УСТРОЙСТВО КРЕПЛЕНИЯ ЗЕРКАЛА ТЕЛЕСКОПА

Предлагаемая полезная модель относится к телескопостроению и может быть использована для крепления зеркал крупногабаритных телескопов, в частности, космических.
Известно устройство 1 крепления зеркала в оправе, содержащее центральную радиальную опору и торцовые опоры, каждая из которых выполнена в виде приклеенной к зеркалу опорной пяты, соединенной с оправой при помощи тяги, пружины, установочного винта и щаровой опоры, при этом боковая поверхность опорной пяты выполнена сферической.
В известном решении при действии вибродинамических нагрузок рабочая поверхность зеркала деформируется. После прекращения действия нагрузок зеркало начинает возвращаться в исходное положение, однако трение в направляющих центральной радиальной опоры препятствует этому, в результате чего форма поверхности зеркала не восстанавливается полностью.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемой
полезной модели является устройство 2 крепления зеркала телескопа, содержащее основание с тремя равномерно расположенными по окружности стойками и опорами в виде валов со сферическими головками, при этом оси опор параллельны оптической оси зеркала, а цептры сферических головок
расположены в плоскости, перпендикулярной оси зеркала и проходящей через его центр масс.
Недостатками данного решения является недостаточная жесткость конструкции из-за подвижности ползунов, а также сложность конструкции и сборки.
Основной задачей полезной модели является увеличение жесткости конструкции, а также упрощение конструкции и ее сборки.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство крепления зеркала телескопа, которое, как и наиболее близкое к нему, выбранное в качестве прототипа, содержит основание с тремя равномерно расположенными по окружности стойками и опорами в виде валов со сферическими головками, центры которых расположены в плоскости, перпендикулярной оси зеркала и проходящей через его центр масс, дополнительно снабжено тремя парами пружин, кинематически связанных с зеркалом и соответствующими стойками, причем, оси трех пружин расположены в плоскости, перпендикулярной оптической оси зеркала (в плоскости центра масс), а оси трех других пружин - параллельно оптической оси зеркала, при этом стойки жестко закреплены на основании, а установленные на них опоры в виде валов со сферическими головками установлены таким образом, что их оси находятся в одной плоскости, перпендикулярной оси зеркала и пересекают, ее в точке, совпадающей с центром масс зеркала. Для выборки люфта устройство дополнительно
J/
2 снабжено тремя стержнями с коническими наконечниками, а три
сферические головки выполнены в виде цанг с разрезами и коническими отверстиями, внутри которых расположены конические наконечники.
Сущность полезной модели заключается в том, что благодаря наличию трех пар пружин, связанных с зеркалом и соответствующими стойками, жестко закрепленных на основании, а также тому, что установленные на стойках опоры со сферическими головками установлены таким образом, что их оси находятся в одной плоскости, перпендикулярной оси зеркала и пересекают ее в точке, совпадающей с центром масс зеркала, а для выборки люфта устройство дополнительно, снабжено тремя стержнями с коническими наконечниками и три сферические головки выполнены в виде цанг с разрезами, обеспечивается жесткость конструкции, что особенно важно при эксплуатации зеркала на Земле в горизонтальном положении оптической оси, для восстановления формы поверхности зеркала после прекращения действий перегрузок и компенсации температурных деформаций в диапазоне ±50°.
Таким образом, совокупность указанных выше признаков позволяет решить поставленную задачу.
Предлагаемое устройство крепления зеркала космического телескопа иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3.
На фиг. 1 представлен вид на устройство сверху, на фиг.2 - вид сбоку, на фиг. 3 - конструкция опоры с коническим наконечником.
3/
3 На фиг. 1 и 2 представлено предлагаемое устройство креплепия
зеркала телескопа, содержащее основание 1, зеркало 2, три оправы 3, три втулки 4, три опоры 5 со сферическими головками, три стойки 6, три пружины 7, три пружины 8, три опоры 9, три упора 10, шайбы 11, гайки 12, винты 13.
Три оправы 3 установлены в трех отверстиях зеркала 2 под углом 120°. Внутри оправы 3 размещены втулки 4 и соответственно опоры 5 и закреплены с помощью гаек 12. Пружины 7 и 8 связывают зеркало 2 и стойку 6. Они закреплены с помощью соответствующих упоров 9 и 10 на оправах 3 и стойках 6 и предназначены для осуществления силового замыкания. Оси трех пружин 7 параллельны оптической оси зеркала 2, а оси трех пружин 8 расположены в плоскости, перпендикулярной оптической оси зеркала 2 ( в плоскости, проходящей через центр масс). Стойки 6 жестко закреплены на основании 1 винтами 13.
На фиг. 3 представлен второй вариант предлагаемого устройства крепления зеркала, который, кроме перечисленных выше элементов, содержит три стержня 14. с коническими наконечниками, три опоры 15 со сферическими головками и гайки 16.
Стержень 14 с коническим наконечником установлен внутри опоры 15, в отличие от опоры 5 первого варианта, выполнен в виде цанги с разрезами и коническим отверстием. С помощью гаек 16, благодаря конусу получаем безлюфтовое соединение.
4 Устройство работает следующим образом. В процессе
эксплуатации телескопа происходит изменение температурного поля. При этом размеры зеркала 2 и основания 1 из-за различных температурных коэффициентов линейного расширения изменяются неодинаково. Коэффициент линейного, расширения материала основания значительно больше коэффициента линейного расширения материала зеркала.
Например, при повышении температуры основание 1 нагревается, а его линейные размеры увеличиваются, а сферические опоры 5, жестко связанные с основанием 1, начинают перемещаться относительно втулки 4, а значит и зеркала 2, радиально к центру зеркала. При этом не происходит смешение оптической оси зеркала 2 относительно основания 1. Аналогичный процесс происходит при уменьшении температуры от номинальной. Применение двух пар пружин 7 и 8, усилие которых направлено по разным направлениям: параллельно оптической оси зеркала 2 и в плоскости, перпендикулярной оптической оси зеркала 2, создают условия прижима в двух точках цилиндрической поверхности оправы 4 без люфта (вызывает силовое замыкание).
Устройство на фиг. 3 работает аналогичным образом. Уменьшение люфта в точках сопряжения сферических и цилиндрических опор достигается перемещением стержня 14 относительно опоры 15 и за счет конического сопряжения между собой, перемешением разрезных частей сферической части опоры 15.
5
предлагаемое решение обеспечивает отсутствие температурных деформаций путем возможности свободного перемещения зеркала и основания относительно друг друга при изменении температурного поля, а установка зеркала на трех сферических опорах, расположенных равномерно в плоскости, перпендикулярной оптической оси зеркала, обеспечивает необходимую жесткость предлагаемой конструкции крепления зеркала. Кроме того, предлагаемая конструкция проста, в связи с чем и ее изготовление не вызьшает никаких трудностей.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ НСТОЧННКИ :
1.Авторское свидетельство СССР № 943627 кл. G 02 В 7/182, пуб. 1982.
2.Патент РФ № 2035759 кл. G 02 В 7/18, пуб. 1995