Способ осевой разгрузки зеркал

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к способам крепления и разгрузки крупногабаритных зеркал телескопов. Изобретение позволяет обеспечить осевую разгрузку зеркла при любом угле возвышения в одной и той же оправе, снизить требования к жесткости зеркала и увеличить его вибрационную устойчивость. Зеркало устанавливают на опорах механической разгрузки и изменяют давление воздуха в объеме между тыльной поверхностью зеркала и оправой, создают постоянную силу давления зеркала на опоры, равную его весу, при любых углах возвышения. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 G 02 В 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4395084/24-10 (22) 25.01.88 (46) 23.07.90. Бюл. М 27 (71) Сибирский институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн СО АН СССР (72) С.В,Александрович, Г.H.Домы шев, В.П.Квачева, В.И,Круглов и В.И.Скоморовский (53) 681,4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1103182, кл. G 02 В 23/00, 1982.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к способам крепления и разгрузки оптических элементов, преимущественно крупногабаритных зеркал звездных и солнечных телескопов, целлостатов и сидеростатов.

Целью изобретения является повышение виброустойчивости зеркала при сохранении формы его поверхности эа счет обеспечения постоянной силы давления зеркала на опоры, равной его весу.

На чертеже представлена система, в которой реализуется способ осевой разгрузки зеркала и регулировка давления.

Зеркало1, находящееся в оправе 2, прижимают к опорам 3 механической разгрузки. П рижим осуществляют путем уменьшения давления в герметичном объеме, ограниченном тыльной поверхностью зеркала 1 и оправой 2. Для герметизации используют элемент 4, не являющийся опорным. Отсос и подача воздуха до задан„, Ы„„1580310 А1 (54) СПОСОБ ОСЕВОЙ РАЗГРУЗКИ

ЗЕРКАЛ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к способам крепления и разгрузки крупногабаритных зеркал телескопов. Изобретение позволяет обеспечить осевую разгрузку зеркала при любом угле возвышения в одной и той же оправе, снизить требования к жесткости зеркала и увеличить его вибрационную устойчивость. Зеркало устанавливают на опорах механической разгрузки и изменяют давление воздуха в объеме между тыльной поверхностью зеркала и оправой, создают постоянную силу давления зеркала на опоры, равную его весу, при любых углах возвышения. 1 ил. ного давления осуществляется через стравливающий и подающий клапаны 5, а величина давления автоматически поддерживается включением и выключением этих клапанов от контактов 6, которые коммутируются рычагом 7, расположенным параллельно зеркалу. Рычаг 7 вместе с грузиком 8 через ось 9 вращения связан с мембраной 10, соединенной с полостью оправы

2. Указанные элементы образуют датчик мембранного типа с косинусным механизмом. На схеме грузик 8 соединен гибким тросиком с таким же грузиком 11 через блок

12, ось которого также как и ось рычага 7 жестко соединена с оправой.

Осевую разгрузку осуществляют следующим образом.

Зеркало 1 располагают в оправе 2 тыльной стороной на опорах 3 механической разгрузки, обычно применяемых для обработки и крепления зеркала в штатной оправе (эластичные опоры — "пятаки", балансирные

1580310

15

«N 26 2а

P = — = — cos —,,$ $2 (2) 25

35

40 опоры 1 ребба, противовесные опоры Лассала и другие), Опоры механической разгрузки равномерно, по классической схеме, распределяют в оправе, при этом обеспечивают и контролируют разгрузку зеркала под собственным весом в горизонтальном положении рабочей поверхностью наверх.

Герметизируют объем между зеркалом и оправой, например, манжетом 4. Производят откачку воздуха в объеме таким образом, чтобы на рабочую поверхность зеркала действовала направленная по нормали к нему сила давления

М = О + О сов а = 2О сов 2;, (1)

2 а где G — вес зеркала; и — угол его возвышения, измеряемый между нормалью к рабочей поверхности зеркала и направлением в точку надира, 0"-а » 180 .

Для выполнения этого условия уменьшают давление в объеме на величину где S — площадь зеркала.

Такое функциональное изменение давления с углом наклона зеркала может быть реализовано, например, с помощью элементов 5 — 12. В известном косинусном механизме на рычаг 7 со стороны грузика 8 весом g действует переменная сила g .сова, растягивающая через рычаг мембрану 10. . Если к рычагу подсоединить по нормали через блок 12 второй грузик 11 с таким же весом, то к нему прикладывается постоянная составляющая g и действующая сила, растягивающая мембрану, равна

g + д cos a = 2g cos a /2. Подбором веса грузиков, длины рачага обеспечивают изменение давления в объеме оправы в соответствии с формулой (2).

В горизонтальном положении зеркала, когда его рабочая поверхность направлена вниз (а = 00), в формуле (1) уменьшение давления внутри объема создает избыточную силу давления снаружи, равную

N = 2G. Так как сила веса направлена в противоположную сторону, зеркало давит на опоры с силой 6, т.е. избыточная сила давления не только "выбирает" вес зеркала, но и придавливает его к опорам с силой веса.

Если рабочая поверхность зеркала направлена вверх (а - 180 ), то N = О, и уменьшение давления в объеме не происходит. Зеркало давит на опоры только своим весом G.

При вертикальном расположении (а = 900) на рабочую поверхность зеркала давит сила N = G. Она же и передается на опоры, потому что в этом положении сила веса перпендикулярна нормали к зеркалу, Для произвольной ориентации зеркала (О йх 180 С) сила избыточного атмосферного давления N = G + G cosa, возникающая при откачке воздуха из оправы, алгебраически складывается с составляющей силы веса G cos а на нормаль к зеркалу, и результирующее давление на опоры равно N — G cos а = G.

Таким образом, при любом угле возвышения зеркала (рабочей поверхности) вниз или вверх на опоры действует постоянная сила, равная весу зеркала, Предлагаемый способ позволяет осуществлять пневмомеханическую осевую разгрузку зеркал в одной оправе при любых углах возвышения без усложнения опор к тыльной поверхности зеркала. Такой способ разгрузки может быть полезным для уменьшения количества зеркал в следящих системах и телескопах. Поскольку нет различия в разгрузке зеркал с положительными и отрицательными углами возвышения (одна оправа) на телескопах можно использовать технологические оправы с механической разгрузкой любых зеркал, умен ьшить затраты и ошибки, связанные с переносом зеркал в штатные оправы и юстировкой. Условия осевой разгрузки не изменяются при всех углах возвышениях, что снижает требования к жесткости зеркал, позволяет использовать напряженные и тонкие заготовки.

Зеркало, постоянно прижатое с силой веса к опорам, более устойчиво к вибрациям и ветровым нагрузкам, На фоне давления на опоры, равного весу заготовки, небольшие изменения давления воздуха в системе, вызванные возможными неточностями работы регулятора, практически не влияют на качество разгрузки, Формула изобретения

Способ осевой разгрузки зеркал, состо 50 ящий в размещении зеркала в оправе и последующем изменении давления воздуха в объеме между тыльной поверхностью зеркала и оправой, при изменении его угла возвышения, отличающийся тем, что, 55 с целью повышения виброустойчивости зеркала, при сохранении формы его поверхности за счет обеспечения постоянной силы давления зеркала на опоры, равной его весу, зеркало предварительно размещают

1580310

Составитель Т.Гатилина

Редактор Н.Рогулич Техред М, Моргентал Корректор Л.Потай

Заказ 2010 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 на опорах механической разгрузки и изменяют давление воздуха по закону

2G za

Р = cos —, $2 где G — вес зеркала;

S — площадь зеркала; а — угол возвышения, измеряемый между нормалью к рабочей поверхности зеркала и направлением в точку

5 надира.