зеркеиха с оправой располагается на оси трубы в плоскости, прокодяшей чер центры шарниров 15 и 21, а центр т жести вторичного зеркала с растяжками - в плоскости, проходящей через центры шарниров 13. Тяги 18 и 2О имеют на внешних (расходящихся) коапах резьбу 23, использующуюся для соэдшшя преднатяга и выборки люфтов в Ш :.81. 4 шарнирах, и для гост ропки ттоцороччо- го полойсе)шя зеркап, Тяги 18 и 2 О могут быть выполи еиьт ввиде Ш10СКИ.Х пластин. Устройство работает следуюил м обра3GM- (при описании работы без скобок приводятся позишш элементов закрепления главного зеркала, а в скобках - вторичного); вес зеркала 7 с оправой 8 (беркала 9 с растяжками 10) при произвольной ориентации трубы в пространстве раскладьтается на осевую компоненту, действующую вдоль оси трубы и полностью воспринимаемую штангами 14 (ly, и поперечную компоненту, полностью воспринимаемую через тяги 20 (18) и кольца (4) и (3) несутаям цилиндром 6 (5). Вследствие шарнирного закрепления тяг 20 (18) осевая хсса июнента нагрузки не передается на цилингфы 6 (5), а поперечная не воспринимается вследствие шарнирного их закрепления штангами 14(il). У Величинь осевых перемещений зеркала 7 (9), вызываемых осевой компоненгой веса, определяются исключительно геометрией (длиной и осевой жесгкосгью) штанг 14 (11) и не зависят от жесткости цилиндров и тяг. В то же время величины вызываемых поперечной ком понентой веса поперечных перемещений зеркала 7 (9) определяются исключительно длиной и жесткостью несущих цилиндров 6 (5) и тяг 20 (18). Независимость работы цилиндра 6 (5) с т$пами 20 (18)воспршшмаюших толыКО поперечную и не участвуюгщсс в восприятии осевой нагрузки, и штанг 14 (Hi воспринимающих только осевую и не участвующих в восприятии поперечной нагрузки, позволяет подбором жесткостей цилиндров и тяг. уровнять поперечные, а подбором жесткостей штанг осевые перемещения зеркал относительно средника. Наличие механизма параллелограмма,образованного средником 1, штангами 14 (11) и зеркалсфл 7 с оправой (зерка- лом 9, с растяжками) обеспечивает параллельность его сторон, образованных зеркалами, среднику, т.е. Обеспечивает отсутствие разворота зеркал относительно средника и друг друга. Расположение центра тяжести зерка а 7 с оправой (зеркала9 с растяжкаи) в плоскости шарнирных узлов 15 (13) а равном расстоянии от них обеспечиает ра- номерное расщ е«еление осевой омпоненты веса зеркала на штанги при юбой ориента ота трубы, тем самым

оберпсгчивает оаинаковое растяжение сжаяие штанг а значит н точность геомеприт я точность работы механи мов параллелограмма.

Таким , при сххугветст&ующем подборе длин и жестЕостей элементов vpy&u предлагаемая ксшструкция обеспе Швает ««шолнение всех трех названных требовсший, предаявляемых к трубе телескопа.

ХЬя обеспечения возможности TOi кой доьоюеи жёсткостей far до требу

мой для уравнивания перемещений зеркал .в их состав включены элементы 24 с регулируемой жесткостью (регуля 1х ры .осевой жесткости).

Вследствие уменьшения весовь1Х не, ремешений зеркал друг относительно друга такая консорукция трубы телескопа позволяет повысить качество изображения, т.е. обеспечите, требуемую повышшную разрешающую способность телесй па, а также т очностЬ наведения.

1. ТРУБА ТЕЛЕСКОПА, со, держащая , пегреанее к зедвее itonbiia, связанные со срвянвком несущими цилиндрами, главное зеркало в оправе, вторичное зеркало с расгяжкдми na« - , --.. . раллельные оси трубы штанги и радиальные тяги, скодяшиеся концы которых шарнврно соединены с растяжками н с переднвмн концами штанг, a расходящиеся .конпы с°пе- . редним кольцом, о тлнчающаяся тем, т, с целью повышения качества (изображёння и точности навед шя за счб : Уменьшения весовых перемещений зерквл друг относительно друга, труба жена донолнительными ааралпёльвымв оси трубы штангами, задние ЕОШХЫ ко торых шаршфно соедзвнены с оправ( главного зеркала, и радввпьнымв тягв мн, сходящиеся - концы кото1рых tiiapHBtp но соединены с ааравсА fnasHcro зеркала, расходяпшеся - с копьцаь a свобспные концы всех шфанг соепян нены со qpeдник(%.l.. 2. Труба телескснха по а. 1 о tw , лвчаюшаяся тем, что тягв снаб жены регуляторами осевой жесзхос«в.

. 1

im У Фиг1 Г7