Труба оптического телескопа Советский патент 1980 года по МПК G02B23/00 

(54) ТРУБА ОПТИЧЕСКОГО ТЕЛЕСКОПА

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в больших телескопах-рефлекторах и тому подобньгх системах. Известна труба оптического телескопа открытой конструкции, содержащая средник, концевые блоки, несущие рефлектор и контррефлектор, и связьшающие концевые блоки со средником решетчатые каркасы, обеспечивающие трубе максимальную жесткость при минимальном весе 1}Недостатком этой конструкции является нарушение параллельности оптических осей рефлектораи контррефлектора от весовой деформации трубы при ее поворотах. Известна труба оптического телескопа, каж дый каркас которой вътолнен в виде двух ортогональных пар параллельных плоских равнобедренно-треугольных ферм. Каждая треугол ная ферма основанием треугольника опирается на средник, а вершиной связана с одним из концевых блоков, причем лежагцие в одной плоскости треугольные фермы, несущие рефле гор и контррефлектор, имеют общее основани руба оптического телескопа содержит средник, онцевые блоки с установленными на них через проежуточные элементы зеркалами и стержневые ермы, имеющие форму равнобедренных трегольников с равными основаниями (2). Недостатком этой конструкции является температурная деформация, т.е. изменение дпинь трубы при изменении температуры окружающего воздуха, что приводит к изменению расстояния между зеркалами и ухудшению качества изображе1шя. Особенно сильно это сказывается в больших телескопах, работающих как в ночное время, так и в дневное время, при суточных изменениях температуры, достигающих нескольких десятков градусов. В этом случае даже при изготовлеггни трубы из материалов с низким коэффициентом линейного расширенкя (например, инвара) изменение длины трубы достигает существенной величины. Например, при длине трубы 8 м и перепаде температур 40° С удлинение трубы, вьшолненной ит инвара (d - 1,, составляет около 0,4 мм. 3 Цель изобретения - уменьшение темпера турного изменения расстояния между отражающими поверхностями зеркал. Достигается это тем, что средагик грубы выполнен из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем коэффициен линейного расширения материала стержней фер мы, причем геометрия трубы связана с коэффициентом линейного расширения соотноше ck.t. Г I .nv где b - основания треугольников ферм; h и hj - высоты треугольников ферм, связьгеающих концевые блоки со средником; .«1 и «2 коэффициенты линейного расширения стержней фермы и средник tj- входящие в размерную цепь дли ны трубы размеры элементов трубы (кроме ферм) ; uj- коэффивденты линейного pacmi рения материала этих элементов. На чертеже представлена конструкдая трубы оптического телескопа. Труба содержит средник I с закрепленной на ней полуосью (или двумя полуосял-ш) 2 вра щения трубы. Концевой OLOK 3 (дефлектора 4 связан со средником металлоконструкцией, состоящей из двух ортогональных пар оданаковы плоских стержневых ферм, расположенных в плоскостях, образуюш,их в сечении, нормальном оси трубы, квадрат. Каждая ферма 5 имеет фо му равнобедренного треугольника с вьсотой hj, основанием которого является средник 1, а боковыми сторонами - стерж ш 6. Концевой блок 7 контррефлектора 8 также связан со средником металлоконструкцией, состоящей из двух ортогональных пар одинаковых плоских стержневых ферм 9, расположенны в тех же плоскостях, образующих в сечении, нормальном оси трубы, квадрат. Каждая ферма 9 имеет форму равнобедренного треугольника с высотой hj, основанием которого является средник 1, а боковыми сторонами - стержни 1 При этом, длины в оснований треугольников ферм 5 и 9 равны, а оси симметрии треугольников, лежащих в одной плоскости, совпадают Стержни 6 и 10 ферм 5 и 9 закреплены болтами на элементе II средника 1, имеющем тол шину 11 (здесь и далее индекс t соответствует номеру позиции детали на чертеже). Концевые блоки 3 и 7 закреплены к вершинам треугольных ферм 5 и 9. Стержни 6 и 10 изготавливаются из материала с низким коэффициентом cci линейного расширения (например, лз инвара), средник и концевые блоки 3 и 7 - из материала с более высоким коэффициентом Oj линейного расц1ире1гия (например, из стали). При повышении температуры трубы средник 1, образующий основания треугольных ферм 5 и 9, расширяется, что приводит к уменьшению высот hj и h ферм 5 и 9 соответственно, а следовательно, и общей длины L трубы (измеряемой как расстояние между отражающими поверхностями зеркал 4 и 8). Удлинение же при этом стержней 6 и 10 вызывает увеличение высот hj и hj, что вместе .с noBbiHjeHHeM толщины tj) элемента И средника вызывает увеличение длины L трубы. Повышение входящих в размерную цепь длины L трубы линейных размеров г|Остальных элементов .трубы, в том числе концевых блоков 3 и 7, зеркал 4 и 8, промежуточных элементов J2 и 13 и т.д., каждый из которых имеет свой коэффихщент а- линейного расширения, приводит к увеличению или уменьщенкю длины L трубы в зависимости от того, увеличивает или уменьшает длину L сам параметр t|. Например, в приведенной на чертеже конструк1щи . L hi+h2+t3+t7+tn-t4-t8-ti2-ti3 . При соотношении высот h, и Из, размеров tj всех элементов (со своими знаками), длины основания b треугольников ферм 5 и 9 и коэффидаентов «i, ttj Oj линейного расширения, выражаемых зависимостью общая длина L трубы сохраняется неизменной при любом изменении температуры. Выравнивание: весовых прогибов ферм 7 и 8 осуществляется в предлагаемой конструкЩ1И так же, как и в известных, например, подбором жесткостей стержней 9 и 10. Формулаизобретения Труба оптического телескопа, содержащая средник, концевые блоки, с установленными на них через промежуточные элементы зерка.чами, и стержневые фермы, имеющие форму равнобедренных треугольников с равными основаниями, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения температурного изменения расстояния между отражающими поверхностями зеркал, средник вьшолнен из материала с коэффициентом линейного расщирения большим, чем коэффициент линейного расширения материала стержней фермы, причем геометрия трубы связана с коэффициентом линейного расширения соотношением

ЬЧ/ I

U.- к-ТТГ V

L/

е b- основания треугольников ферм;

h и hj - высоты треугольников ферм, связывающих кош1евые блоки со средником;

Oj и ttj ., коэффициенты линейного расширения стержней фермы и средника;

tj- входящие в размерную цепь

длины трубы размеры злементов трубы (кроме ферм); а-- козффициенты линейного расшире кия материала зтих злемен.ов.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1

15