Узел крепления вторичного зеркала телескопа Советский патент 1980 года по МПК G02B23/00 

.. .. Изобретение касается оптического приборостроения и может быть исполь зовано, например, в космических Телескопах. Известны узлы крепления, вторичибг зеркала телескопа,содержащие растяжки, с помсяцью которых зеркало кре- . пится к корпусу трубы, или растяжки и шарнирные элементы, связывающие оправу вторичного зеркала с ниж ним кольцом главного зеркала Наиболее близким по технической сущности к предложенному является узел крепления, в котором вторич;ное зеркало на растяжках соединяется; С передним кольцом фермы телескопа и штангами термОкомпенсатора с помощью пластин и безлюфтовых шарниров 2. Этот узел крепления обеспечиваг, ет сохранение соосности и расстояния между главным и вторичным зеркалами телескопа при изменении Длц;ны трубы или ее отдельных элемен- тов вследствие температурных воздействий. Однако, если при температурном воздействий происходит изгиб трубы, данный узел крепления не обеспечивает сохранения соосности оптических элементов. Штанги термокомпенсатора, закрепленного относительно переднего кольца с помощью направляющих втулок (люнетов) и пластин, при изгибе трубы изгибаются, вызывая в-заимное поперечное перемещение зеркал, т.е. н-арушение их соосности. Цель изобретения - уменьшение влияния изгибных температурных дёформ:аций трубы телескопа на взаимное раеположеняе главного и вторичного зеркал. Это достигается тем, что в пред.пйженном узле крепления вторичного зеркала телескопа вторичное зеркало соединено с передним кольцом трубы . телескопа ша1рнирйО СПОМОЩЬЮ тяг, укрепленных также на штангах термокомпенсатора, причем тяги распол6же-яы относительно штанг термокомпенсатора под углом , определяемым из выражения . гделС- температурное удлинение трубы вдоль образующей; Ah - поперечное перемещение переднего кольца трубы вследствие ее изгиба; h - конструктивно выбираемое ; -paccTOflHi e между штангами термокомпенсатора и образую щей трубы телескопа. На фиг, 1 изображена принципиаль ная схема телескопа; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 - узел 1 фиг. 1; на фиг. 4 - схема для оп рёД йёййя угла наклона тяг. Вторичное -зеркало 1 при помощи растяжек 2 крепится тягами 3, соеди ненных с растяжками 2 шарниром 4, к переднему кольцу 5 трубы телескопа через шарниры б и одновременно соединяется посредством беэлюфтовых шарниров 4 6о штангами 7 термокомпенсатора. При одностороннем теп ловом воздействии труба телескопа йз17Ибаётся за счет неодинакового Удлинения противопйложны2{ по диамет ру участков бокЪвйх поверхйосгей трубы, в соответствии с величиной возникающего между ними градиента температур. Ьзгиб трубы происходит в сторону менее ййгретой части трубы.При этом тяга 3, расположенная например, с болеенагретой стороны боковой поверхности, перемещает по принципу работы параллелограммНрг-о механизма за счет удлинения данной части боковой поверхности трубы шар нирный элемент 4 (а следовательно и вторичное зеркало) в сторону, про тивоположную направлению изгиба . величина этого перемещения зависит от угла наклона тяг 3 относительно штанги 7 термокомпенсатора и подобрана так, что перемещениешарнирного элемента 4 ёСледствИё удЯйнёНйй трубы равно по величине перемещению переднего кольца 5 трубы от ее изгиба . Менее нагретая сторона боковой поверхности трубы также удлиняется. Поэтому находящаяс я на данной стороне тяга 3 тоже стремится .переместить шарнирный элемент ..... но на меньшую .величину (в соответствии с удлинением данной части поверхности трубы) и в направлении., совпадающим с направлением перемещения переднего кольца 5 от изгиба, т.е. обратно действйю првтйв6положной тяги 3. При этом вторичное зеркало перемещается на величину, ра.вную для симметричных растяжек 2 среднеарифметическому от Перемещений диаметрально расположённых nJalp ниров 4 в сторону противоположную изгибу трубы. В результате положен вторичного зеркала остается нейзме гным; относительно г павнОРй ;Septraflia: Телескопа. Угол наклонам тяг 3 относительн штанг 7 термОкомленсатора БйчИслЯется из геометрических соотношений по величине удлинения труба и связанной с нею величине поперечного перемещения ее переднего кольца следующим образом. Для наглядности предположим, что одна сторона боковой поверхности трубы после теплового воздействия имеет температуру Т +дТ (образующая ВС трубы на фиг. 4), а противоположная - т- дТ Участок трубы с температурой Т + дТ удлиняется вдоль образующей ВС на величину д J. При этом тяга 3, прикрепленная к переднему, кольцу, поворачиваясь, перемещает узел крепления растяжки к штанге 7 термокомпенсатора на величину лЬ. Т.огда, считая, что длина тяги неизменна имеем, . ()S() После упрощений получаем .ль деЧдн ле гЬлв Решая последнее выражение относительно угла Ч имеем . где A В температурное удлинение участка трубы вдоль образующей ВС; поперечное перемещение переднего кольца трубы вслед Ствие ее изгиба от температурного воздействия; величина проекции тяги 3 на образуквдую трубы ВС, расстояние.между штангами 7 термокЬмпенсатора и образующей трубы ВС. Для телескопа с диаметром Трубы 105 см, выполненной из алюминиевого сплава, величина максимального удлинения (более нагретой боковой поверхности трубы) при перепаде по результатам рас четов на ЭЦВМ составила 0,48 мм. При этом величина перемещения вторичного зеркала относительно главного равнялась 0,2 мм (допускаемое перемещение 0,05 мм). Угол наклона тяг |Р , при котором это перёме14ение полностью компенсируется (с Точностью 0,006 мм) составляет . Применение предложенного узла крепления вторичного зеркала позволяет снизить вес конструкции трубь за счет изготовления ее из дегких алюминиевых сплавов, вместо обычно применяемых тяжель1Х и дорогостоящих металлов с минимальным значением коэффициента линейного теплового расширения . Формула изобретения Узел крепления вторичного зеркала телескопа, содержащий растяжки, без