SU763832A1

SU763832A1 - Light-weight optical reflector

Info

Publication number: SU763832A1
Application number: SU782600549A
Authority: SU
Inventors: Леонид Филиппович Плиев; Владимир Павлович Бардин; Виталий Андреевич Лавренчук; Иван Дмитриевич Морозов; Леонид Григорьевич Рытиков
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4149
Priority date: 1978-04-10
Filing date: 1978-04-10
Publication date: 1980-09-15

Description

Изобретение относится к оптике, в частности к зеркалам, и может быть использовано в системах оптической связи в качестве приемопередающих антенн.The invention relates to optics, in particular to mirrors, and can be used in optical communication systems as transceiver antennas.

Известны оптические зеркала, в которых для уменьшения веса выполнены полости различной формы [ 1 ] и [ 2), Наиболее близким к изобретению по технической сущности является зеркало с взаимно эквидистантными _;тыльной и отражательной сферическими поверхностями, содержащее пересекающиеся криволинейные отверстия, оси которых лежат на поверхности, эквидистантной отражательной и тыльной поверхностям зеркала £з]. Зеркало имеет форму четырехугольника, ограниченного кривыми линиями, параллельными осям периферийных облегчающих отверстий.Optical mirrors are known in which cavities of various shapes [1] and [2) are made to reduce weight. Closest to the invention in technical essence is a mirror with mutually equidistant _; the back and reflective spherical surfaces, containing intersecting curvilinear holes whose axes lie on a surface that is equidistant to the reflective and back surfaces of the mirror [s]. The mirror has the shape of a quadrangle bounded by curved lines parallel to the axes of the peripheral facilitating holes.

i Известная конструкция обеспечивает значительный выигрыш в весе по сравнению с другими конструкциями неплоских зеркал при сохранении тех же величин деформации от собственного веса и значительном улучшении температурной стабильности бла-, годаря лучшим условиям теплообмена с окружающей средой из-за уменьшения толщины стенок ячеек и увеличения общей поверхности сотовой заготовки. , Расположение осей пересекающихся облегчающих отверстий на сферической поверхности, эквидистантной внешним поверхностям, обеспечивает симметричную относительно центра IQ сферы конструкцию зеркала.i The well-known design provides a significant gain in weight compared to other designs of non-planar mirrors while maintaining the same values of deformation from its own weight and a significant improvement in the temperature stability due to better heat exchange conditions with the environment due to a decrease in the cell wall thickness and an increase in the total surface honeycomb blanks. , The location of the axes of the intersecting lightening holes on a spherical surface equidistant to the outer surfaces provides a mirror structure symmetrical about the center of the IQ sphere.

К недостаткам известной конструкции зеркала следует отнести недостаточную механическую жесткость и сложность конструкции. У этого зер,5 кала центры кривизны осей облегчающих отверстий совпадают с центром кривизны зеркала, т.е. оси отверстий лежат в меридиональных плоскостях. Это приводит к тому, что обра20 зовэнные в местах пересечения сообщающихся полостей опоры будут отличаться друг от друга, уменьшаясь от центра к периферии зеркала. Таким образом, различные участки зер25 кала будут иметь различную жесткость.The disadvantages of the known design of the mirror include insufficient mechanical rigidity and design complexity. At this zeros, 5 feces, the centers of curvature of the axes of the facilitating holes coincide with the center of curvature of the mirror, i.e. the axis of the holes lie in the meridional planes. This leads to the fact that the supports formed at the intersection of the communicating cavities will differ from each other, decreasing from the center to the periphery of the mirror. Thus, different sections of the mirror will have different stiffness.

Кроме того, такое расположение центров кривизны осей облегчающих отверстий приводит, как отмечалось выше, к криволинейной форме зеркала, что создает трудности как при обра3 ботке так и при закреплении его в оправе.In addition, such an arrangement of the centers of curvature of the axes of the facilitating holes leads, as noted above, to the curvilinear shape of the mirror, which creates difficulties both when processing and when fixing it in the frame.

Цель изобретения - повышение механической жесткости и упрощение конструкции зеркала.The purpose of the invention is to increase mechanical rigidity and simplify the design of the mirror.

Это достигается тем, что в предлагаемом зеркале оси криволинейных отверстий лежат в сагиттальных плоскостях, параллельных осям симметрии зеркала, центры кривизны осей отверстий расположены в точках пересечения сагиттальных плоскостей прямыми, перпендикулярными к этим плоскостям и проходящими через центр кривизны зеркала, а радиус кривизны оси каждого отверстия г.£ определяется из соотношения 15 где R - радиус отражательной поверхности зеркала!This is achieved by the fact that in the proposed mirror the axes of the curved holes lie in the sagittal planes parallel to the symmetry axes of the mirror, the centers of curvature of the axes of the holes are located at the intersection points of the sagittal planes straight, perpendicular to these planes and passing through the center of curvature of the mirror, and the radius of curvature of the axis of each hole r £ is determined from the relation 15 where R is the radius of the reflective surface of the mirror!

t - толщина зеркала)t - mirror thickness)

- телесный угол между опти- 2θ ческой осью зеркала и прямой, соединяющей центры кривизны зеркала с центром 1-го отверстия.is the solid angle between the optical 2θ axis of the mirror and the straight line connecting the centers of curvature of the mirror with the center of the 1st hole.

На Фиг. 1 и 2 представлены соответственно общий вид и конструкция зеркала. На фиг. 1 цифрой 1 обозначены облегчающие криволинейные отверстия, идущие в одном направлении, а цифрой 2 обозначены отверстия, их пересекающие .In FIG. 1 and 2 are respectively a general view and design of the mirror. In FIG. 1, number 1 denotes facilitating curvilinear holes going in one direction, and number 2 denotes holes intersecting them.

На фиг. 2 даны следующие обозначения: оо' -оптическая ось зеркала; О - центр кривизны зеркала; ВВ¹ и! СС¹ - оси симметрии зеркала) О,, 0_?, , 0^, 0,, О- - центры кривизны осей криволинейных отверстий; ММ* и NN¹ - проекции сагиттальных плоскостей,' R - радиус отражательной поверхности зеркала,' t - толщина зеркала ; ф- - телесный угол между оптической осью зеркала 00’ и прямой, соединяющей центр кривизны зеркала О с центром i -го отверстия Р[ ,' + ~ радиус кривизны центрального отверстия,' r£-fR*t/2)cos·^- радиус кривизны оси I —го отверстия. Как видно на фиг. 2 центры кривизны осей криволинейных отверстий находятся на двух взаимно перпендикулярных прямых, проекции которых совпадают с осями симметрии зеркала ВВ¹ и СС* . В свою очередь эти прямые соответственно перпендикулярны сагиттальным плоскостям, которые на фиг, проекциями, например, представлены ММ’ и NN* . Оси криволинейных отверстий расположены в сагиттальных плоскостях.In FIG. 2 the following notation is given: oo 'is the optical axis of the mirror; O is the center of curvature of the mirror; BB ¹ and! SS ¹ - axis of symmetry of the mirror) О ,, 0 _? ,, 0 ^, 0 ,, О- - centers of curvature of the axes of curvilinear holes; MM * and NN ¹ are projections of the sagittal planes, 'R is the radius of the reflective surface of the mirror,' t is the thickness of the mirror; φ is the solid angle between the optical axis of the mirror 00 'and the straight line connecting the center of curvature of the mirror O with the center of the ith hole P [,' + is the radius of curvature of the central hole, 'r £ -fR * t / 2) cos the radius of curvature of the axis of the first hole. As seen in FIG. The 2 centers of curvature of the axes of the curvilinear holes are located on two mutually perpendicular straight lines whose projections coincide with the symmetry axes of the mirrors BB ¹ and CC *. In turn, these straight lines are respectively perpendicular to the sagittal planes, which in FIG. Projections, for example, are represented by MM 'and NN *. The axis of the curved holes are located in the sagittal planes.

В местах пересечения сообщающихся полостей образуются сводчатые опоры, не отличающиеся друг от друга по размерам. Исключение, как и в устройст- 60 ве-прототипе, составляют краевые опоры, которые увеличены по размеру исходя из соображений надежности .крепления зеркал в оправах. В осевом усечении эти опоры представляют собой симметричный двутавр. Наличие опор 'сводчатых конструкций позволяет свести к минимуму толщину отражательной и тыльной частей зеркала для наибольшего его облегчения без потери жест-, кости.At the intersection of the communicating cavities, vaulted supports are formed that do not differ in size from each other. An exception, as in the device prototype 60, are edge supports, which are enlarged in size based on reliability considerations. Mirrors are mounted in frames. In axial truncation, these supports are a symmetrical I-beam. The presence of supports of the vaulted structures makes it possible to minimize the thickness of the reflective and rear parts of the mirror for its greatest relief without loss of stiffness and bone.

Данная конструкция позволяет перейти от сложной криволинейной формы зеркала к более простой прямоугольной, что в значительной степени облегчает изготовление зеркала и крепление его в оправе. Кроме того, конструкция обеспечивает постоянство размеров сводчатых опор в местах пересечения полостей, что приводит к увеличению механической жесткости зеркала.This design allows you to move from a complex curved shape of the mirror to a simpler rectangular, which greatly facilitates the manufacture of the mirror and its mounting in the frame. In addition, the design provides a constant size of the vaulted supports at the intersection of the cavities, which leads to an increase in the mechanical rigidity of the mirror.

Оба эти преимущества обусловлены тем, что оси криволинейных отверстий расположены в сагиттальных плоскостях, а центры кривизны отверстий лежат на прямой, перпендикулярной сагиттальным плоскостям и проходящей через центр кривизны зеркала.Both of these advantages are due to the fact that the axis of the curved holes are located in the sagittal planes, and the centers of curvature of the holes lie on a straight line perpendicular to the sagittal planes and passing through the center of curvature of the mirror.

Для оси любого отверстия определяется свой радиус кривизны из соотношения г; , где R - радиус отражательной поверхности зеркала,¹ t - толщина зеркала;For the axis of any hole, its radius of curvature is determined from the relation r; where R is the radius of the reflective surface of the mirror, ¹ t is the thickness of the mirror;

ф. - телесный угол между оптической осью зеркала и прямой, соединяющей центр кривизны зеркала с центром i-ro отверстия .f. - the solid angle between the optical axis of the mirror and the straight line connecting the center of curvature of the mirror with the center of the i-ro hole.

Экономический Эффект достигается при изготовлении зеркала за счет упрощения его конструкции (форма зеркала прямоугольная), а также за счет .упрощения устройства для сверления криволинейных отверстий в зеркале.The economic effect is achieved in the manufacture of the mirror by simplifying its design (the shape of the mirror is rectangular), as well as by simplifying the device for drilling curved holes in the mirror.

Claims

1. USSR author's certificate No. 408.255, cl. G 02 B 23/02, 1971.

2. The patent of France 2120512, cl. G 02 B 5/00, published 11970.

3. Authors certificate of the USSR 556400, cl. G 02 5/126, 1975 (prototype).