(Назад)

Глава 5.

Клеть главного зеркала.

            Вы заплатили хорошие деньги, получили зеркало высочайшего качества и ожидаете его превосходной работы. Но оптическое качество ничего не значит, если тонкое зеркало не правильно поддерживается. С хорошо сделанной зеркальной клетью, тонкое зеркало способно на такую же оптическую работоспособность, как более дорогие зеркала полной толщины. Поэтому вам нужно проделать хорошую работу по правильной установке зеркала в клети, которая обеспечит необходимую поддержку. Эта глава расскажет вам, как.

            Без поддержки все зеркала сгибаются под собственным весом. Обычно изгиб небольшой, часто всего несколько волн света, но телескопное зеркало должно держать свою форму с ¼-длинной волны — или около пяти миллионной дюйма — отсюда существует традиционная рекомендация, что вы получите зеркало «полной толщины» по формуле 6 к 1 отношения диаметра к толщине. По идее отношение 6 к 1 делает зеркало достаточно тонким и при этом не способным прогибаться под собственным весом. Это работает достаточно хорошо только с телескопами до 12 дюймов или около того, которые несколько десятилетий назад считались большими. Большие зеркала не могут быть тонкими и при этом хорошо работать без какой-либо поддержки. Большие зеркала, как тонкие, так и толстые, всегда сгибаются, единственный вопрос в том – насколько сгибаются.

            Строители Добсонианцев предпочитают тонкие зеркала. Они меньше весят и быстрее охлаждаются, поэтому телескоп становится более портативным и хорошо работает вскоре после наступления темноты. Когда вы решите купить тонкое зеркало, как бы то ни было, вам понадобится сконструировать зеркальную клеть для обеспечения нужной поддержки. Два десятилетия Добсонианцев доказали, что соответствующая поддержка тонких зеркал позволяет сравниться или даже превысить работоспособность зеркал полной толщины в больших, портативных телескопах.

            Оптики благоволят к зеркалам полной толщины. Всем ясно, что толстые зеркала проще изготовить. Они меньше изгибаются под давлением полирующих инструментов и во время теста меньше изгибаются под собственным весом, поэтому для оптиков гораздо проще сформировать и протестировать толстое зеркало. И существует дополнительный бонус в том, что зеркала полной толщины более дороги.

            Как телескопостроитель, вам возможно не понравится зеркало за несколько тысяч долларов, на охлаждение которого, кажется уходит вся ночь. Если у вас есть еще доллары, которые вы готовы потратить, то вы скорее закажете зеркало большего диаметра, но более тонкое.

            Поэтому логика неумолима. Телескопострители знают, что оптики могут делать большие, тонкие очень хорошие зеркала, а мы покажем вам, что зеркальные клети не так трудно сделать. Поэтому вопрос не в том «Должен ли я брать тонкое зеркало?», а в том «Как построит зеркальную клеть, которая поможет моему зеркалу по максимуму использовать свои возможности?» В этой главе все об этом.

            Плавающая система и петля.

Каждый любит водные постели. Когда вы лежите на водной кровати, вы плаваете. Каждая часть нашего тела поддерживается одинаково снизу. Телескопостроители поддерживают зеркала тем же способом, как водные кровати поддерживают человеческое тело, при помощи механической плавающей системы. Плавающая система состоит из рычагов и треугольников, которые распределяют вес большого зеркала равномерно на большом числе подушек. Рычаги и треугольники в конце концов, расположены на трех больших болтах, прикрепленных к хвостовым вратам телескопа. Даже несмотря на то, что плавающая система выполнена из твердой стали или алюминия, она поддерживает каждую часть зеркала таким же образом, как и водные постели поддерживают вас.

Плавающая система это только половина зеркальной клети. Другая половина — петля. Когда телескоп ориентирован прямо вверх, зеркало остается сзади плавающей системы. Стоит только направить телескоп на горизонт, как зеркало встает на край и петля обеспечивает ему поддержку снизу. Петля действует как гамак, а что может быть более комфортабельным чем гамак горячим солнечным днем?

Петля представляет собой гибкую полосу металла или ткани вокруг нижнего края зеркала. Петля распределяет давление, направляя его вверх на каждый участок зеркала тем сильнее, чем сильнее оказывает на петлю вес зеркала. Таким образом зеркальная клеть обеспечивает два вида поддержки: плавающая поддержка зеркала сзади и петля, поддерживающая зеркало по краю.

            Поскольку телескоп все время смещается то выше, то ниже, ориентируясь на объект, пропорция зеркального веса распределяемого между петлей и плавающей системой меняется. Когда телескоп ориентирован на зенит, вес зеркала целиком берет на себя плавающая система. Направим телескоп на горизонт и весь вес ляжет на петлю. Между зенитом и горизонтом плавающая система и петля делят работу по поддержке зеркала.

            Теория плавания.

Маленькие, тонкие зеркала, такие как классические 1-дюймовой толщины 6-дюймов диаметром f/8 сгибаются столь незначительно под своим весом, что большинство любителей телескопостроителей устанавливают их в клеть с тремя поддерживающими подушками. Три это «магическое число», потому что три точки определяют плоскость и таким образом ориентацию зеркала. Настраивая наклон и верх зеркала в телескопе, вы настраиваете три поддерживающие точки за зеркалом.

Обратимся к Главе 3 в которой говорится, что изгиб в простом луче постоянной толщины зависит от куба длинны промежутка, таким образом:

Деформация телескопного зеркала пропорциональна

            Допустим, что вместо 1-дюймовой толщины 6-дюймовой апертуры вы расположите 1-дюймовое зеркало 12-дюймовой апертуры на трех точках. Что случится? Длина промежутка удваивается и сила на промежуток (то есть вес зеркала) учетверяется, поэтому 12-дюймовое зеркало в 32 раза более гибкое чем 6-дюймовое. Вполне очевидно, что такое гибкое зеркало будет деформироваться больше чем на ¼-волны, давая нам не особенно приятное изображение.

            Цель плавающей системы состоит в разделении зеркала на множество маленьких участков, которые одинаково поддерживаются. Вместо одного промежутка расположенного над широким проемом,  вы можете думать о зеркале, как о маленьких участках, расположенных на коротких проемах. Поскольку силы действующие на зеркало со стороны плавающей системы в каждой секции равны, маленькие участки не изгибают соседние. Если например 12-дюймовое зеркало расположить на 9 точках, тогда в среднем проем между поддержками будет 4 дюйма. Поскольку оно поддерживается множеством коротких проемов, вместо одного длинного, 12-дюймовое зеркало будет работать вполне нормально на плавающей системе.

            Зеркало 10-метрового телескопа Кека очень тонкое и также сегментировано, поскольку оно установлено на комплексе рычагов и треугольников. Такая поддержка названа «каскадным». Если вы посмотрите «каскадный» с словаре, то найдете там качающийся брусок, наброшенный на упряжку и прикрепленный к вагончику на конной тяге. Каскад уравновешивает тянущие силы от обоих лошадей в группе.

            Рассматривая это соединение так и хочется спросить, почему бы просто не расположить зеркало на сплошной стальной плате. Не будет ли это лучшей поддержкой? Печально, но нет. Если вы поместите твердый объект на другой твердый объект, они контактируют друг с другом точно в трех точках. Только когда поверхности деформируются, то это может позволить двум объектам контактировать в большем количестве точек. Вы можете удержать сырую пиццу на плоском стальном листе потому что пицца прогибается и расползается по всему листу, но этот способ не подходит для размещения зеркала в телескопе.

            Установив поддержку зеркала сзади, давайте рассмотрим поддержку вокруг края зеркала. Вы не можете просто схватить зеркало и быстро установить его зеркальную клеть. Вам просто не дадут этого сделать зажимы по краю — оптика будет сгибаться от сильного локального напряжения от этих болтов. Необходима универсальная поддержка.

            Для поддержки больших тонких зеркал в своих телескопах, Джон Добсон адаптировал петлю зеркала. Нет ничего фантастического или высоко технологичного в этой петле. Проверка зеркал на петле это всего лишь проверенный временем способ проверки зеркал в оптических магазинах. В высотно-азимутных телескопах, как Добсонианцы, зеркало находится всегда одной и той же стороной вниз, поэтому петля дает универсальную и превосходную поддержку.

            Петельная поддержка не работает в экваториальных телескопах, потому что эти телескопы ориентируются на разные участки неба, гравитация давит на зеркало в различных направлениях. Что случится, если вы перевернете гамак? Уупс — вы же не хотите чтобы это случилось с вашим зеркалом! Но труба Добсонианца никогда не  переворачивается. Если бы не использование петли в зеркальных клетях Джоном Добсоном в 70-ых годах, то сегодня вы вероятно не смогли бы построить ваш телескоп мечты.

            Но все-таки важно, чтобы вы понимали, что плавание-плюс-петля в клети не обеспечивает превосходной поддержки. Передняя поверхность диска стекла представляет собой впадину, поэтому когда зеркало всем весом опирается на петлю, как это происходит, когда угол подъема составляет менее 15 градусов небольшая впадина передней поверхности зеркала опускается вперед и принимает форму «картофелины». Это искажает немного изображения звезд в небе, придавая им немного астигматичный вид. Это не представляет собой большую проблему, просто мы хотим, чтобы вы не удивлялись, когда это случится.

            Есть один способ уменьшить картофелеобразность — использовать более толстое зеркало, но тут же возникают проблемы дополнительного веса и времени на охлаждение, которых также хотелось бы избежать. Другой способ заключается в том, чтобы просто подождать, пока объекты на небе не поднимутся выше 15 градусов над горизонтом. Небо темно и есть турбулентность около горизонта и часто свет загрязнен. С телескопами большой апертуры у вас не будет недостатка в объектах на более высоких от горизонта участках неба.

            Плавание на практике.

В этом разделе мы обрисуем как теория становится практикой в современных Добсонианцах. Вспомним, что зеркальная клеть состоит из трех основных частей: плавающей системы, петли и хвостовых врат. Плавающая система поддерживает зеркало сзади. Петля поддерживает зеркало по краю. Хвостовые врата соединяют петлю и плавающую систему с зеркальной коробкой. В добавок, хвостовые врата держат боковые шпильки и защелки зеркала, которые являются устройствами для безопасности зеркала и предотвращения случаев выпадания из клети при транспортировке телескопа. И последнее по очереди, но не по важности, хвостовые врата удерживают вентилятор, который помогает охладить зеркало до нужной температуры.

Плавающая система поддерживает зеркало на целой иерархии брусков, треугольников и подушек. Подушки или точки, напрямую поддерживают зеркало. Брусок баланса — такой как качели или качающая доска — с ручками равной длинны толкающими назад с одинаковой силой на обоих концах при нагрузке: подобным образом балансирует треугольная плата поддерживаемая в центре, толкая назад с равной силой в каждом углу при нагрузке.

Простейшая клеть имеет подушку над каждым из трех юстировочных болтов. И поскольку они находятся на равном расстоянии, то каждая подушка несет на себе одинаковую часть веса зеркала. Для маленьких зеркал трех-точечная поддержка очень распространена. Регулировка болтов позволяет юстировать зеркало.

Таблица 5.1. Рекомендации по количеству точек поддержки на разных зеркалах.

            Если вы поместите треугольник на каждый юстировочный болт в зеркальной клети и поместите по подушке в каждый угол треугольника, то будут доступны девять точек поддержки зеркала и в сборке такая система называется девятиточечная плавающая система. Хитрость в том, чтобы выбрать расположение юстировочных болтов и размеры треугольников таким образом, чтобы на каждую подушку приходился равный вес зеркала.

            Если вы поместите брусок на каждый юстировочный болт, то у вас получится шести-точечная клеть. Концы брусков распределяют нагрузку более равномерно.

            Пара треугольников с сторонами расположенных на таких же сторонах стального бруска дает двум треугольникам баланс на концах бруска и позволяет бруску балансировать на юстировочном болте. Три таких пары, где каждая пара находится на своем юстировочном болте и вы получаете 18-точечную плавающую систему.

            Вместо трех балансирующих брусков, представьте  три больших треугольника и каждый балансирует на трех юстировочных болтах. Маленькие треугольники балансируют в каждому углу больших треугольников, поместите на каждый угол этих маленьких треугольников по подушке и вы получите 27-точечную плавающую систему — три юстировочных болта, три поддерживаемых ими больших треугольника и по три маленьких треугольника, прикрепленных к углам больших дает 27 точек.

            Можно ли добавить еще балансирующих брусков или треугольников? Конечно! Вы можете поместить по маленькому бруску вместо каждой подушки и 18-точечной системы и получите 36-точечную. Или добавьте по маленькому треугольнику вместо каждой подушки в 27-точечной и у вас получится 81-точечная плавающая система, но в какой то точке число точек станет столь большим, что вес треугольников и механическая нестабильность при постоянном росте брусков и треугольников привете к излишнему усложнению всей конструкции, поэтому лучше делать минимальное число точек.

            Обе системы, как плавающая, так и петельная прикреплены к зеркальной коробке телескопа при помощи прочного держателя, названного хвостовыми вратами. Хвостовые врата Крэйга выглядят иначе, чем те, которые Добсон использовал в своих ранних телескопах, но принцип их одинаковы.  Хвостовые врата в современном Добсонианце это открытая структура, сваренная из стальных труб в виде квадрата и установленная в зеркальную коробку. Хвостовые врата детально описаны в главе 5.3.

            Зеркало в современно Добсонианце удерживается благодаря гравитации. Поэтому, когда вы транспортируете телескоп, зеркало постоянно трясется. Для того чтобы обеспечить ему безопасность, три шпильки, прикрепленные к хвостовым вратам предотвращают главное зеркало от смещения или выпадания из клети. Они не касаются его. Существует пространство в ½ или ¼ дюйма между стороной зеркала и шпилькой. Боковые шпильки никогда не касаются зеркала когда вы наблюдаете.

            Установленные сверху на каждой из сторон шпильки в целом называются зеркальными зажимами. Зажимы это другое устройство безопасности, предотвращающее главное зеркало от выпадания из зеркальной коробки даже в случае экстремальных случаев, как внезапный сильный порыв ветра. И наконец 12-вольтовый вентилятор, установленное на хвостовых вратах обеспечивают доступ воздуха для охлаждения зеркала в случае, если воздух спокоен.

            Изготовление плавающей системы.

Дизайн плавающей системы зависит от трех составляющих: диаметра зеркала, его толщины и количества подушек, которые предполагается использовать. Если ваше зеркало стандартного размера, то вы можете использовать число подушек, взятых в Таблице 5.4., вырезать и сформировать механические части и соединить их

Если ваше зеркало не стандартного размера, то вы можете просто взять размеры стандартного зеркала чуть большего диаметра. Если у вас 22 3/8- дюймовое зеркало 1 7/8-дюйма толщины, то используйте в разработке клети рекомендации да 25-дюймового зеркала 2-дюймовой толщины. Умножив каждый из рекомендованных размеров с 22,625/25 или 0,905, а затем делайте все, исходя из стандартных размеров клети.

Мы уже выбрали и заказали зеркало, но остается открытым вопрос: как много точек? Для тонких зеркал большой апертуры следует придерживаться следующего правила, что число точек должно быть в 1,5 раза больше отношения ширины к толщине. Например, в 18-дюймовом главном зеркале двух дюймовой толщины существует отношение ширины к толщине девять к одному. Умножив девять на 1,5, получаем 13,5 точек. Поскольку не существует способа сделать плавающую систему на 13,5 точках, то выбирается 18-точечный дизайн. С зеркалом 18-дюймовым зеркалом полной толщины вы можете использовать 9-точечную клеть.

Таблица 5.2. Иерархия плавающей системы.

5.2.1. Разработка плавающей системы.

            Клеть всегда делается на трех юстировочных болтах. В Таблице 5.2. показано, как сконструировать клети. И, если вы только не «точечный маньяк», не превышайте числа в 27 точек. Изготовление клети с более чем 27-ю точками поддержки неизбежно ведет к усложнению конструкции любительского телескопа и скорее всего не принесет пользы в работе. Сжимание в картофелину, время для охлаждения и множество других практических проблем, намного важнее чем теоретическое преимущество, которое вы можете получить, поместив 36, 54 или 81 подушку под зеркало. И кроме того, вы действительно хотите потратить свою жизнь в своей мастерской, вырезая маленькие треугольники?

            Планируя, то сколько брусков и треугольников вам понадобится, сделайте все необходимые для этого измерения. И хотя, принцип дизайна плавающих клетей уже доступны не одно десятилетие, умный парень по имени Дэйв Чендлер написал программу для расчета на компьютере необходимых размеров зеркальной клети. Программа Дэйва делит зеркало на сегменты равного веса, затем помещает подушки под центр каждого сегмента. Для 9-точечной плавающей системы он делит зеркало на внутренние и внешние зоны с шестью сегментами во внешней зоне и тремя на внутренней. Внешняя зона весит точно вдвое больше чем внутренняя. Каждый из трех треугольников поддерживает два внешних сегмента и один внутренний сегмент.

            Для большего числа точек он строит более комплексное деление на зоны. Для 18-точечной клети зеркало делится на внутренние и внешние зоны, с внешней зоной, имеющей 12 сегментов и внутренней, имеющей 6 сегментов.

            Для 27-точечной клети Дэйв делит зеркало на внутренние, средние и внешние зоны. Внутренняя зона разделена на шесть, средняя на девять, а внешняя на двенадцать сегментов. Каждый из трех внутренних треугольников поддерживает два сегмента из внутренней зоны и один сегмент из средней зоны. Из шести внешних треугольников каждый поддерживает один сегмент из средней зоны и два сегмента из внешней.

            Основываясь             на размере и толщине вашего зеркала, решение о том, как много точек необходимо вашей клети большого Добсонианца, почти всегда находится между 18 и 27 точками. Найти их можно самостоятельно или взять из соответствующей таблицы.  И это все, что нужно для разработки плавающей системы для большого, тонкого зеркала.

5.2.1.1. Материал для брусков и треугольников.

            Нержавеющая сталь это лучший материал для брусков и треугольников. Он не ржавеет и не нуждается в окраске. Если нержавеющая сталь недоступна, используйте мягкую сталь и убедитесь в том, что окрасили ее как следует противокорозийной краской.

            Многие телескопостроители испытывают сложности при вырезании из металлов. Если вырезание из нержавеющей стали является проблемой для вас, попросите народ в технических мастерских или сварочных, вырезать эти части для вас. Сделайте все чертежи на бумаге треугольника и перекладины. Для обычных телескопов с большой апертурой попросите их вырезать треугольники из 1/8-дюймовой нержавеющей стали и бруски  из ¼ нержавеющей стали. Несколько лишних долларов человеку, который занимается подобной работой, обычно повышают качество работы.  Если по каким-то причинам вы используете мягкие сорта стали вместо того, чтобы использовать нержавеющую сталь, помните, что в этом случае необходима покраска.

            Если вы не можете работать со сталью, тогда сделайте эти части из алюминия. Алюминий намного мягче нержавеющей стали. Если у вас нет ничего кроме инструментов для работы с деревом, вы можете резать алюминий при помощи обычной ножовки. Если у вас есть доступ к ленточной пиле, тогда работа пойдет быстрее и лучше. Если вы делаете части из алюминия, то используйте двойную толщину от той, что рекомендована для нержавеющей стали.

            Если же вы убежденный столяр, то можете сделать эти части из фанеры, но выберите высококачественный материал, как Балтийская Береза и убедитесь, что фанера обладает толщиной, необходимой для того, чтобы вынести вес зеркала. Дерево дружественный материал и большинство телескопостроителей чувствуют себя комфортно с ним, но для зеркальной клети пересильте себя. Для этих целей метал намного лучше.

Таблица 5.3. 9-точечная плавающая система — расчеты*.

Таблица 5.4. Описание частей для 9-ти и 18-ти точечной зеркальной клети и хвостовых врат.

9-точечные включают в себя зеркала с апертурой от 12,5 до 18 дюймов; 18-точечные от 18 до 25 апертурой.*

Таблица 5.5. 18-точечная плавающая система – расчеты.

Таблица 5.6. Описание частей для 27-ми точечной зеркальной клети и хвостовых врат.

Для зеркал с от 30 до 40 дюймовой апертурой.*

Таблица 5.7. Расчеты внутренних треугольников 27-точечной системы.

Таблица 5.8. Расчеты соединительных треугольников 27-точечной системы.

Таблица 5.9. Расчеты внешних треугольников 27-точечной системы.

Таблица 5.10. Радиус поддерживающий точек 27-точечной системы.

5.2.1.2. Подушки плавающей системы.

            Защитные подушки выполняют превосходную работу, будучи установлены в точках поддержки зеркальной клети. Защитные подушки используются на креслах и ножках столов, они мягкие, самоклеящиеся, поглощают удары и сохраняют форму даже под огромными, тяжелыми зеркалами. Они различаются по диаметру и толщине. Они дешевы и просты в установке: просто удалите защитную бумагу с клеящейся стороны и придавите их к углам плавающих треугольников. Вы легко можете купить их в хозяйственном магазине. Мы рекомендуем диаметр в 1 дюйм и толщину в ¼ дюйма экстра-плотных подушек. Одно лишь знание того, что ваше большое зеркало покоится на таких подушках, сделает толчки на дороге намного мягче. Важно: убедитесь, что задняя сторона вашего зеркала не контактирует с какими-нибудь металлическими запорами над брусками и  треугольниками. Если это так или при внешнем осмотре обнаруживается их близкое соседство, тогда установите две подушки на каждую поддерживающую точку, одну на другую.

5.2.1.3. Изготовление вспомогательных узлов клети.

            До того, как начать что-то вырезать из металла, сделаем полноразмерную имитацию из картона. Тип картона не имеет значения, главное чтобы он был достаточно длинным и прочным, чтобы выдерживать собственный вес. Вырежьте каждый брусок и треугольник и при помощи чертежных кнопок соедините их вместе в рабочую модель клети. Поместите клеть на картонный диск того же размера, что и зеркала. А сейчас отойдите назад и взгляните на вашу модель. Действительно ли каждая подушка поддерживает равную площадь? Если это не так, перепроверьте расчеты. Это простой способ сохранить материал от напрасной траты.

            Затем вырежьте все части. Заметим, что в таблицах указано на ½-дюйма больше с каждой стороны, чем дают нам расчеты, поскольку углы закруглены  с радиусом ½ - дюйма. Дополнительная ширина позволяет вам поместить защитную подушку диаметром в 1-дюйм в каждый угол. Если углы недостаточно закруглены, не расстраивайтесь. Даже если они не выглядят хорошо при дневном свете, система с острыми углами все равно будет функционировать хорошо. И кого ночью будет волновать какие у вас углы?

            И хотя, вы не захотите собирать плавающую систему вместе до того, как собраны хвостовые врата, все же лучше собрать плавающую систему, так как это поможет избежать сюрпризов после. Идея состоит в том, что каждая маленькая ветвь должна быть свободно опираться на следующую большую ветвь и так по всей длине до юстировочных  болтов.

            Для примера давайте рассмотрим, как собрать 18-точечную плавающую систему для 20-дюймового зеркала. 18-точечная система содержит шесть треугольников, которые опираются на три бруска, попарно. Когда вы ее сделаете, то у вас получится три каскада, каждый, содержащий брусок соединенный с двумя треугольниками. Любительская клеть имеет соответственно более комплексные деревья. После просверливания всех отверстий, как показано в Таблице 5.5, соедините каждый из шести треугольников к концам бруска при помощи №6 – 32 круглоголовых болтов. Круглоголовые болты имеют низкий профиль, который не высовывается за высоту подушек, поэтому нет опасности контакта со стеклом. Вам вряд ли понравилось зеркало, сидящее на металлических болтах, а не на подушках.

            Используйте только одну гайку на брусок. Используйте двойные гайки или цельнометаллические запирающие гайки под бруски так, чтобы болт не болтался свободно. Прикрепите болт туго к бруску, не треугольника. Оставьте маленькую брешь под головкой болта, так чтобы треугольник мог легко вращаться на гайке под ним. (Смотрите рис. 5.9.) Треугольник имеет немного большее отверстие чем круглоголовый бол. Если диаметры и расположения верны, то каждый треугольник должен свободно вращаться под небольшим углом. Когда вы надавливаете на собранное «дерево» на плоскую поверхность, верхний треугольник должен вращаться в контакте с поверхностью.

            Двигаясь вниз к стволу дерева, каждая пара треугольников на своих брусках соединяется с юстировочными болтами. Каждый юстировочный болт проходит через отверстие в центре бруска. Под каждым из трех балансировочных брусков расположена 3/8 – 16 металлические запирающие гайки. Также как в треугольнике, отверстие в центре бруска должно быть примерно на 1/32 дюйма больше или примерно на один стандартный размер дрели больше чем диаметр юстировочного болта. Бруски клети вращаются на скошенной верхней поверхности запирающих гаек. Для предотвращения брусков от опускания на юстировочные болты во время транспортировки, установите цельнометаллические запирающие гайки над брусками. Не затягивайте их. Оставьте маленькую щель под ними, так чтобы брусок мог свободно вращаться (см. рисунок 5.9.). Убедитесь, что нижний край главного зеркала не контактирует с верхушками этих удерживающих гаек. Вам понадобится уменьшить толщину гаек, срезав их наполовину.

            После, когда приходит время собирать плавающую систему, вы можете смонтировать отдельные часты на юстировочных болтах. Для правильного расположения треугольников сделайте кольцо из Кайдекса или гибкого пластика, как Майлар. Вырежьте 2-дюймовой ширины кольцо для покрытиях вершин треугольников. Для 20-дюймового телескопа наружный диаметр кольца должен быть около 14-ти дюймов. Прикрепите кольцо к треугольникам при помощи двухсторонней клеящейся бумаги. Кайдекс достаточно крепко, чтобы удержать треугольники на позиции, но при этом достаточно гибок, чтобы дать им свободно вращаться.

            Хвостовые врата.

На оригинальных версиях Джона Добсона, плавающая система и петля были смонтированы на откидной доске, названной хвостовыми вратами (см. рис. 5.14). Они работали как хвостовые врата на фургоне или грузовике. Это было сделано для того чтобы упростить доступ к зеркалу для чистки и также сделано на больших телескопах Добсона для простоты удаления зеркала во время транспортировки. Статья, опубликованная в «Небо и телескоп»  и «Изготовление телескопа» принесли различные инновации телескопостроительной общественности.

Хвостовые врата служили также хорошо и другой цели. В ранние временя строители Добсонианцев изготавливали и формировали свои зеркала из излишков иллюминаторного стекла и тестировали из на звездах. Хвостовые врата делали более простым полировку зеркал и нанесения алюминиевого покрытия в телескопе для быстрой проверки качества картинки. Когда оптика давала превосходное изображение, аллюминизация заканчивалась.

И не смотря на то, что слухи о Добсонианцах распространились и стали появляться на рынке все большие и большие зеркала, телескопостроители все равно продолжили строить зеркальные коробки с хвостовыми вратами. Поскольку традиционный дизайн картонной трубы и фанерной коробки транспортировался горизонтально, вы могли удалить главное зеркало и для этого не требовалось снимать трубу, а затем вновь соединять. Поэтому множество людей получили свободу вынимать и вставлять зеркала во время наблюдений.

В Добсонианце с каркасной трубой хвостовые врата больше не откидываются. Вместо этого они держатся на каркасе из трубной стали, поэтому зеркало менее утоплено и открыто. Отсюда более стремительное обретение температурного равновесия с окружающим воздухом, поскольку он свободно циркулирует вокруг зеркала. Зеркальная коробка тоньше, короче и легче, потому что стальные хвостовые врата укрепляют зеркальную коробку. В конце концов больше нет необходимости удалять зеркал, оно стоит в безопасности на дне зеркальной коробки. В современных Добсонианцах хвостовые врата в более выигрышном положении.

5.3.1. Эволюция хвостовых врат.

            Поскольку Тротуарные Астрономы были дружной группой, то всегда было много свободных рук для установки, перемещения и разборки больших телескопов. Следующее поколение строителей включало в себя много одиноких волков, которые находили способы управляться с телескопом без посторонней помощи. Шведский телескопостроитель Йавар Гамберг представил концепцию открытой каркасной трубы для больших телескопов в двухстраничной статье  в «Изготовлении телескопа». Каркасную трубу следует использовать для того, чтобы разбирать трубу на три простых части: вторую клетку, связку полых трубок и зеркальную коробку с главным зеркалом внутри. Инновация Гамберга означала, что зеркальная коробка могла быть свободно переносима и зеркало могло храниться в ней все время без опасности повреждения.

            Следующий умный телескопостроитель из Коламбуса, Огайо по именно Рон Рэйвнеберг понял, что качалка, доска основания и зеркальная коробка с главным зеркалом в сборке может быть прикреплена к ручной тележке и прикрепил колеса к качалке. Совокупность этих достижений, каркасной трубы и ручной тележки сделали возможным для одного человека проводить наблюдения при помощи больших телескопов. Спустя несколько лет большинство Добсонианцев с апертурой между 17,5 и 32-дюймами были изготовлены таким способом.

            Вскоре после этих двух прорывов, в 1988 году на сцену вышел один из соавторов книги Дэвид Крэйг. Крэйг захотел построить 20-дюймовый телескоп, но понимал, что будут проблемы с охлаждением зеркала 2-х дюймовой толщины внизу закрытой трубы. В свои молодые годы он проводил наблюдения турбулентных потоков при помощи 10-дюймового  f/8 Ньютонианца.

            Турбулентные потоки убивают хорошее изображение. Нижний конец закрытого отражающего телескопа представляет собой великую «собачью конуру» для толстого куска стекла. Собачья конура имеет одно отверстие, поэтому воздух в ней не может циркулировать: собака спит спокойно в своей конуре потому что она держит тепло. Поэтому тихой, ясной ночью, когда температура воздуха падает всю ночь телескоп имеет только одно отверстие открытым, и могут уйти часы на то, чтобы зеркало охладилось.

            На протяжении несколько лет многие хорошие зеркала были несправедливо обвинены в том, что давали плохие изображения, так как наблюдатели устанавливали их  вниз закрытой трубы. После того, как уходило возбуждение «первого света», наблюдатель видел грибовидные звезды и каплевидные планеты. Утреннее солнце всходило раньше, чем зеркало реализовывало свой настоящий потенциал, оставляя его нерастраченным. Поскольку существует довольно большая температурная инерция в куске стекла весом от 25 до 150 фунтов. Вот почему в современных обсерваториях поддерживается кондиционирование воздуха круглосуточно: зеркало постоянно охлаждено и готово к наблюдениям, едва появятся звезды. Поскольку вы не можете достичь нужного состояния воздуха в портативном телескопе, вам нужен поток воздуха вокруг зеркала, чтобы достичь температурного равновесия более быстро и получить хорошие изображения.

5.3.2. Открытая рама хвостовых врат.

            Открытая рама хвостовых врат поддерживает главное зеркало на простой трубчатой стальной конструкции. Задняя сторона главного зеркала  полностью обнажена: воздух циркулирует вокруг зеркала и таким образом более быстро достигается необходимая температура. В паре открытые хвостовые врата и мелкая зеркальная коробка с открытой каркасной трубой и старые конструкции труб уходят в прошлое — поскольку трубы больше не существует.

            Если ночной воздух очень спокоен, вы можете включить маленький 12-вольтовый вентилятор для того, чтобы гонять воздух вокруг зеркала и вскоре оно достигнет равновесия. Если у вас под рукой есть источник тока в 120 вольт тогда включите обычный оконный вентилятор на максимум. И вы получите наблюдение без потери времени.

            Существует два отрицательных влияния на разрешение зеркал, когда оно теплее чем окружающий воздух. Самое очевидное (и каждый любитель астроном знаком с этим) это то, что поскольку снаружи зеркало охлаждается быстрее чем внутри, зеркало искажено и не дает хорошего изображения, пока и внутри не сравняется с температурой окружающей среды. Теплый воздух поднимается и образует турбулентные течения. Если у вас денег куры не клюют и вы можете себе позволить купить зеркало с нулевым коэффициентом расширения из Зеродура, то вы можете решить первую проблему. Но теплое главное зеркало, даже изготовленное из Зеродура не будет хорошо работать до тех пор пока не остановится подъем теплого воздуха вокруг.

            Дать зеркалу обрести температурное равновесие с окружающей средой жизненно важно и нет способа избежать этого. Когда ваш телескоп теплее или холоднее окружающей среды, вам нужно подождать. Но это не особая проблема, тем более что вам все равно нужно дать время глазам привыкнуть к темноте.

            Если вы все еще не убеждены в том, следует ли делать телескоп с открытой рамой хвостовых врат, вот вам пища для размышлений:

1.      Вы получите быстрое достижение термального равновесия главного зеркала.

2.      Вы поддерживаете равновесие с постоянно падающей температурой воздуха всю ночь. Главное зеркало быстрее настраивается.

3.      Сварная рама хвостовых врат очень прочна и крепко держит зеркальную клеть.

4.      Стальная рама защищает зеркальную коробку и предотвращает ее смещение и выпадение.

5.      Неотъемлемая прочность стальной рамы дает вам возможность понизить угол зеркальной коробки и сделать более низкий профиль качалки.

6.      Вы получите усовершенствованный доступ к задней стенке  зеркальной клети  и главному зеркалу. Вы можете быстро и просто поправить петлю.

7.      Большой плюс – исключается опасность выпадения и повреждения зеркала!

8.      Главное зеркало может оставаться  в зеркальной коробке постоянно. Уменьшаются шансы повреждения и деформации.

9.      Рама обеспечивает удобное место для установки таких принадлежностей, как электрические выключатели, вентиляторы и батареи.

10.  Низкопрофильные хвостовые врата и зеркальная клеть позволяют разместить главное зеркало так близко к дну зеркальной клети насколько это вообще возможно. Это дает более компактную зеркальную коробку и качалку.

11.  дизайн из трех перекладин прост в конструировании. Юстировочные болты, боковая поддержка, зеркальные защелки, вентилятор и  петля, все это держится на перекладинах.

12.  Главное зеркало можно мыть в зеркальной коробке. Прямо в зеркальной коробке. Вода омоет зеркало и стечет в отверстие.

13.  Задний конец вашего телескопа выглядит впечатляюще. Вы легко можете продемонстрировать свою 18-точечную зеркальную клеть,  а другие телескопостроители будут только слюнки пускать.

Вот такая чертова дюжина хороших причин сделать открытую раму хвостовых врат. Если вас это еще не убедило, то постройте телескоп с закрытым дном и получите всегда теплое зеркало и никогда не прекращающиеся турбулентные завихрения. Выражаем вас свое сочувствие.

Хвостовые врата содержат три рамки между двумя сторонами брусков. Рамки разделяют на верхнюю, центральную и нижнюю. Рамки сделаны из 1-дюймовых четырехугольных стальных труб (1 ½-дюйма квадрат на апертуры свыше 25-дюймов). Рама держит квадратную зеркальную коробку. Хвостовые врата прикреплены к зеркальной коробке при помощи отверстий, просверленных в боках брусков и вверху бруска. Поскольку зеркальная коробка большая, открытая структура не может  быть защищена чем-либо, что может блокировать свет, хвостовые выполняют жизненно важную функцию поддерживая зеркальную коробку.

1.                            Верхняя рамка хвостовых врат располагается на верхней боковое шпильке с защелкой безопасности. Эта боковая шпилька предотвращает зеркало от смещения во время транспортировки, а защелка безопасности предотвращает зеркало от выпадания из клети если случайно зеркальная коробка наклонится слишком далеко вперед. Верхняя рамка таким образом имеет одно отверстие  для боковой шпильки плюс несколько дополнительных для прикрепления  рамки прямо к зеркальной коробке.

2.                            Средняя рамка поддерживает два юстировочных болта и два расколотых болта, которые поддерживают  петлю зеркала. Это значит, что вы должны просверлить четыре отверстия в средней рамке: два для юстировочных болтов и два для петельных расколотых болтов.

3.                            Нижняя рамка поддерживает нижний юстировочный болт и также две нижних боковых шпильки, каждая с защелкой безопасности. Боковые шпильки расположены на нижнем крае зеркала под углом в 120 градусов. Эти шпильки пересекаются с боковыми шпильками на верхней рамке, прочно удерживая зеркало во время транспортировки. Нижняя рамка таким образом имеет три отверстия: одно для третьего юстировочного болта и два для нижних боковых шпилек.

Эта совокупность трех-рамковых хвостовых врат осуществляет превосходную работу, поддерживая и защищая зеркало. Вы можете убрать хвостовые врата  с двумя юстировочными болтами на нижней балке, но пожалуйста не делайте этого. Для полноценной работы вам нужно четыре рамки поддерживающие две нижних боковых шпильки. Трех-рамковый дизайн намного проще и более эффективен. И довольно удобно, когда система опирается только на один юстировочный болт вместо двух.

Трех-рамочная клеть позволяет вам закруглить нижний конец зеркальной коробки. Стороны качалки таким образом могут быть короче, прочнее и более компактными. Пока что это может казаться незначительным, но когда вы начнете строить ваш телескоп мечты с большой апертурой, то быстро все поймете. Все выглядит маленьким и удобным только на бумаге, но когда придет время грузить конечный продукт в вашу Хонду, вы будете рады, что сделали более маленькую зеркальную коробку. Помните, наша цель — поместить большое зеркало в маленькую упаковку.

Три рамки хвостовых врат присоединены к двум стальным полосам, названным боковые бруски. Боковые бруски прикрепляют хвостовые врата и зеркальную клеть к зеркальной коробке. Боковые бруски на ¼-дюйма глубже чем рамки на 25-дюймовом и меньших телескопах, а на 30-дюймовых и выше, они глубже на 1/2 –дюйма чем рамки. Более глубокое размещение боковых брусков обеспечивает больше металлической поверхности над рамкой для сварки, а также позволяет вам сверлить основные отверстия хвостовых врат немного дальше от конца зернистой фанеры в днище зеркальной коробки.

Боковые бруски переносят вес тяжелого главного зеркала в сторону зеркальной коробки, которая имеет высотные держатели. Таким образом тяжелейший компонент в телескопе поддерживается близко к боковым держателям. Кратчайшее расстояние, обеспечивающее большую силу движения, прочность и большую крепость при сборке.

12-вольтовый вентилятор для охлаждения главного зеркала  должен быть смонтирован между средней и нижней рамкой. Установите его внизу хвостовых врат на кусочке ¼-дюймовой фанеры, ориентированным так, чтобы воздух шел прямо на заднюю часть зеркала. Площадка для установки вентилятора также может послужить цели монтирования любых электрических переключателей. Вы можете спрятать батареи в углах зеркальной коробки или между рамками хвостовых врат.

5.3.3. Планировка хвостовых врат.

            Если вы строите телескоп со стандартной апертурой, то можете скопировать расчеты хвостовых врат прямо  из таблицы 5.11. Если вы строите зеркальную клеть, имеющую другие размеры, чем описаны здесь, то вам понадобится сделать небольшие арифметические расчеты размеров хвостовых врат.

            Начните с расчета плавающей системы. Ключевым расчетом является расстояние, на котором лежит юстировочный болт от центра зеркала. Возьмите три рамки в хвостовых вратах, начните с нижнего юстировочного болта в нижней рамке. В типичном 20-дюймовом f/5 телескопе эта точка находится точно в 5,60-дюймах от центра зеркала. Это число получается  от «радиус к центральной точки бруска» указанное в  Таблице 5.5.

Таблица 5.11. Расчеты хвостовых врат (см. рис. 5.15).

            Вы знаете, что воображаемый треугольник от центра зеркала до каждого из юстировочных болтов на средней рамке образует треугольник с углами 30⁰ – 60⁰ - 30^0. (Поскольку угол, сформированный воображаемой линией от юстировочного болта в средней рамке до центра зеркала и линия, идущая по длине средней рамки 30⁰). Поэтому сейчас вы можете вычислить расстояние от центра зеркала к центру средней рамки умножением 5,60 дюйма на синус 30⁰_. В правильном треугольнике длинна противоположной стороны (в вашем телескопе это расстояние между центром зеркала  и средней рамкой) соответствует  длине гипотенузы, которая образуется из 5,60 дюйма умноженного на синус угла. А сейчас вспомним, что синус 30⁰ это 0,5000. Не правда ли удобно!

            Поэтому, разделив гипотенузу пополам, можно получить длину противоположной стороны. Для любой апертуры зеркала  вы просто умножаете «радиус до центральной точки бруска» из Таблицы 5.5 на 0,5000 и у вас получается расстояние от центра средней балки к центру зеркала. В обычном 20-дюймовом телескопе это 2,80-дюйма. Если вы делаете 9-точечную или 27-точечную клеть, ссылайтесь на Таблицу 5.3. или 5.10.

            Где разместить рамки? Зеркальная коробка обычного 20-дюймового телескопа имеет размеры 22,25-дюйма по внутренним краям. Принимая во внимание, что центр зеркальной коробки и центр зеркала это тоже самое и вспомнив, что центр нижней рамки 5,60 – дюйма ниже центра зеркала, а центр средней рамки на 2,80 дюйма выше центра зеркала, вы можете запросто получить расположение этих трех рамок.

1.      Верхняя рамка самая верхняя на зеркальной коробке. Если вы используете 1-дюймовую трубчатую квадратную сталь, тогда центр верхней рамки будет в дюйме от верха внутри зеркальной коробки. Верхний край верхней рамки формирует вершину хвостовых врат.

2.      Средняя рамка находится в 2,80-дюйма выше центра зеркальной коробки, поэтому центр ее лежит в 11,25 минус 2,80 и равно 8,325-дюйма от вершины зеркальной коробки. Верхний край средней рамки лежит в 7,82-дюйма от вершины хвостовых врат.

3.      Центр нижняя рамки лежит в 11,25 плюс 5,60 и равно 16,725-дюймах от вершины зеркальной коробки, а ее верхний край находится в 16,22  дюймах от  вершины хвостовых врат.

И так, у вас есть местоположение всех трех рамок, но вам все еще нужно определить расположение юстировочных болтов в средней рамке. Вы рассчитали расстояние от центра зеркала к средней рамке, составляющее 2,80 дюйма и вы знаете, что «радиус до центральной точки бруска» 5,60-дюйма поскольку все три юстировочных болта лежат на концах этого радиуса. Давайте используем старинное греческое открытие — Теорему Пифагора. Она гласит, что для правильного треугольника, сумма квадратов катетов  равна квадрату гипотенузы. Это значит, что расстояние от отверстия болта  возводится в квадрат плюс 2,80 в квадрате равняется 5,60 в квадрате.

            Займемся математикой: 5,60² – 2,80² = 31,36 – 7,84 = 23,52. Вытащите свой карманный калькулятор и найдите квадратный корень из 23,52 и вы получите 4,85 дюйма, поэтому верхний отверстия юстировочных болтов должны быть в 4,45 дюймах от середины средней рамки, или на расстоянии 9,70 друг от друга.

            Очень хорошо будет проверить все расчеты, сделав полноразмерный рисунок хвостовых врат и зеркальной клети. После того, как определили все расстояния правильно, не забудьте укоротить каждую рамку на 1/32-дюйма. Эта маленькая хитрость гарантирует вам, что когда придет время размещать раму хвостовых врат внутри зеркальной коробки, она будет в пору. Если хвостовые врата будут на 1/32 дюйма меньше, то у вас не будет проблем по размещению, но если вы все же сделаете все впритык, то у вас могут возникнуть проблемы. Поэтому лучше будет сделать хвостовые врата чуть меньше.

5.3.4. Материалы хвостовых врат.

            На хвостовые врата обычного 20-дюймового телескопа уйдет примерно 66 дюймов 1 или 1 с четвертью дюймовой трубной стали квадратной формы для рамок и около 36 дюймов ¼ или 1 ¼ плоской стали для боковых брусков. Общая стоимость всего этого примерно 20$.

            Будьте умны. Когда пойдете в магазин, то попросите продавца в нем нарезать все рамки и бруски точно такой длинны, как вам нужно во время покупки.  Мощные пилы в магазинах делают прекрасные аккуратные нарезки. Даже если на это уйдет несколько дополнительных долларов на оплату подобной услуги, не тревожьтесь, деньги не будут потрачены зря: у вас все равно не получится сделать это так аккуратно и ровно при помощи ножовки.

            Если вы планируете построить 25 или 35-дюймовый телескоп, спросите толстостенные стальные трубы для рамок. Если вы владелец зеркала полной толщины и 22, 24 или 25 дюймов в диаметре или стандартной двух дюймовой толщины зеркала большего диаметра чем 30 дюймов увеличьте до 1 ½  квадратной трубы. Это относительно не большое увеличение поперечного сечения рамки даст вам втрое большую прочность.

            Даже с большими поперечными секциями, законы физики работают против клети для больших зеркал. Длительное натяжение большие нагрузки делают большие телескопы более гибкими. Если бы вы пересчитали с 20-дюймового до 40-дюймового телескопа, просто удваивая каждый его компонент, то рамки позади 40-дюймового зеркала были бы в восемь раз более гибкими. Для больших телескопов  нужны большего диаметра поперечные рамки.

            Если вы не можете уснуть по ночам и  волнуетесь о гибкости в рамках держащих ваше 36-дюймовое зеркало, то попросите вашего соседа со сварочным аппаратом, приварить полосы плоской стали ¼ или 1 ½  - дюйма по обоим сторонам средней и нижней рамок.

5.3.5. Просверлите отверстия перед сваркой.

            После покупки вы возвращаетесь домой с рамками и боковыми брусками, у вас есть все, чтобы сверлить и нарезать резьбу не куче отверстий. Отметьте границы расположения отверстий так аккуратно, как только сможете, поскольку будучи просверленными, вы уже не сможете заделать их. (Вы можете учиться таким вещам в зубной школе, но только на зубах).

            Просверлить отверстия без дрели довольно сложно, но не следует бежать и покупать ее для работы. Позаимствуйте ее у друга или проделайте отверстия прямо в магазине. Можете потратить на это некоторое время в школьных мастерских. Если вы принесете свои собственные сверла и очки безопасности, то в большинстве случаев народ даст вам то, что нужно. Если же они не дают вам использовать оборудование по тем или иным причинам, то дайте инструктору несколько баксов и попросите его или ее это сделать.

            Самое главное помните: Просверлите все отверстия до того как варить. Если вы сварите в начале, то вам будет довольно трудно добраться до нужного места и сделать качественные юстировочные отверстия при сотрясениях дрели, ни на средней рамке, ни на боковых брусках. Это кажется элементарной вещью, но вы можете просто удивить себя собственной глупостью, когда вы страстно увлечены постройкой телескопа. Этот совет основан на личном опыте.

            Расположение монтировочных отверстий на боковых брусках и верхней рамке не критично, но расположение отверстий под юстировочные болты и вне центровое отверстие шпильки болта важно. Потратьте лишнее время, но сделайте их аккуратно. Будет не плохо положить боковые бруски и рамки хвостовых врат на стол, чтобы увидеть как они будут выглядеть после сварки. Разместите каждый компонент хвостовых врат в соответствии с проделанными расчетами. Вырежьте из плотной бумаги или  картона «зеркало» и поместите его в центру поверх рамок. Вот на что нужно обратить внимание:

1.      Два расколотых болта держащие петлю должны располагаться между сторонами зеркала и боковым бруском хвостовых врат. Установив расколотые болты на достаточном расстоянии от боковых брусков, так чтобы вы смогли протолкнуть гайку и после закрутить ее. Оставьте ¼-дюйма для сварной кромки в месте соединения рамки и бокового бруска. Наконец оставьте ½-дюйма между расколотыми болтами и стороной зеркала, так как там будет место для петли.

2.      Две боковые шпильки в нижней рамке должны быть расположены так, чтобы оставалось пространство  в ¼ дюйма между стороной зеркала и стороной шпильки. Убедитесь, что расположение отверстий в  рамке предохраняет зеркало от колебания, но также убедитесь, что зеркало будет блокироваться боковыми шпильками и никогда не будет касаться расколотых болтов. Пластик и дерево дружественны стеклу — сталь расколотых болтов нет.

Определите размер и винтовую нарезку, которую вы будете использовать для юстировочных болтов и просверлите соответствующие отверстия под эту нарезку. Если вы планируете использовать выравниватели как юстировочные болты, тогда вам нужна 3/8 – 16 нарезка и подберите сверло для этой цели в 5/16 дюйма. При сверлении отверстий для юстировочных болтов рекомендуется наносить нарезку как сверху так и снизу стальной балки. Убедитесь, что проделываете отверстие в один проход. Не наносите нарезку с одной стороны, остановитесь, переверните рамку, и просверлите вновь. Иначе нарезка не захочет цепляться. И этот совет основан на личном опыте.

Сохраните деньги и откажитесь при покупке делать эти три отверстия, а только нарежьте резьбу. После того, как вы проделаете 5/16-дюймовые юстировочные отверстия, просверленные в средней и нижней рамках, принесите их в магазин и попросите продавца за пару баксов нанести резьбу.

5.3.6. Варите, используя зажим.

            После того, как все отверстия проделаны, поместите пять частей хвостовых врат в сварной зажим. Сварной зажим это ни что иное, как кусок фанеры, который держит свариваемые части так, что сварщик мог делать точечную сварку (или «сметывать») каждое соединение. После того, как части приварены друг другу на живую нитку, он или она, может убрать конструкцию из зажима и сварить части уже как полагается.

            Хороший способ расставить и удержать стальные части хвостовых врат на зажиме, это привинтить короткие куски 2 на 4 к фанере, так чтобы, части рамы хвостовых врат располагались между ними. Как альтернативу, вы можете использовать целую кучу «С»-образных зажимов для удержания компонентов в нужном расположении. Преимущество использования кусочков 2 на 4 в том, что вы можете вновь использовать сварочный держатель и сделать подобные хвостовые врата для ваших друзей.

            Однако, нужно предупредить вас, чтобы вы хранили зажим абсолютно правильной квадратной формы. Если зажим изогнется, то вы пополните свой словарный запас матершинных выражений, когда придет время устанавливать хвостовые врата в зеркальную коробку. Если сравнить фанерную зеркальную коробку и  стальные хвостовые врата по прочности, хвостовые врата всегда будут в выигрыше. Перекошенные хвостовые врата расколют углы зеркальной коробки или деформируют ее и вам всю жизнь будет досаждать звук скрежещущей зеркальной коробки внутри качалки, когда вы будете проводить наблюдения. (Но, если не смотря на ваши выдающиеся усилия, рама после сварки получилась перекошенной, не все потеряно. Поставьте угол меньший чем 90⁰  на твердый пол и пару раз ударьте по противоположному углу).

            После того, как сварка сделана, очистите части рамы, соединения и покрасьте. Черная краска нанесенная при помощи распылителя превосходно подойдет. Черный выглядит привлекательно и не нуждается в защитном покрытии.

Тем не менее не забудьте сделать внутренние расчеты зеркальной коробки на 1/32 дюйма больше  размера хвостовых врат. Лучше свободно устанавливать раму хвостовых врат. Попытка подогнать хвостовые врата под неподходящую зеркальную коробку — настоящий ночной кошмар.

            Установка хвостовых врат в зеркальную коробку.

Хвостовые врата монтируют внизу зеркальной коробки. В типичном 20-дюймовом телескопе, верхняя рамка прикрепляется к зеркальной коробке двумя 5/16 на 2-дюйма крепежными болтами гайками на  внутренне (со стороны рамы) стороне панелей, составляющих коробку. Четыре 5/16 на 1 ¼ - дюймовые плоскоголовые болты обеспечивают безопасность боковых брусков (см. Рис. Е.1).

Зазенкуйте головки болтов в зеркальной коробке, так чтобы верх головок болтов касался поверхности фанеры. Если вы зенкуете головки болтов, то необходимо оставить больше чем 3/32-дюйма свободного пространства между зеркальной коробкой и внутренней качалкой.

Обычно так работают крепежные болты, но головки крепежных болтов круглые и обычно не зенкованные, поэтому если вы используете крепежные болты, убедитесь, что оставили необходимое пространство между головками болтов и внутренней качалкой.

Когда вы устанавливаете хвостовые врата, сначала просверлите два отверстия для верхней рамки. Установите раму при затяните ее на двух болтах. Только после этого вы должны просверлить боковые отверстия для установки боковых брусков, вставить болты и затянуть их. Если вы просверлите отверстия для боковых брусков сначала, тогда, когда вы затяните верхние болты, они сдвинут раму вверх немного и отверстия боковых брусков  не будут на линии. Сверлите установочные отверстия сверлом на один или два размера больше диаметра болта. Это сделает вставку болта и установку хвостовых врат намного проще. И вы избежите новой головной боли.

5.4.1. Юстировочные болты.

            Если вы хотите сделать постройку вашего телескопа дорогой и сложной, то изготовьте специальные юстировочные болты и ручки. К счастью есть более простой путь. Обычно уравнительные болты можно найти в картотеках, холодильниках и стиральных машинах идеально подходят для юстировки телескопных зеркал. (Еще один пример того, как обычные предметы могут решить телескопную проблему). Если вы используете изготовленные специально болты, тогда, когда вы собираетесь проводить наблюдения, то не забудьте захватить с собой гаечный ключ для юстировки главного зеркала. Уравниватель имеет встроенную ручку, поэтому они превосходя обычные болты. Вы можете даже обернуть уравниватель в мягкую ткань.

            Для телескопов 20-дюймового ранга ищите уравнители, имеющие металлические круги приваренные к 3/8 – 16 части с винтовой нарезкой по крайней мере 2½ дюйма длинной. (Для  зеркал свыше 30-дюймовой апертурой, ищите такие же с размером нарезки в ½ дюйма). При изготовлении может пригодиться серя пластмассовая крышка на приваренный диск во избежание царапин на полу. Диск и крышка обеспечивают юстировочному болту простоту вращения. Более того, несмотря на то, что уравниватели изготовлены для того, чтобы выдерживать тяжелые нагрузки, вы можете вытащить зеркальную коробку из качалки и поставить прямо на землю. Даже самый величайший Добсонианец в мире не раздавит юстировочные болты. Ставлю доллар на каждый, что это невозможно.

            Если вы не сможете найти что-нибудь похожее в местном хозяйственном магазине, то всегда можете сделать это самостоятельно. Попросту попросите мистера Сварщика приварить большую плоскую шайбу к головке 3/8 на 2½ - дюймового шестигранного болта. Такая конструкция конечно не выглядит также приятно, как уравниватель, но также хорошо справляется со своей работой. Вы можете улучшить внешний вид прикрепив резину для  пола в виде чашечки — одна из ее разновидностей используется под пианино и ножками кровати — на шайбу. Убедитесь, что выбрали шайбу нужного размер под резиновую чашечку, до того, как приваривать ее к головке болта.

Стандартные болты делают аналогичную работу  — но быстрые зеркала (те у которых диафрагменное число f/6 или меньше) требуют более точной юстировки. Если оптическая ось немного смещена даже на 1/10 дюйма, изображения звезд, которые вы увидите в фокусе будут имеет заметную ассиметрию. Поэтому соответственно нужно повернуть 3/8-дюймовый юстировочный болт с нарезкой Государственная Грубая (ГГ)  только на 1/8 поворота. (Заметим, что 3/8 и 1/2 – дюймовые ГО болты имеют 16 и 13 зубьев резьбы на дюйм соответственно. А Государственные Мелкой нарезки (ГМ) болты имеют 24 и 20 зубьев нарезки на дюйм соответственно).

            Для того чтобы сделать юстировку проще ищите болты с ГМ нарезкой. Большинство хозяйственных магазинов имеет их. Спрашивайте 3/8 – 24 или ½ - 20. Большое число зубьев нарезки на дюйм делает юстировку вашего зеркало гладкой как по шелку. И пока вы в хозяйственном магазине, не забудьте купить необходимые для нарезки инструменты для хвостовых врат — или сэкономьте себе деньги и попросите сделать ее за вас. Сделайте нарезку для трех юстировочных болтах для хвостовых врат. Установите болты, оставив около ½ -дюйма резьбы между их головками и рамками.

5.4.2. Комплектующие вашей плавающей системы.

            Следующие «вещи», которые вам следует приобрести в хозяйственном магазине это цельнометаллические гайки для использования с тремя балансирующими брусками в плавающей системе. Запирающие гайки имеют сферическую поверхность сверху, которая служит для вращения брусков. Запирающие гайки трудно закручивать, ну будучи однажды помещенными на место больше трогать их не понадобится. Очень важно при юстировке главного зеркал, чтобы болты и гайки поворачивались вместе, когда они поднимают или опускают брусок. Положите немного вазелина на болт до установки гайки. Не используете запирающие гайки, которые имеют нейлоновые вставки, они скользят.

            Закрутите гайку, оставив примерно ¼ дюйма от рамки.  Это оставляет примерно  ¾ дюйма для перемещения болта, которого более чем достаточно для юстировки даже очень плохо от юстированного телескопа. Все, что сейчас остается это соединить плавающую систему с юстировочными болтами и установить расколотые болты для петли и боковые шпильки.

            Три бруска 18-точечной плавающей системы вращаются верхней скошенной поверхности запирающих гаек. Установите брусок с дуэтом треугольников на цельнометаллические запирающие гайки. Для предотвращения бруска от выпадения с юстировочного болта при перевозке, разрежьте цельнометаллическую запирающую гайку на две (это не так долго)  и установите ее в самом конце болта. (Если вы не сделаете этого, она будет слишком высокой и может контактировать со стеклом. Верх разрезанной запирающей гайки должен плотно прилегать к концу болта, но не касаться бруска. Если будет касаться, брусок потеряет свободу действий.  Оставьте маленькую щель под запирающей гайкой позволив бруску свободно вращаться.

            Треугольники должны быть выстроены определенным образом или бруски будут вращаться вне своих позиций. Вырежьте удерживающее кольцо из Кайдекса или Майлара. Если кольцо 2-дюймовой ширины, оно отлично покрывает углы треугольников. Для типичного 20-дюймового телескопа, наружный диаметр кольца  должен быть 14 дюймов, а внутренний 10 дюймов. Прикрепите кольцо к треугольникам при помощи двухсторонней клеящейся бумаги. Кадейкс достаточно прочено для того чтобы предотвратить смещение треугольников и при этом достаточно гибок, чтобы дать им свободно вращаться. Если у вас нет клеящейся бумаги, шесть маленьких болтиков превосходно ее заменят (см. рис. 5.13).

5.4.3. Петля и расколотые болты.

            Добсонианца подвешивают главное зеркало на петле. По мере опускания трубы телескопа вниз, главное зеркало все больше и больше опирается на петлю. Лучший материал для петли это 1 ½ -дюймовой ширины черная нейлоновая ткань. Вы можете найти ее (или похожий материал) в большинстве хозяйственных или спортивных магазинах. Если вы не можете найти нейлон, посетите автомобильную свалку и позаимствуйте ремень безопасности со старого автомобиля. Вам понадобится около трех футов материала для 20-дюймового зеркала.

            Два расколотых болта держат петлю. При установке болтов, протяните полосу ткани вокруг них и проверьте натяжение петли. Лучшее что вы можете сделать ручную регулировку натяжения сзади телескопа.  (Попытка натянуть петлю спереди зеркальной коробки довольно сложна и пугающа. Когда вы нагибаетесь, чтобы сделать это, пот с вашего лица падает на оптическую поверхность зеркала. Попомните наше слово — расколотый бол, который вы можете регулировать позади зеркала – это великая вещь!).

            Расколотые болты можно изготовить частичным распиливанием надвое 3/8 – 16 на 4 дюйма длинной шестигранных болтов с полной нарезкой (для 30 – 40 дюймовых зеркал используйте 5-дюймовой длины ½ - 20 болты). Если вы не можете найти шестигранный бол с полной нарезкой, приварите гайку к одному концу прута 4-дюймовой длинны.

            Пропилив в болтах щель в 2 или 2 ½ дюйма длинной, вставьте их через среднюю рамку хвостовых врат на противоположных сторонах главного зеркала. Наверните обычную гайку над расколом и затяните ее напротив рамки хвостовых врат. Поместите концы петли в расколы.

            После, когда вы установите зеркало, вы расправите петлю вокруг стекла и прикрепите нижний конец петли к зеркалу кусочком двухсторонней клеящейся бумаги. Бумага предохраняет петлю от сползания с зеркала в сторону, когда зеркальная коробка находится в вертикальном положении. После установки телескопа направьте его на горизонт, настройте натяжение петли и на задней стороне хвостовых врат поверните болт до исчезновения слабины петли.  Так как вы повернули болт, зеркало поднимается без усилий до точки, где почти касается верхней боковой шпильки. При помощи второго витка через хвостовые врата туже занятите противоположную гайку до запирания болта на месте — работа по затягиванию выполнена за 30 секунд. Вспомните, что все это проделано позади зеркальной клети полностью собранного телескопа — что вы должны оценить, так как иначе вам пришлось бы регулировать все спереди.

5.4.4. Боковые шпильки.

            Для предотвращения перемещения главного зеркала по зеркальной коробке во время транспортировки установлены три боковые шпильки, расположенные под углом 120⁰ вокруг зеркала. Каждая шпилька это короткий цилиндр из дерева или пластика, о которые зеркало может ударяться без вреда. Две боковые шпильки на нижней рамке хвостовых врат имеют диаметр в 1 дюйм на 3 дюйма длины шпонки с 3/8-дюймовым отверстием вне центра нижней длинной оси.

            Шпилька, установленная в центре верхней рамки идентична двум другим за исключением того, что шпонка просверлена точно вниз к центру. Все три шпильки в совокупности крепко держатся на хвостовых вратах при помощи 3/8 на 5 ½ - дюймовых шестигранных болтах с полной нарезкой или 5 ½ - дюймовой длины 3/8-дюймовых прутках с нарезкой. Для телескопов с апертурой 30 дюймов и больше меняем на ½-дюймовые болты и 1 ½ пластиковые шпильки для нижней рамки, и 1 ¼ -дюймового диаметра шпилька для  верхней рамки.

            Сделайте три зеркальный защелки из обычных рым-болтов. «Отверстие» должно быть 3/8 –дюйма или ½ - дюйма для использования болта. Наденьте длинную обжимную трубку на нарезку рым – болта. После нагревания над огнем она сожмется и примет форму нарезки, и таким образом станет простой защелкой для зеркала. Довольно трудно найти рым-болты с ушком нужного диаметра, если только в не знаете где их искать. Ищите кронштейны на которых есть крепкие муфты. На муфтах используются рым-болты нужного нам размера. Купите два, развинтите и выбросьте среднюю часть и у вас останутся рым-болты с ушком нужного диаметра.

            Установите каждый болт в раму, закрутите гайку на всю длину и туго прикрутите ее для безопасности. Поместите запирающую шайбу вниз болта, затем наденьте боковую шпильку на болт, затем другую запирающую гайку и в конце концов цельнометаллическую гайку наверх.  Запирающие шайбы предотвращают шпильку от вращения.

            На этой стадии пока все и может пройти довольно много времени, прежде чем вы сделаете с зеркальной клетью что-нибудь еще. Если вы строите зеркальную клеть на ранних этапах постройки телескопа, как мы рекомендовали, то вам могут понадобиться недели и даже месяцы для изготовления других частей. Если зеркальная клеть это последний этап в постройке вашего телескопа, установите оптику, как описано в Главе 11.2.

 (Назад)