Многоярусная разгрузка ГЗ. Проблемы и решения.

[INPan]

Не даёт покоя следующий факт.
Из рисунков, приведённых ниже видно, что многоярусная система разгрузки зеркал правильно работает только когда труба телескопа смотрит в зенит. Что значит "правильно"? а это значит, что на все точки разгрузки зеркало давит с одинаковой силой. На практике же получается, что как только мы наклоняем трубу, на одни точки нагрузка увеличивается, на другие точки уменьшается.И это происходит потому, что оси и точки качания разгрузочной системы находятся на разном расстоянии от тыльной поверхности зеркала, и при наклоне они как бы смещаются относительно точек контакта с зеркалом.
Вот на первом рисунке всё хорошо и симметрично.

[INPan]

А теперь наклоням трубу на угол, при котором зеркало ещё держится на разгрузочных точках за счёт силы трения и не съезжает. При этом боковая разгрузка зеркала ещё в работу не вступает. Происходит дисбаланс, при котором ось коромысла как бы смещается в сторону одной из опорных точек. И нагрузка на левую точку уменьшается, а на правую увеличивается.

[INPan]

Наклоняем трубу дальше. Зеркало преодолевает силу трения опорных точек и съезжает, уперевшись в боковую разгрузку. С этого момента снова всё становится хорошо потому что вес зеркала пропорционально наклону трубы распределяется уже на две перпендикулярные опоры - боковую и тыльную разгрузочные системы. Т.е. коромысла тыльной разгрузки работают теперь  только на вектор F1.

[INPan]

Мы об этом как-то не задумываемся когда строим свои телескопы, считаем в PLOP-е разгрузку зеркала, а она попросту не работает так, как ей положено при обзоре неба от зенита, до определённого угла, пока зеркало не упрётся в боковую разгрузку.
В идеале же все оси и точки качания многоярусной разгрузочной системы должны находиться в одной плоскости с точками опоры зеркала и эта плоскость должна совпадать с плоскостью тыльной стороны зеркала.

[kryptonik]

Ты, Игорь, кажется, схему нагрузки неправильно привел. Надо рассматривать зеркало на идеальной наклонной плоскости, система разгрузки эту идеальную плоскость имитирует.
 Вектор в каждой точке надо разложить на попендикулярный и касательный. Попендикулярный он всюду будет одинаковый, только уменьшится. Касательный тоже должен быть одинаковым, но тут некоторая неопределенность может возникнуть, держать зеркало от соскальзывания может и одна и все точки. Но это нестрашно. На изгиб эта сила не влияет.
В идеальном случае нет никаких проблем, даже если система будет не очень жесткой, форму зеркало она будет поддерживать, только фокус при наклоне может сбиваться.

[Philipp]

Забетонировать тыльную часть зеркала в мощный железо-бетонный каркас, и никаких коромысел не понадобится. 

[LifeIsGood]

И опорные точки не должны тянуть за зеркало. Оно должно на них кататься. Т.е. по мере наклонения часть нагрузки равномерно передается от точен на задней поверхности к боковой разгрузке.
Чтобы решить проблему неравномерной нагрузки используют изостатичные оправы. Типа тяни-толкай с грузиками.

Вот! Нашел!
http://www.astrosurf.com/altaz/astatic.htm

[INPan]

Забетонировать тыльную часть зеркала в мощный железо-бетонный каркас, и никаких коромысел не понадобится. 

А бетон зажмёт зеркало и его форма будет постоянна при любом наклоне, но кривая.

[INPan]

Ты, Игорь, кажется, схему нагрузки неправильно привел. Надо рассматривать зеркало на идеальной наклонной плоскости, система разгрузки эту идеальную плоскость имитирует.

Саша, ты забываешь, что эта идеальная плоскость образована не жёстко соединёнными между собой опорами, а системой коромысел, которые свободно качаются, объединяя в единую плоскость группы точек. Если бы всё было так, как ты говоришь, то и проблемы бы не было.

[INPan]

И опорные точки не должны тянуть за зеркало. Оно должно на них кататься. Т.е. по мере наклонения часть нагрузки равномерно передается от точен на задней поверхности к боковой разгрузке.
Чтобы решить проблему неравномерной нагрузки используют изостатичные оправы. Типа тяни-толкай с грузиками.

Вот! Нашел!
http://www.astrosurf.com/altaz/astatic.htm

Интересно! Но и указанная в ссылке система тоже не свободна от проблемы, которую создаёт сила трения в точках контакта зеркала с опорными площадками разгрузочной системы.

[kryptonik]

В любых расчетах принимаются «допущения». В частности узлах всегда предполагаются шарниры, так что в первом приближении коромысла надо считать идеально жесткими. Но даже если они и не жесткие, нагрузку они всегда делят пополам или на три. Именно нагрузку перпендикулярную плоскости зеркала. А на изгиб зеркала влияет только эта нагрузка, а сила трения работает вдоль зеркала и на изгиб не влияет. Так что не надо ничего проецировать и усложнять.
Ну а если рассматривать все деформации коромысел, оправы, люфтов в шарнирах, то это, конечно, интересно, но свихнешься.
А более сложные системы разгрузки могут оказать медвежью услугу, если не будут выполнены на высоком уровне.

[INPan]

И опорные точки не должны тянуть за зеркало. Оно должно на них кататься. Т.е. по мере наклонения часть нагрузки равномерно передается от точен на задней поверхности к боковой разгрузке.

Правильно! Лучше наверно будет, чтобы зеркало лежало не на плоских опорах, а на шариках, на которых оно может кататься в любом направлении. То есть это должны быть подшипники, состоящие из двух плоских шайб с зеркальной поверхностью из твёрдой стали и одного шарика между ними.
А ещё можно установить на оправу зеркала устройство, дающее короткий вибрирующий импульс, быстро приводящий систему в равновесие, даже при не больших наклонах трубы от вертикали.

[INPan]

...Ну а если рассматривать все деформации коромысел, оправы, люфтов в шарнирах, то это, конечно, интересно, но свихнешься.

Саша, да ни кто не собирается учитывать изгибы коромысел и треугольников. Пусть себе прогибаются. Речь-то тут идёт об смещении опорной точки коромысла от центра равновесия. Посмотри ещё раз на рисунок 2.
Я понимаю, я тоже не мог ни как проникнуться проблемой, пока не поставил себя на место коромысла.

[kryptonik]

А ты поставь себя на место зеркала и тогда тебе коромысла станут до лампочки. Имеем три точки разгрузки, сила давления в каждой точке равна строго одной трети от веса на косинус угла наклона. Откуда разница в силах берется?

[INPan]

А ты поставь себя на место зеркала и тогда тебе коромысла станут до лампочки. Имеем три точки разгрузки, сила давления в каждой точке равна строго одной трети от веса на косинус угла наклона. Откуда разница в силах берется?

Поставил себя на место зеркала, сместил точку на котором оно качается в сторону одной из точек, на которых я лежу. Так вот, та точка к которой сместил впилась мне в бок сильнее.

[INPan]

Имеем три точки разгрузки, сила давления в каждой точке равна строго одной трети от веса на косинус угла наклона. Откуда разница в силах берется?

А вот когда три точки, то это уже совсем другая история. Это уже простая одноуровневая система разгрузки. там всё работает нормально, а в многоуровневой системе большую роль играет сила трения зеркала в точках опоры. Пока она не даёт зеркалу съехать и упереться в боковую разгрузку, происходит вот такой дисбаланс. А как только зеркало съехало вбок, тыльная система опять начинает работать правильно и равномерно, но уже на меньшую нагрузку.
Ничего, Саша, ты постепенно проникнешься. До меня тоже доехало не сразу.

[Alex_6619]

А вот когда три точки, то это уже совсем другая история.

А разве когда зеркало лежит на плоской поверхности,это не одно и тоже,что и при разгрузке на 3 точки,т.к.через любые три точки всегда можно провести плоскость?

[ysdanko]

А разве когда зеркало лежит на плоской поверхности,это не одно и тоже,что и при разгрузке на 3 точки,т.к.через любые три точки всегда можно провести плоскость?

Лежит на трех точках, но положение этих точек статистически не определено. Они могут находиться в любом месте тыльной стороны зеркала. Поэтому их необходимо выделять конструктивными методами.

[INPan]

И ещё вот подумалось...
В принципе все оси вращения-качания всех ярусов многоярусной разгрузки вполне возможно разместить на одной плоскости, но нужно же ещё саму эту плоскость совместить с тыльной поверхностью зеркала. Вот тут сразу проблема возникает.
Ну можно например организовать виртуальные (как в добсонах ось высоты) оси.

[ДимСаныч]

Хм, интересный факт. Но Игорь, ведь ето такие малые отклонения шо может быть мы их не будем учитывать?