Труба телескопа по схеме Серрюрьера Советский патент 1984 года по МПК G02B23/16 G02B23/00 

2. Труба по п. 1, отличающаяся тем, что. площадь FC поперечного сечения каждого из дополнительных стержней выбирается из соотношения

«рН

Q;;pf p p-° Kp-EpFpCosVp,

8

1

FJ. , FP

и F р .- площади попереч, ного сечвни дополнительныхстержней, штанг плоских ферм рефл и контррефлектора COOTfветственно;

Е.,Ер и Ецр - модули упругости материала дополнительных стержней, штанг плоских ферм рефлектора и контррефлектора соответственно;

Нр и Н,(р - высоты ферм рефлектора и контррефлектора соответственно;

QP и Q - вес концевых блоков с учетом присоединенного веса штанг соответственно рефлектора и контррефлектора;

и - углы при вершинах плоских ферм рефлектора и контррефлектора соответственно;Г - число стержней. 3. Труба по п. 1, отличаюая с я тем, что дополнительные ержни расположены по высотам треольников, образованных штангами ОСКИХ ферм.

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

1

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 металлоконструкции, связывающие концевые блоки со средником fl.

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 бябков 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 рефлектором и контррефлектором, являющимся следствием неравенства осевых весовых деформаций ферм рефлектора и контррефлектора. Известная констг

рукция трубы Серрюрьера не может одновременно обеспечить равенства как поперечных, так и осевых перемещений блоков рефпектора и контррефлектора. Этот недостаток обус0 ловлен тем обстоятельством, что для обеспечения равенства поперечных смещений концевых блоков размеры фермы, жесткости стержней и веса концевых блоков должны удовлетворять

5определенному соотношению, вытекающему из уравнений строительной механики. В то 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, ес91и высота фермы рефлектора равна высоте фермы контррефлектора, что иевы

полнимо в известных конструкциях

25:

труб Серрюрьера, поскольку в них высоты ферм рефлектора и контррефлектора различаютсяв 3-5 раз.

Целью изобретения является уменьшение осевых перемещений концевых 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 средник с концевыми блоками плоские фермы, штанги каящой из которых образуют равнобедренный треугольник, снабжена стержнями, связывающими средник с концевым блоком рефлектора, расположенными параллельно оси трубы и симметричноотносительно нее. При этом площадь Fg поперечного сечения каяадого из дополнительных стержней выбирается из соотношения. 8 I COS ot p-EpFpCpS o, jrneiff, Fp и Fцp - площади попереч ного сечения дополнительныхстержней, шт ан г плоских ферм реф лектора и контррефлектора соответственно;сгЕр модули упругости материала дополнительных стержней, штанг плоских ферм рефлектора и контррефлектора соответственно;Не и и высоты ферм рефлектора и контррефлектора соответственноQP и Q,p вес концевых бло ков с учетом при соединенного веса игганг соответ ственно рефлекто ра и контррефлек тора; « -круглы при вершина плоских ферм реф лектора и контррефлектора соответственно;п - число стержней. fCpOMe того, дополнительные стерж ни могут располагаться по высотам треугольников, образованных штангами плоских ферм. На фиг. 1 изобраясена конструкция трубы телескопа по схеме Серрюрьера (без оптических элементов); на фиг. схема дефор иаций при горизонтальном положении трубы; на фиг. 3 - то же, при вертикальном положении трубы; на фиг. 4 - обозначения параметров. Труба содержит среДник 1, концевой блок 2 рефлектора, связанный со средником четырьмя плоскими фермами 3, имеющими форму равнобедренных треугольников, боковыми сторонами которых являются штанги4, а основанием средник 1; концевой блок 5 контррефлектора, связанный со средн 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 пло.скости параллельны оптической оси трубы. Сечения штанг 4 и 7 выбираются таким образом, чтобы при горизонтальном положении трубы весовые перемещения концевых блоков 2 и 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 концеи ш 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 контцррефлектора. 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 треугопьников, 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 cf и поперечные Д (соответственно вдоль и поперек фокальной оси) перемещения . Вес Q концевых блоков можно разложить на осевые й поперечные Qy компоненты. Поперечная компонента веса каждого блока воспринимается только одной парой плоских Ферм, параллельной силе ,0у. , 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 д в поперечном направлении в одну сторону от фокальной оси, осевых перемещений d при этом не в-оэникает (фиг. 2).

Осевая компонента веса каждого блока воспринимается всеми четырьмя плоскими фермами и вызывает укорочение (ff(o появескя контррефлектора и удлинение (fp подвески рефлектора и соответствующие осевые перемещения концейых блоков, поперечных перемещений блоков А при этом на возникает (фиг, 3),

Одним иэ условий обеспечения качественного изображения телескопа является сохранение взаимного расположения рефлектора и контррефлектора при изменении ориентации трубы телескопа. Это требование включает в себя требование равенства jip« А jjp поперечных перемещений и равенства осевых перемещений концевых блоков при любой ориентации трубы.

Ка1ждое из двух требований в отдельности может быть удовлетворено соответствующим подбором жесткостей штанг. Однако одновременное удовлетв.орение этих требований врамках известной схемы Серрюрьера невозможфаг. 2

но, в известных трубах Серрюрьера жесткости щтанг выбираются такимиj чтобы уравнять поперечные перемещения концевых блоков, осевые же перемещения рефлектора, как правило,

оказываются существенно больше, чем контррефлектора.

В предлагаемом устройстве уменьшение осевых перемещений концевых блоков достигается введением в сос0 тав подвески блока рефлектора специальной группы одинаковых стержней. Если при этом площадь Fj, поперечного сечения допсотнительных стержней выбирается из соотношения

Р 8 . .я,

(с, Р V tcp-EpFp coHrfp,

обеспечивается одновременное равенство поперечных (,,р) и осевых ( перемещений концевых блоков при изменении ориентации трубы.

Численные оценки показывают, что при количестве дополнительных стержней для обеспечения равенства осевых перемещений жесткость, т.е. произведение Р каждого допопнительного стержня, должна быть несколько меньше удвоенной жесткости, штанги подвески контррефлектора.

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключает ся в повышении качества изо ажения

телескопа за счет уменьшения рсеилх перемещений концевых блоков при изменении ориентации трубы.

ЛР

Фигз