Строим Кассегрен

[stepan]

P.S. Т.к. желание наблюдать протяженные обьекты и иметь возможность их снимать требуют выбора отн.отверстия = 12.
В соседней ветке было описано про "хромакор". Возможно ли применить для наблюдений планет, как альтернатива большего отн. отверстия?
 

Сергей, хромакор никак не влияет на отн. отверстие системы, он лишь уменьшает хроматизм системы.
Как альтернатива - редуктор фокуса.
Наблюдать протяженные обьекты можно и с 1/30, только окуляра нужного не найдешь.

Я согласен с Алексеем-зачем делать кассегрен с главным зеркалом 1/4,и экв фокусом системы 1/12, при этом желая снимать в прямом фокусе? Габариты? Минимум получится 900мм длина. А если ньютон то 1300мм.
Соберите ньютон, и снимайте!

Прикинул примерно вашу систему(на глазок, ведь не все параметры написали) так там у вас выходит ЦЭ не 27%, а все 40-44%!
Наверное вы про бленды забыли.

[Ernest]

Сергей, хромакор никак не влияет на отн. отверстие системы, он лишь уменьшает хроматизм системы.

Уменьшая хроматизм коротких ахроматов он позволяет использовать для визуальных наблюдений инструменты с большим относительным отверстием. То есть нельзя сказать, что "никак не влияет на отн. отверстие системы". Но он, конечно, не может ее изменить - будучи своего рода афокальной системой.

[stepan]

Мда-а..
Кто ж вам ее считал?
Дело в том что вторичка с диаметром 70мм в вашей системе будет работать как диафрагма, и практически диаметр главного зеркала уменьшится до 210-212мм.
И в этом случае оно будет работать только для осевого пучка. Т.е. невиньетируемое поле будет равно нулю.
Для вашего случая пойдет зеркало не менее 89мм( при таком диаметре оно тоже будет работать только для осевого пучка,т.е. невиньетируемое поле тоже будет равно нулю., но хоть не будет резать апертуру)

Смотрите чертеж, темным показаны 70-мм вторичка и то что останется от ГЗ.
Серым - минимально допустимый размер вторички.

Не верите-нарисуйте сами и посмотрите.

Уменьшая хроматизм коротких ахроматов он позволяет использовать для визуальных наблюдений инструменты с большим относительным отверстием. То есть нельзя сказать, что "никак не влияет на отн. отверстие системы". Но он, конечно, не может ее изменить - будучи своего рода афокальной системой.

Если так то да, но ведь применимо к кассегрено это никака не влияет

[sm_sergey]

Всем ясного неба!!!
Большое спасибо за ваши отклики на мое письмо. Я не обижаюсь, сейчас завершается период отпусков .

Строить "кассегрин" хочу из-за новизны - "ньютон" система хорошая, но мне хочется попробовать сделать более сложную систему.
Сейчас довожу до рабочего состояния "ньютон" 8" 1/6 на экв. платформе с эл. приводом и жду когда токарь сделает винтовую пару.

Опыта в расчетах двухзеркальных систем у меня нет, но программы расчета и первоисточники имеются.
"СЕРГЕЙ" если имеется ввиду программа BLEND, то я ей пользуюсь. Предварительно расчет выполнил на ATMOS.
Меня сильно смутило то, что расчетный размер d2 получился ~100 мм (d1=263,  1/4 c при эквивалентном 1/10).

Входящих параметров еще недостаточно, т.к. имею лишь заготовку для ГЗ d1=265  и h1=25мм  и для вторичного зеркала d2=90 мм. Фокусера и креплений зеркал нет, поэтому вынос за ГЗ принимаю 260 мм(наверно не промахнулся сильно?). Крепление ГЗ буду делать за центральное отверстие. Диаметр трубы ~ 325 мм(буду искать). ОТНОСИТЕЛЬНОЕ ОТВЕРСТИЕ ДЛЯ ГЗ В ДИАПОЗОНЕ 1/4 -1/5 и ЭКВИВАЛЕНТНОЕ 1/11,5 - 1/13,5.
Обтирку заготовки для ГЗ не начну до выполнения верных расчетов . Поэтому и просил помощь в новом для меня начинании. Фотографирование в прямом фокусе мая мечта .



С уважением Сергей. 

[Pavel_Boboshkin]

Чтобы уменьшить экранирование при том же относительном отверстии системы нужно уменьшить относительное отверстие главного зеркала и увеличить фактор увеличения на вторичном. Делать ГЗ 1/5 для кассегрена 1/12 совершенно не целесообразно. Выберите для ГЗ такое максимальное отн. отверстие, при котором параболизация еще не будет очень трудной.

[stepan]

Сергей, послушайте Павла, так оно и есть.

Ну , а пока что я тоже посчитал в Атмосе такую систему.Конечно, я не знаю какое вам невиньетируемое поле нужно, я взял равное 30мм.
Если вы только для фото в прямом фокусе всяких дипскаев его планируете строить, то большое ЦЭ не так страшно.


Посмотрите хотябы на Ричи-Кретьены.Второй рисунок.

[Дрюша]

Насчёт системы... Ньютон, Кассегрен, Ричи-Кретьен... Если так нужен прямой фокус и светосила, то делайте Ньютон & Кассегерн в одной трубе с перекидной (или сменной) вторичкой! Можно даже Ричи-Кретьен с Ньютоном совместить, если для ньютоновской конфигурации сделать предфокальный корректор сферической аберрации (которая у гиперболического ГЗ перекомпенсирована, значит, надо - внести). Кстати, такой Ньютон с таким корректором может быть сделан апланатом (корректор чтоб давил ещё и кому). Тогда - вообще конфетка!

Большое ЦЭ или маленькое... Какую вторичку поставите - такое и будет! Если они сменные... Впрочем, дырка в ГЗ ограничивает снизу.

Но, как я понял, Вы всерьёз взялиси за Кассегрен.

Но меня интересует вот что. А как Вы собираетесь контролировать вторичное зеркало (или систему в сборе)? Ну, у профи типа Санковича, Корнеева и иже с ними - понятно. У них есть эталонные плоскости больших размеров. А автоколлимационная схема даже удваивает точность контроля (при условии, что эталонная плоскость - хорошая, а у них это так и есть). И ещё у них есть лазерные интерферометры, которые позволяют сразу выявить и астигматизм, и рябь... Теневым методом - не всякий любитель сразу поймает астигматизм (хотя, профи - поймает). Но это всё - ладно. Теневой метод, он даже точнее.

Как контролировать вогнутое зеркало - примерно понятно. Надо полагать, у Вас теневой метод (интерферометра, надо полагать, нет), но не в этом суть. Асферику можно контролировать по зонам. Хотя, это довольно муторно. Имхо, проще и надёжнее использовать какой-нибудь нуль-тест. В этом стучае, вероятно, Вы бы могли взять (или сделать) хорошую вогнутую сферу, и применить компенсационный метод Д.Д. Максутова (он подробно описан у Сикорука). Кстати, так можно просто проконтролить не только параболу, но и гиперболу, если вдруг задумаете сделать не классический Кассегрен, а Ричи-Кретьен. С плоским эталоном и автоколлимационной схемой так даже не выйдет! И всё ж, полезное поле у Р-К побольше будет!

Но как Вы собираетесь контролировать вторичное зеркало (выпуклый гиперболоид)? У профи, которые счастливо обладают контрольными полскостями, это - просто как два пальца. Система контролируется в сборе. Так же просто, как и отдельное ГЗ само по себе (но только парабола). Причём, в автоколлимации испытывается и классический Кассегрен с параболическим ГЗ, и Р-К, и Д-К, и Грегори.

Я тут придумал такой метод контроля кассегренов и кассегрено-подобных систем (Р-К, Д-К, Грегори и т.п.). Может быть, кроме меня его уже придумал кто-то ещё, но я такими сведениями не располагаю. И, судя по всему, никто его ещё пока не пробовал. Пока всё только в виртуале. Но суть его такова.

- Берётся кассегрено-подобная система в сборе. Но слегка модифицированная: вторичное зеркало отодвинуто чуть дальше от ГЗ. Кроме того, максимально возможно увеличивается вынос фокуса Кассегрена за отверстие в ГЗ. Вся система получается как бы "настроена" или "наведена на резкость" не на бесконечность, а на довольно близкую точку (ну, скажем, лежащую в 10-15 метрах от ГЗ).

- Исходя из предположения о том, что в идеале оба компонента (главное и вторичное зеркала) согласованы так, что сферическая аберрация в точности компенсирована при фокусировке на бесконечность, то при фокусировке на близкую точку (относительно близкую) получается перекомпенсированная сферическая аберрация. Если требовать её точной компенсции в этой конфигурации, то ГЗ должно быть не параболоидом, а эллипсоидом, но параболоид в данном случае имеет перекомпенсированную сферическую. Модификация же (изменение расстояний между компонентами и увеличение выноса фокуса Кассегрена) производится исключительно для того чтобы обеспечить работоспособность системы (сведение лучей в фокус), а так же чтобы обеспечить максимально полный контроль поверхности вторички по радиусу зоны. Такая модификация немножко изменяет величину перекомпенсированной сферической аберрации, но ликвидировать её не в состоянии (разве только, если фокусироваться на точку в 100-200 метрах от ГЗ). Но когда система сфокусирована на 10-15 метров, такая модификация существенной роли не играет.

- На пути к той точке, на которую "сфокусирована" модифицированная система в сборе, ставится вспомогательное сферическое зеркало меньшего диаметра (в 2.5-3 раза меньше ГЗ по диаметру). Оно может быть то же самое, которое использовалось для контроля ГЗ по методу Максутова. Оно сферическое, и в сходящемся пучке даёт положительную сферическую аберрацию. Зеркало это, которое вспомогательное, стоит на 25-40% ближе к ГЗ, чем расстояние до предполагаемой точки, на которую "наведена резкость" модифицированной системы Кассегрена. А эквивалентный фокус оказывается ещё ближе к ГЗ. Таким образом, длина всей системы контроля может уложиться в 6-10 метров (для ГЗ размером 200-300 мм), и найти подходящее помещение такой длины - уже становится вполне реально.

- Тем или иным методом оптимизации находится такое положение вспомогательного сферического зеркала, при котором сферическая аберрация в точности компенсируется (может оставаться член 4-го порядка, но СА такого порядка даёт регулярную ошибку волнового фронта 1/50 - 1/100 лямбды, и ею можно пренебречь).

- Далее контроль выполняется по классическому теневому методу (звезда или щель - нож или нить). Причём, это получается именно нуль-тест. В отличие от контроля по зонам, он явно ловит "зоны", астигматизм и т.п.

Как именно располагать зеркала - простой и формализованной методики у меня нет. Есть только "лобовой" численный подход с прямым моделированием оптической системы на компьютере. Я уже нашёл такое решение для 315 мм классического Кассегрена (ГЗ 1:4, экв. 1:16), и длина схемы уложилась в 10.5 м. Для моделирования я использовал свою собственную программу на АвтоЛИСПе (в среде АвтоКЭДа), но ничто не мешает использовать ZEMAX, Oslo и т.п. (у кого они есть, и не демо версии). Оптимизацию производил вручную методом последовательных приближений. Решение с точностью до остаточной сферической 4-го порядка (регулярная ошибка ~1/60 лямбды по фронту) нашёл за 4 шага итераций.

Есть желание попробовать? А то, мне и самому интересно, как работает этот метод на практике! Если интересно, я кину подробную инструкцию (применительно к использованию своей программы, разумеется). Саму прогу тоже скинуть могу, хотя я её и так уже выложил в этой конфе, и на Старлабе. Могу даже сам посчитать по Вашим данным.

[Ernest]

Вы бы схемку испытания для особенно непонятливых нарисовали - глядишь и пошла бы гулять среди любителей схема Вашего имени.

[Alex_t]

 Всем привет!!!
 Наконец то это лето кончилось
На сегодня дела обстоят так: заготовка ободрана и начата грубая шлифовка. Матовость после обдирки уже почти совсем исчезла остались 2-3 мм по краю и внутри.

[Геннадий Юркин]

Чтоб убрать это колечко, пошлифуй по хорде. Вынос тот же самый.

[Дрюша]

Вы бы схемку испытания для особенно непонятливых нарисовали - глядишь и пошла бы гулять среди любителей схема Вашего имени.

Да выкладывал я её уже, причём, на этой конфе. Правда, эта ветка уже опустилась на 4-ю страницу оглавления
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,9727.0.html
Там я задал основной вопрос:

- Знает ли кто-либо о существовании такой схемы? Может быть, приоритет за кем-то уже есть?

В ответ - ничего конкретного. Мне пытались возразить только опасениями, что зона контроля покроет не 100% площади поверхности зеркала. На что я ответил с конкретными цифрами

- При соответствующей оптимизации можно увеличить зону контроля почти до 100%
- Классические схемы контроля Кассегренов с коллимацией и автоколлимацией страдают тем же (если не в большей мере). Причём, там это не регулируемо, и не устранимо в принципе, а у меня - регулируемо (можно выбрать, контролировать ли самую периферийную зону или же центральную, прилегающую к затенённой зоне ЦЭ. Следует учесть, что размер вторичного зеркала берётся с учётом запаса на некоторое ненулевое поле зрения без виньетирования. Классическая схема контроля этот "запас" не берёт, а моя - может взять.
- Если учесть наличие светозащитной бленды в готовом телескопе (которой в схеме контроля её нет), то реальное ЦЭ будет больше, и соответственно, неконтролируемый участок (вблизи центра) всё равно исключается из работы.

Но дальше никто не стал развивать эту тему. Видимо, теоретически - возражений больше нет, а  практически - просто никто не пробовал. Но кто-то же должен быть первым!

Далее. Моя собственная софтина (под АвтоКЭД), причём, обновлённая (если кто её уже видел и скачал до 5 августа с.г.) лежит тоже на этом форуме в разделе "Электронная астрономия" https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,9001.0.html но она уже тоже ушла на 3-ю страницу оглавления раздела. Под неё я сам написал методику применения для предлагаемой мной схемы контроля Кассегренов (пока не выкладывал, только посылал в личку).

Так что, всё есть. И лично мне очень интересно практическое воплощение.

[Ernest]

Да выкладывал я её уже, причём, на этой конфе

Хм.. Не заметил. В отпуске наверное был. Идея интересная, но, боюсь не жизнеспособная. На практике схема работать скорее всего не будет. По причине большой чувствительности к ошибкам взаимного положения элементов.
Признаться затрахаешься и нормальную автоколлимацию устанавливать (с плоским зеркалом), а тут - очень далекое третье зеркало сферической формы. Сложность установки всех элементов будет на порядок большая. Да еще с полной неопределенностью относительно расстояния Кассегрена до него и от него до светящейся точки. То есть одно из этих расстояний можно выставить примерно по заданному выносу кассегреновского фокуса, но второе - только по линейке с известно какой точностью. И это в условиях обязательных ошибок с радиусами всех трех зеркал относительно расчета (их компенсацию придется закладывать в пересчет расстояний).
Прикиньте влияние ну хоть на сферическую погрешности установки источника света относительно выпуклого зеркала (с установкой затем сборки зеркало+источник относительно телескопа по выносу) и ошибки определения выноса.

Но кто-то же должен быть первым!

Так уж и "должен"...

Моя собственная софтина (под АвтоКЭД), причём, обновлённая (если кто её уже видел и скачал до 5 августа с.г.) лежит тоже на этом форуме в разделе "Электронная астрономия" https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,9001.0.html

Полезная должно быть штука, но мне хватает пока ОПАЛ-а.

[sm_sergey]

Всем ясного неба!!!
Прошу простить меня за то, что влез в чужую тему. Но у меня вполне схожие намерения и делать еще параллельную тему не хочется.
с расчетными параметрами определился:
ГЗ=263(1/5)
Вторичное=90
Вынос за ГЗ=200
fэкв=3550
Расстояние между зеркалами=905,5
Экв.отню.фокусное расстояние=1/13,5
невиньетируемое поле=30

Вопрос: 
-Схемы креплений ГЗ, вторичного и вленд в данной схеме;
-Расчет диаметра ьрубы.

Буду благодарен за помощь.Alex_t, из чего сделан ваш шлифовальник? Я буду делать из бетона. И хотелось бы узнать характеристики телескопа.
Сергей.

[Iskandar]

Вопрос: 

-Расчет диаметра ьрубы.

Трубу можно рассчитать с помощью программки Cassegrain - она лежит вот здесь: http://www.liptosoft.sk/slovak/produkty.html
 

[Дрюша]

Идея интересная, но, боюсь не жизнеспособная. На практике схема работать скорее всего не будет. По причине большой чувствительности к ошибкам взаимного положения элементов.

Вот, если бы цифрами прдкрепить это "скорее всего" - я бы согласился. А так... Впрочем, я могу прикинуть (на модели), что конкретно даст ошибка положения, скажем, 1 см (уж до сантиметра-то не за падло выставить), и даже 10 см вдоль оси. Интуиция подсказывает, что для не слишком светосильных систем - сойдёт.

Признаться затрахаешься и нормальную автоколлимацию устанавливать (с плоским зеркалом), а тут - очень далекое третье зеркало сферической формы. Сложность установки всех элементов будет на порядок большая. Да еще с полной неопределенностью относительно расстояния Кассегрена до него и от него до светящейся точки.

Сколько расст. до мнимого изображения светящейся точки - не интересует. Из модели берутся конкретные расстояния между физическими зеркалами. Они однозначно определяют всё. Сферическое зеркало предполагается, что уже есть. Какое есть. А расчёт положений на модели выполняется под него.

А уж как выставлять... Тут - смотря какая точность нужна. Если реально хватит до 10 см - то не так уж и сложно. Впрочем, смотря кому. И главное, в сравнении с чем? Какие реальные альтернативы (кроме плоского зеркала и полноапертурного коллиматора)?

Полезная должно быть штука, но мне хватает пока ОПАЛ-а.

Ради бога, я не настаиваю. Но под ОПАЛ, Земакс, Осло и Атмос я методики писать не буду. Без меня лучше справитесь.

[Ernest]

Вот, если бы цифрами прдкрепить это "скорее всего" - я бы согласился. А так...

Вы предложили, Вам и проверять - это правило изобретателя.

Сколько расст. до мнимого изображения светящейся точки - не интересует.

А я о мнимом расстоянии и не говорил.

А уж как выставлять... Тут - смотря какая точность нужна. Если реально хватит до 10 см

Боюсь потребная точность будет измеряться миллиметрами.

Какие реальные альтернативы (кроме плоского зеркала и полноапертурного коллиматора)?

Ну делали ведь Кассегрены как-то раньше? Элегантный способ автоколлимационного контроля выпуклой гиперболы - с натиранием сферы на нерабочей стороне.

[sm_sergey]

Здравствуй Александр!

Рад вас приветствовать, спасибо за программу. Вот незадача, она усановилась с шрифтом нечитабельным, если можно то какие парамтры надо указать в вводе: сверху вниз и что будет написано?

С уважением Сергей.

[Геннадий Юркин]

Про какую программу идёт речь?

[Iskandar]

Судя по всему, Сергей ко мне обращается... Правда, я не совсем уверен, что имеется в виду - то ли программа Cassegrain, то ли табличка Excel, что я отправил несколько дней назад... Вроде, и там, и там - шрифты читабельные...

[Геннадий Юркин]

>>>Судя по всему, Сергей ко мне обращается... 
Я Вашего преоритета не нарушал.