Труба оптического телескопа

 

ОП ИКАНИЕ,7З)4

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соиэз Советских

Социалистических

Республнк (61) Дополнительное к авт. свил-ну (22) Заявлено 11.11,77 (21) 2544531/18-10 (51) M. К. .

G 02 В 23/00 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.04.80. нзллетень ¹ 1б

Дата опубликования опясанкя 30.04.80 (53 ) У П K 53.085, .331 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Поляк н 10. Б. Синкевич

Ордена Трудового Красного Знамени центральный научно-исследовательский (71) Заявитель и проектный институт строительных металлоконструкций (54) ТРУ1;Л ОПТИЧЕСКОГО Т ЛКСКОП

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в больших телескопах-рефлекторах и тому нодобных системах.

Известна труба оптического телескопа "открытой" конструкции, содержащая средник, концевые блоки, несуппте рефлектор и контррефлектор, и связываютцие концевые блоки со средником решетчатые каркасы, обеспечивающие трубе максимальную жесткость при минимальном весе f Ц.

16

Недостатком этой конструкции является нарушение параллельности оптических осей рефлектора и контррефлектора от весовой деформации трубы при ее поворотах.

Известна труба оптического телескопа, каждьтй каркас которой выполнен в виде двух ортогональных пар параллельных плоских pssнобедренно- треугольных ферм. Каждая треугольная ферма основанием треутольника опирается на средтптк. а вершиной связана с одним нз концевых блоков, причем лежащие в одной плоскости треугольные фермы, несущие рефлектор и контррефлектор, имеют общее основание.

Труба оптического телескопа содержит средннк, концевые блоки с установленными на них через пр" межуточные элементы зеркалами н стержневые фермы, имеющие форму равнобедренных треугольников с равными основаниями (2) .

Недостатком этой конструкции является температурная деформатптя, т.е. изменение длины трубы при изменении температуры окружающего воздуха, что приводит к изменению расстояния между зеркалами и ухудшению качестss изображения. Особенно сильно зто сказывается в больших телескопах, работающих как в ночное speMa, так и в дневное время, прн суточных изменениях температуры, достигающих нескольких десятков градусов. В этом случае даже прн изготовлении трубы из материалов с низким коэффициентом линейного расширения (например, инвара) изменение длины трубы доститает существенной величины. Например, прн длине трубы 8 м и перепаде температур 40 C удлинение трубы, выполненной из инвара (а = 1,2 ° 10 /ог). составчяет около

0,4 мм.

731411

Цель изобретения — уменьшение температурного изменения расстояния между отражающими поверхностями зеркал.

Достигается это тем, что средник рубы выполнен иэ материала с коэффициентом ли5 нейного расширения большим, чем коэффициент линейного расширения материала стер> ней фермы, причем геометрия трубы связана с коэффициентом линейного расширения соотношением о где b — основания треугольников ферм; и h> — высоты треугольников ферм, свя15 зывающих концевые блоки со средник ом; а1 и aq — коэффициенты линейного расигирения стержн и фермы и средника;

t °

I — входящие в размерную цепь дли.

20 ны трубы размеры элементов трубы (кроме ферм); и

l — коэффициенты линейного расширения материала этих элементов.

На чертеже представлена конструкция трубы оптического телескопа.

Труба содержит средник 1 с закрепленной на ней полуосью (или двумя полуосями) 2 вращения трубы. Концевой блок 3 рефлектора 4 связан со средником металлоконструкцией, =остоящей из двух ортогональных пар одинаковых плоских стержневых ферм, расположенных в плоскостях, образующих в сечении, нормальном оси трубы, квадрат. Каждая ферма 5 имеет форму равнобедренного треугольника с высотой

h;, основанием которого является средник а боковыми сторонами — стержни 6.

Концевой блок 7 контррефлектора 8 также связан со средником металлоконструкцией, состоящей иэ двух ортогональных пар одинаковых плоских стержневых ферм 9, расположенных в тех же плоскостях, образующих в сечении, нормальном оси трубы, квадрат. Каждая ферма

9 имеет форму равнобедренного треугольника с высотой h> основанием которого является

45 средник 1, а боковыми сторонами — стержни 10.

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 11 средника 1, имеющем толщину t» (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 1О изготавливаются из материала с низким коэффициентом и, линейного расширения (например, из инвара), средник 1 и концевые блоки 3 и 7 — из материала с

4 более высоким hоэффициентом Gg линейного расширения (например. из стали).

При повышении температуры трубы средник 1, образующий основания треутольных ферм 5 и 9, расширяется, что приводит к уменьшению высот h, 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 hi и h, что вместе - повышением толщины t» элемента 11 средника вызывает увеличение длины L. трубы.

Повышение входящих в размерную цепь длины L трубы линейных размеров t остальных

1 элементов. трубы,. в том числе концевых блоков 3 и 7, зеркал 4 и 8, промежуточных элементов 12 и 13 и т.д., каждый из которых имеет свой коэффициент а линейного расшиI рения, приводит к увеличению или уменьшению длины 1 трубы в зависимости от того, увеличивает или уменьшает длину 1 сам параI метр t .

HBUpHM0p, в приведенной на чертеже конструкции

Ь1 +(12 t3+t7+t1i т4 т8 112 113

При соотношении высот h, и hz, размеров

t всех элементов (со своими знаками), длины основания b треугольников ферм 5 и 9 и коэффициентов о,, а,, а, -линейного расширения, выражаемых зависимостью

„,(,,) общая длина 1 трубы сохраняется неизменной при любом изменении температуры.

Выравнивание, весовых прогибов ферм 7 и 8 осуществляется в предлагаемой конструкции так же, как и в известных, например, подбором жесткостей стержней 9 и 10.

Формула изобретения

Труба оптического телескопа, содержащая средник, концевые блоки с установленными на них через промежуточные элементы зерка.hami, и стержневые фермы, имеющие форму равнобедренных треугольников с равными основаниями, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения температурного изменения расстояния между отражающими поверхностями зеркал, средник выполнен из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем коэффициент линейного расширения материала стержней фермы, причем геометрия трубы связана с коэффициентом линейного расширения соотношением

731411

bw где Ь и "г

Й1 И Й

ЦНИИ11И Заказ i i93122 Тираж 569

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 основания треугольников фсрм высоты треугольников ферм, связывающих концевые блоки со средником; коэффициенты линейного расширения стержней фермы и средин ка; ь

t- — входящие в размерную цель длины трубы размеры элементов трубы (кроме ферм);

tX ° — коэффициенты линейного pRcширения материала этих элемен.ов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Михельсон Н. H. Оптические телескопы.

М., "Наука", 1976. с. 380.

2. Там же, с. 381-382 (прототип),