SU1708165A3

SU1708165A3 - Зеркальный телескоп

Info

Publication number: SU1708165A3
Application number: SU884356845A
Authority: SU
Inventors: Хюгенелль Херманн
Original assignee: Hugenell Hermann
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1988-11-04
Publication date: 1992-01-23
Also published as: DE3789231D1; ZA872645B; EP0305369B1; JPH01502454A; KR890700844A; DD255998A5; WO1988006743A1; AU7289487A; KR950003440B1; US4991948A; UA7090A1; DE3707642C1; EP0305369A1; JPH0527085B2; AU601735B2

Abstract

Изобретение относитс к оптическому приборостроению дл астрономических исследований и позвол ет улучшить качество изображени за счет повышени стабильности оптической оси при работе с крупногабаритными зеркалами и услови зксплуатации. Зеркальный телескоп содержит тубус с установленным в нем первичным зеркалом и системой крепежных т г и рычагов, расположенный внутри сферического корпуса 1 в виде шарового сегмента. Сферический корпус 1 размещен в раме 4, установленной с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси 11, a рама установлена в основании 5 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси. Сферический корпус 1 и рама 4 расположены в гидростатических опорах. На сферическом корпусе 1 установлены ходовые трубы с горизонтальной осью 11, a в трубах на гидростатических опорах размещены ходовые платформы с возможностью поворота в трубах. Внутри сферического корпуса установлены соединенные с ходовыми трубами подъемники, внутренние стенки которых выполнены сферическими, соединены с платформами и смонтированы с возможностью поворота относительно наружных стенок. Первичное зеркало телескопа выполнено из отдельных зеркальных сегментов, установленных на расположенных концентрично зеркальной оси тубуса окружност х. Зеркальные сегменты выполнены в форме круглых зеркал, поверхности которых вместе образуют параболоид, и установлены так, что между йими имеютс свободные площади дл размещени креплени опор зеркальных сегментов, крепежных т г и рычагов и затен емых ими полщадей. 4 з.п.ф-лы, 17 ил.

Description

Изобретение относитс к оптическому приборостроению дл астрономических исследований .

Целью изобретени вл етс улучшение качества изображений за счет повышени стабильности оптической оси при работе с крупногабаритными зеркалами и улучшение условий эксплуатации.

На фиг.1 представлен зеркальный телескоп , общий вид; на фиг.2 - то же, вид спереди: на фиг.З - то же, частичное сечение; на фиг.4 - установленные по оси сферического корпуса трубы с прилегающим подъемником; на фиг.5 - трубы с наход щейс в них платформой, аксонометри ; на фиг.6 платформа, аксонометри ; на фиг.7 - первичное зеркало, вид сверху; на фиг.8 - центральна ось первичного зеркала, разрез; на фиг.9 схемы последствий затенени центра первичного зеркала; на фиг. 10-крепежна система, аксонометри ; на фиг.И крепежна система, фрагмент; на фиг. 12 крепежна система, разрез; на фиг. 13 - направл юща труба, продольный разрез; на фиг.14 - рама тубуса, аксонометри ; на фиг.15-смонтированный тубус; на фиг.16кабина Куде, осевой разрез; на фиг. 17 телескоп , пример выполнени .

Зеркальный телескоп (фиг.1 и 2) состоит из сферического корпуса 1, установленного в нем тубуса 2 с первичным зеркалом 3, рамы 4 в виде шарового сегмента дл опоры дл сферического корпуса 1 и основани 5 дл опоры рамы 4 в виде шарового сегмента.

Сферический корпус 1 имеет такие размеры , что тубус 2 со своими наружными крепежными злементами б проходит поперек через весь диаметр сферического корпуса 1, причем согласно фиг,2 первичное зеркало 3с относительно большим диаметром находитс далеко под центром с.феры. В стенке сферического корпуса 1, противолежащей первичному зеркалу 3, находитс taK называемый глаз 7 зеркального телескопа , который выполнен из перфорированного листа 8 с круглыми отверсти ми 9, расположенными точно над отдельными сегментами 10 зеркала 3 {фиг.9).

Сферический корпус 1 установлен с воз , мОжностью поворота вокруг горизонтальной оси 11 в опорных втулках 12 рамы в виде шарового сегмента 4. Проход ща горизонтально ось 11 сферического корпуса 1 образована жестко устанозленными на сферическом корпусе 1, доступными дл прохода трубами 13, в которых установлены жестко на раме 4 скольз щие 9 трубах пластины 14.

Вокруг труб 13, установленных в подшипниках скольжени или качени в опорах 12 рамы 4, размещены приводные элементы 15 в виде зубчатых, клиноременных или зубчатоременнык передач и т.п. Они служат дл поворота сферического корпуса 1 вокруг горизонтальной оси 11 и тем самым дл ориентировки глаза 7 зеркального телескопа.

На фиг.З показаны частичное вертикальное сечение сферического корпуса 1, рама 4 и основание 5. Оно имеет на наружной стороне подъемник 16 с двигателем 17, кабиной 18 подъемника и приводами 19 подъемника. Подъемник 16 ведет внутрь рамы 4 в виде шарового к трубе 13 с . .пластиной 14внутриосиПсферическсгокорпуса. Через выполненный на верхней стороне основани 5 подход 20 подъемник имеет свободный доступ независимо от положени

0 поворота рамы 4 вокруг вертикальной оси и независимо от положени поворота сферического корпуса 1 вокруг горизонтальной оси.

Рама 4 установлена вертикально с помощью двух кольцевых рельсов 21 и 22 в соответствующих направл ющих пазах 23 и 24 с помощью гидростатических скольз щих опор, установленных в основании 5. Оба направл ющих паза 23 и 24 разделены

0 радиально кольцевым направл ющим цоколем 25, причем все основание 5 с направл ющим цоколем 25 выполнено из железобетона. Радиально, вне направл ющего паза 23 находитс круглый зубчатый 5 ходовой релъс 26, который находитс в зацеплении с зубчатой передачей 27 дл поворота рамы 4 в виде tuaposoro сегмента на. 360 вокруг своей вертикальной оси.

Вс рама 4 состоит из стальной конструкции, включающей несколько опор 28 - 30 (фиг.З), которые проход т между кольцевыми рельсами 21 и 22, внутренней 31 и наружной 32 стенками рамы в виде шарового сегмента. На опорах также установлены

5 приводные элементы 33 дл приводных элементов 15 с целью поворота сферического корпуса 1 вокруг своей горизонтальной оси 11.

Частично внутри рамы 4 м частично

50 внутри основани 5 выполнена полусфера 34 дл приема сферического корпуса 1. Он опираетс на гидростатический упорный подшипник 35, включающий напорные каналы 36 и камеры 37 давлени (фиг.З). Тем

55 самым сферический корпус 1 опираетс в раме 4 с помощью скольз щих опор (35 - 37). Они восприньшают силы инерции сферического корпуса 1, поэтому оси 11 сферического корпуса работают почти полностью без нагрузки.

Внутри Сферического корпуса 1 показано первичное зеркало 3 с ходом лучей 38. По центру под первичным зеркалом 3 находитс наблюдательна кабина 39 дл фокуса Куде. Она доступна через подъемник 40. Вне окружности первичного зеркала 3 размешен еще один подъемник 41, который ведет внутри сферического корпуса 1 к трубе 13 в оси 11 сферического корпуса 1. Оба подъемника 40 и 41 соединены между собой ходом 42, над которым находитс рабоча платформа дл первичного зеркала 3.

Кабина 43 подъемников 40 и 41 имеет выполненную в виде сферы внутреннюю стенку 44, котора снабжена платформой 45 (фиг.4). Кроме того, предусмотрены приводы 46 дл поворота сферической внутренней стенки 44 подъемника с платформой внутри кабины 43 подъемника. Приводы 46 соединены с приводными элементами 15 дл поворота сферического корпуса 1 вокруг своей оси 11 так, что при повороте сферического корпуса 1 в направлении движени часовой стрелки сферические внутренние стенки 44 подъемника соответственно поворачиваютс в направлении, противоположном направлению движени часовой стрелки, поэтому платформы 45 в любом положении сферического корпуса 1 наход тс в горизонтальной плоскости. Таким же образом совершает поворот платформа внутри хода 42 между подъемниками 40 и 41, которые наход тс внутри трубы. Так как пластина 14 внутри трубы 13 жестко соединена с рамой 4, а труба 13 поворачиваетс вместе со сферическим корпусом 1, пластина 14 в трубе 13 и платформа 45 в кабине 43 подъемника находитс всегда в горизонтальной плоскости, поэтому в любом положении наклона сферического корпуса 1 можно использовать подъемные устройства.

Пластины 14 установлены в трубе 13 на гидростатических опорах 47, к башмакам 48 которых через напорные трубопроводы 49 подаетс масло, которое может снова отводитьс через сливные трубопроводы 50.

Вс масса рамы 4 и сферического корпуса 1 опираетс на два кольцевых рельса 21 и 22, которые опираютс на направл ющие пазы. 23 и 24 основани 5. Кольцевые рельсы 21 и 22 своевременно поднимаютс под давлением масла и без трени скольз т на масл ной пленке. Поворот рамы 4 на 360° осуществл етс зубчатой передачей (26, 27), причем с обеих сторон зубчатого ходового рельса 26 установлены рельсы, на которые действует нагрузка необходимых электродвигателей. Так как масса рамы 4

опираетс на масл ную пленку, то здесь отсутствует нагрузка рамы 4.

; Аналогично сферический корпус 1 опираетс на подпорные подушки, созданные с

помощью камер 37 давлени , поэтому дл наклона сферического корпуса 1 приблизительно на 75 в обе стороны от вертикального положени глаза 7 не требуетс больших усилий. Это можно осуществить с помощью

0 маломощного электродвигател . Когда те . лескоп отключен, все нагрузки воздействуют на полусферу 51 и кольцевые рельсы 21 и 22, поэтому сферический корпус надежно фиксирован.

5 Первичное зеркало 3 зеркального телескопа , образовано из рельсов 21, установле1нных с возможностью регулировки зеркальных сегментов, из которых каждый состоит из дискового круглого зеркального

0 тела 10. Они установлены на круговых траектори х , расположенных концентрично относительно центральной оси 52 с промежутками между собой так, что между отдельными зеркальными телами 10 обра5 зованы свободные площади 53 дл опор 54 зеркальных тел 10 и свободные площади 55 дл крепежных т г и рычагов 56 и соответственно затен емых ими поверхностей.. Каждое зеркальное тело 10 состоит из

0 цельного круглого зеркала, полна площадь , которых отшлифована, не счита выемки центрального отверсти . Такое зеркальное тело содержит опору 54 с радиальной разгрузкой от раст жени и сжати , дл чего на

5 окружности зеркального тела 10 предусмотрены разгрузочные элементы, дл которых предусмотрены свободные площади 53.

Наружный диаметр первичного зеркала 3 и тем самым диаметр тубуса получают из

0 требуемого эффективного диаметра гипотетического монозеркала.

За счет установки 18 зеркальных тел 10 рассчитанного диаметра на двух радиальных относительно центральной оси круговых траектори х, причем на внутренней круговой траектории расположено шесть зеркальных тел 10, а на наружной 12, получаетс полный наружный диаметр первичного зеркала 3 и тем самым тубуса.

0 Свободные площади 53 и 55 между 18 зеркальными телами 10 следует рассматривать как соответствующие затененные поверхности в гипотетическом монозеркале. Система 56 крепежных т г и рычагов

5 выполненного параболическим первичного зеркала 3 содержит средние крепежные трубы 57, которые образуют статическую несущую конструкцию дл тубуса 2, и внутренние напраьл ющие трубы 58, которые с рельсами 59 предусмотрены дл направлени трех наблюдательных кабин 60 62 . Нижн наблюдательна кабина 60 служит дл наблюдени в фокусе Кассегрена с шестью и восемнадцатью зеркалами (фиг.8). Средн наблюдательна кабина 61 служит дл наблюдени в фокусе Kaccerperta с шестью зеркалами. Верхн наблюдательна кабина 62 служит дл наблюдени в первичном фокусе Кассегрена с восемнадцатью зеркалами. Ходы 38 лучей, отраженных от восемнадцати зеркальных тел 10, показаны только краевыми лучами, На фиг.8 показана параболическа форма выполнени первичного зеркала 3, а также решетчатые распорки 63 между средними 57 и внутренними 58 направл ющими трубами.

На фиг.9 показаны последстви затенени центра первичного зеркала 3, в котором не установлено зеркальное тело 10, как показывают фиг.7 и 9. Предлагаемый телескоп с центральной осью увеличивает разрешающую способность и одновременно снижает контраст при средних частотах {фиг.9а). При центральном затенении (штрихова лини на фиг.9б) функци точечного изображени улучшена по сравнению с функцией точечного изображени известного телескопа. Наконец, при центральном затенении улучшена модул ционна характеристика (фиг.9в).

На фиг. 10 изображена рамна конструкци 64 дл наблюдательных кабин 60 62 , содержаща платформу 65, на которой установлены вторичные или отклон ющие зеркала 66 - 69 (не показаны), два расположенных на рассто нии один от другого над платформой 65 опорных кольца 70 и 71, а также радиальные распорки 72, которые выполнены с возможностью вертикального перемещени во внутренних направл ющих или ходовых рельсах 59.

На фиг. 11 показана рамна конструкци 64 внутри центральной оси 52 первичного зеркала 3 с направл ющими (ходовыми рельсами 59 внутренней направл ющей трубы 58). Посредством рещетчатых распорок 73, служащих статическими несущими элементами, внутренние направл ющие трубы 58 имеют опору относительно средних крепежных труб 57, в которые ввод т балластные тела 74 дл весового уравновешивани рамной конструкции 64 трех наблюдательных кабин 60 - 62, Посредством других решетчатых злементов 75 средние крепежные трубы имеют опору относительно наружных крег1ежных труб 76.

На фиг. 12 показана система крепежных элементов, включающа несущие тросы 77 на направл ющих роликах 78, которые соедин ют балластные тела 74 с отдельными

наблюдательными кабинами 60 - 62. На нижних направл ющих роликах 78 установлены направл ющие тросы 79 дл балластных тел 74.

Введенные в средние крепежные трубы

57 балластные тела 74 выполнены в виде пустотелыхтел 80 и соединены с напорными шлангами 81 и масл ным насосом так, что массу балластных тел 74 можно измен ть в

зависимости от нагрузки на отдельные наблюдательные кабины 60 - 62 с целью подгонки веса (фиг. 13), Управление движением наблюдательных кабин 60 - 62 осуществл ют с помощью центрального привода 82.

На фиг.14 и 15 показана рама 83 тубуса, в которой (фиг.15) вставлены или насажены первичное зеркало 3, наход ща с на нем крепежна система 56 с наблюдательными кабинами 60 - 62 и закрывающий тубус перфорированный лист. На нижней части 84 тубуса установлена сферическа наблюдательна кабина 85 дл фокуса Куде с круг-лым входным люком 86 длл света. Наблюдательна кабина 85 жестко соединена с тубусом. На масл ной пленке, и поэтому без трени , установлена внутренн платформа 87, котора в любом положении тубуса выровнена горизонтально. Так как сопровождение тубуса осуществл етс относительно медленно, то колебательные влени исключены. Доступ в сферическую кабину 58 возможен через входной люк 86 дл светового пучка. Подвод энергии осуществл етс по неизображенным трубопроводам ,вводимымпараллельно

экранированию светового пучка 88, Под платформой 87 внутри сферической стенки корпуса имеетс достаточно места дл напорных и блокирующих устройств.

На фиг. 16 показан готовый зеркальный телескоп, сферическа крыша 89 которого поворачиваетс с круглой плитой 90 основани . Это обеспечивает большую точность сопровождени . Доступ к зеркальному телескопу осуществл етс через подвесную опору 91. Обща высота купола составл ет около 50 м.

Ф о р м у л а и 3 о б р ет е н и 1. Зеркальный телескоп, содержащий тубус с установленными в нем первичным зеркалом и системой крепежных т г и рычагов , расположенный внутри сферического корпуса, и раму дл опоры сферического корпуса в виде шарового сегмента, отличающийс тем, что, с целью улучшени качества изображени за счет повышени стабильности оптической оси при .работе с крупногабаритными зеркалами и улучшени условий эксплуатации, сферический корпус

размещен в раме, установленной с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, а рама установлена в основании с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, причем как сферический корпус, так и рама установлены соответственно в гидростатических опорах.

2.Телескоп по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с тем, что на сферическом корпусе установлены ходовые трубы с горизонтальной осью, а в трубах установлены ходовые платформы с возможностью поворота в трубах.

3.Телескоп по п.2, отличающийс тем, что внутри сферического корпуса установлены соединенные с ходовыми трубами подьемники, внутренние стенки которых выполнены сферическими, соединены с платформами и установлены с возможностью поворота относительно наружных стенок.

4.Телескоп по п.2, отличающийс тем, что ходова платформа установлена в трубе на гидростатических опорных башмаках .

5.Телескоп по пп.1 -4, отличающийс тем, что первичное зеркало выполнено из отдельных зеркальных сегментов, установленных на расположенных концент0 рично центральной оси тубуса окружност х, причем зеркальные сегменты первичного зеркала выполнены в форме круглых зеркал, поверхности которых вместе образуют форму параболоида, при зтом зеркальные сег5 ментЫ установлены с образованием между ними свободных площадей дл размещени креплени опор зеркальных сегментов, крепежных т г и рычагов и затен емых ими площадей.

7 Ч- 9ui2 -«-т тгиЬ O IQ f r рЦ fo

Физ,5

в

8

Фиг. 6

иг.7

57

ijj

03 OJJ U7 Ob

as

Ql. (U 0 Д1

0,1. OJ6 0.8 1,0 12 ,(. 1:6 гв 2,0

i;-.

-3 ж-«.

:

-ОЧ -«.R Фиг 12 Фиг.13

8

83

Фиг. 16

Фиг.17

Claims

Формула изобретения

1. Зеркальный телескоп, содержащий тубус с установленными в нем первичным зеркалом и системой крепежных тяг и рычагов, расположенный внутри сферического корпуса, и раму для опоры сферического корпуса в виде шарового сегмента, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изображения за счет повышения стабильности оптической оси при .работе с крупногабаритными зеркалами и улучшения условий эксплуатации, сферический корпус размещен в раме, установленной с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, а рама установлена в основании с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, причем как сферический корпус, так и рама установлены соответственно в гидростатических опорах.
2. Телескоп поп.1, отлича ющийся тем, что на сферическом корпусе установлены ходовые трубы с горизонтальной осью, а в трубах установлены ходовые платформы с „возможностью поворота в трубах.
3. Телескоп поп.2, отд и чающийся тем, что внутри сферического корпуса установлены соединенные с ходовыми трубами подъемники, внутренние стенки которых выполнены сферическими, соединены с платформами и установлены с возможностью поворота относительно наружных стенок.
4. Телескоп по п.2, отличающийся тем, что ходовая платформа установлена в трубе на гидростатических опорных башмаках.
5. Телескоп по пп.1 -4, отличающийся тем, что первичное зеркало выполнено из отдельных зеркальных сегментов, установленных на расположенных концентрично центральной оси тубуса окружностях, причем зеркальные сегменты первичного зеркала выполнены в форме круглых зеркал, поверхности которых вместе образуют форму параболоида, при этом зеркальные сегменты установлены с образованием между ними свободных площадей для размещения крепления опор зеркальных сегментов, крепежных тяг и рычагов и затеняемых ими площадей.

Фиг.2

Я

Фиг. -l·

70.

Фиг.10

5853 58,53

1/08165

170816b

Фиг.Щ