Dalekohled Newton 200 f/8 - moje celoživotní :-) dílo

Výpočet podepření zrcadla

Upravený model

A teď prakticky (04.01.2004)

1. Zrcadlo jsem koupil (cca 1993), objímku mi udělal pan Procházka (11/2001).
2. Dřevěná přepravka vlastní výroby (cca 1991). Dnes už mám optiku klasicky v hliníkovém kufru :-)

   

3. Seřizovací šrouby jsem si podle pana Procházky udělal na soustruhu. Pozor, "hroty" šroubů se pak musí srovnat na ploché brusce, jinak se kolimace změní z normálně jednoduchého úkonu na zápas, který nelze vyhrát.
4. Ve firmě MRB Sazovice mi podle modelu z plechu tloušťky 2 mm a 5 mm laserem vyřezali trojúhelníkové díly pro podepření primárního zrcadla.

   

5. Nákup: 2 sady závitníků M4 a vrtáku D3,2 mm; Oboustranná páska, gumové těsnění, těsnicí pásky; Aceton, základová červená a černá lesklá barva na kov, ředidlo 6006, pár štětců; Šrouby, matky. (cca 617,- Kč), 1 počítačový větrák (95,- Kč).
6. Vyvrtat otvory, vyřezat závity a odstružit osazení na trojúhelníku.
7. Plechové trojúhelníčky a objímku odmastit a natřít základovou a černou lesklou barvou. Výsledek je technicky OK, ale pohledově příšerný - viditelné tahy štětcem, nečistoty v barvě, potečené hrany. Pokyn v návodu, že barvu je nutno přecedit, se opravdu musí dodržet. Příště už nebudu nic natírat, ale podle možností budu další díly dávat rovnou stříkat.

   

8. Na trojúhelníčky nalepit oboustrannou páskou gumové podložky a na ně opět nalepit oboustrannou pásku. Na rub zrcadla narýsovat zónu 45 a 74 mm a paprsky po 120 st. Trojúhelníčky nalepit na zrcadlo proti smotku vaty.

   

9. Přišroubovat větrák.

   

10. Vylepit těsnicí pásky včetně správně orientovaných odtokových otvorů.

    

11. Tento nápad - nalepit pásku po obvodu se neosvědčil, na zrcadlo působily příliš velké síly a to pak nešlo zasunout do objímky. Tak jsem ji nalepil napříč na šesti místech po obvodu. Nyní jde zrcadlo do objímky mírně ztuha a těžko se s ním otáčí ==> OK.

    

12. Založit zrcadlo do objímky. Přikrýt trojúheníkem. Přitáhnout podpěrné šrouby tak, aby vymezily vůli, ale zároveň na zrcadlo netlačily.

    

13. Ještě doplním že všechny seřizovací šrouby jsou zajištěny kontramatkou. Měkké části asi budu muset čas od času podle stavu vyměnit.

Usazení objímky do plechového tubusu

Přestože hned v úvodu píšu, že se mi plechový tubus neosvědčil a že už ho nemám, kapitolku o něm tu nechávám. To aby si mohl každý přečíst, jakými galejemi si projde každý, kdo se pro práci s plechovým tubusem rozhodne.

Vyclonění plechového tubusu

1. Černá velurka při práci pouští černé chlupy. Po jejich odstranění izolepou je vše OK. Na fotografii je vidět, že těch volných chlupů je opravdu dost. Stavitelé na Astronomickém fóru mají stejnou zkušenost.
2. Samolepicí vrstvu potřeme teplou jarovou vodou. Samolepka se pak dá po povrchu posouvat aniž by se pokrčila nebo potrhala.
3. S lepidlem (Makroflex FT101) se lépe a citlivěji pracuje když se z kartuše přenese do větší stříkačky, 20 ml+.

Výsledná cena

1. Použitelný rozsah zvětšení:
   M-max = 2 D = 2 x 200 mm = 400x, ale prakticky tak nejvýš 200x.
   M-min = D-obj / d-oka = 200 / 5~7 mm = 30~40x
2. To znamená okuláry budou mít ohniskové délky v rozsahu:
   F-min = F / M-min = 1575 mm / 30~40x = 40~55 mm
   F-max = F / M-max = 4~8 mm
3. Nyní zatím předpokládejme že jednotlivé okuláry budem vyměňovat bez přestavení okulárového výtahu. Tedy že jediný důvod k přeostření je oko pozorovatele. Předpokládejme zde pozorovatele bez brýlí s oční vadou +/- 10 dptr.
   f-min = 4 mm, tj. 250 dptr
   f-max = 55 mm, tj. 18 dptr
   Přeostřovat tedy budem:
   250 dptr +/- 10 dptr = 240~260 dptr, tj. 0,3 mm, tedy skoro nic
   18 dptr +/- 10 dptr = 8~28 dptr, tj. 55 +70 mm dovnitř /-20 mm ven.
   Rezervou na přeostření kvůli konstrukci okuláru nebo kamery se budem zabývat o pár odrážek dále.
4. Dále se musíme rozhodnout, jaké zorné pole chceme vidět. V době kdy se tento dalekohled už fyzicky rodil, bylo před "velkým" zatměním Slunce v Bulharsku (11.09.1999), které jsem tímto dalekohledem chtěl vidět celé i s korónou. Tenkrát jsem si myslel že ho fakt stihnu postavit. Takže jsem stanovil ZP = cca 1.5 stupně. Existuje takový okulár?
5. Při 30~40x zvětšení to znamená mít okulár se ZP 45~60 stupňů. Takový snad existuje :-), můžem tedy pokračovat.
6. Následující výpočet jsem provedl graficky.
   Dáno: ZP = 1,5 stupně; F = 1575 mm; D = 200 mm; Max. zasunutí okulárového výtahu dovnitř = 20 mm; Rezerva 5 mm.

   

   Takže zrcátko bude v poloze z = 1313 mm. Skutečná poloha zrcátka později (06.04.2011, skutečný okulárový výtah má zdvih 70 mm) zjištěná odměřením byla 1345 mm.
7. No a teď můžeme určit průměr sekundárního zrcátka. Opět jsme si vypomohli grafikou:

   

   Takže a1/2 = 32 mm; a2/2 = 35,7 mm; tedy eliptické zrcátko by mělo mít průměr a = 68 mm a offset 1,75 mm. Uf, doufám že v tom výpočtu není nějaká znaménková chyba :-).
8. Zde už uznávám a dávám za pravdu těm co mě varovali před příliš velkým sekundárním zrcátkem. Takže ho od stolu zmenšuju na a = 60 mm. Holt bude při 30x zvětšení trochu vinětovat, snad mi to laskavý čtenář odpustí :-). Offset se samozřejmě taky zmenší, bude 60 / 68 * 1,75 = 1,5 mm. ZP bude 1,32 deg = 1 deg 20 min.
9. Další úvahy na téma velikosti SZ lze najít na spoustě mástech na internetu.

Nákup optiky

Sekundární tubus

1. Odolný vůči běžnému nešetrnému zacházení
2. V té době (cca 1990-2000) taky demontovatelný z té příhrady
3. Chránit eliptické zrcátko i s tím pavoukem jak při pozorování, tak během přepravy
4. Udržet okulárový výtah, neprohýbat se pod jeho tíhou
5. Dobrý kompromis mezi tuhostí a hmotností
6. Výroba nějakou dostupnou technologií

1. Průměr pláště D 315 mm se výrobí z 1 m materiálu.
2. Šířka jednotlivých elementů (viz model) výztuh min. 20 mm, jinak se budou těžko ohýbat.
3. Letovaný spoj není nosný. Nosný spoj je nýtovaný, šroubovaný, "zafalcovaný" či jinak zaohýbaný.

Výpočet

1. Dáno:
   SZ je v poloze z = 1313 mm;
   ZP = 1,5 deg;
   Délka pavouka za zrcátkem je podle modelu cca 17 cm.
2. Poloměr krajních paprsků počítáme v poloze
   z = 1313 mm + 200 mm (s mírnou rezervou) = 1513 mm
   r(1513) = R + z * tg (ZP/2) = 100 + 1513 * tg (0 deg 45 min) = 120 mm.
3. Tady se vraťme k výpočtu polohy sek. zrcátka. Pod OV počítáme 25 mm pro zasunutí výtahu dovnitř tubusu a 5 mm jako rezervu.
4. Průměr sekundárního tubusu je tedy 120 mm + 25 + 5 mm = 150 mm.
   Ten klempíř by si přál průměr 315 mm (r 157,5), že? OK, takže o těch 7,5 mm zkrátíme OV? Začínají se tu nějak hromadit kompromisy.

Objímka sekundárního zrcátka, tzv. pavouk

1. V konstrukci je dobré se vyhnout nýtům. Vytahují se a jejich náhrada je obtížná.
2. Plechy je lepší nechat vyřezat vodním paprskem nebo laserem. Při stříhání nůžkama by ty tvary a otvory byly pravděpodobně okousané a plechy by se nežádoucí mírou zkroutily.
3. Klempíř ty díly pak stočí a sletuje.

Model

Prakticky

1. Sekundární zrcátko D 60 mm jsem zakoupil ve VOD Turnov - Vývojová optická dílna.
2. Složité plechové díly jsem dal vyrobit v 04/2002 ve firmě MRB Sazovice podle modelu. Trojúhelníkové paprsky tl. 0,5 mm vyřezali laserem a naohýbali. Držák eliptického zrcátka tloušťky 0,5 a 2 mm vyřezali laserem a vodním paprskem.

   

3. Klempíř mi ty díly pak stočil a sletoval dohromady.
4. Toho pavouka, tak jak jsem ho vymyslel já, jsem u žádného jiného majitele nebo stavitele dalekohledu neviděl. Doufám že bude OK. Po částech mi ho vyrobili v různých firmách. Uvidíme jak to bude dohromady fungovat.

   

5. Sekundární tubus mi 23.04.2006 vyrobil z plechu klempíř. foto
6. Zkušebně jsem ze zvědavosti a nedočkavosti celého pavouka sestavil. Paprsky z 0,5 mm pozinku jsou dost tuhé, takže z důvodu tuhosti opravdu není třeba vymýšlet různé soustavy předpjatých drátů atp. Dále vidím, že silonový kloub se tlakem pružin kroutí - prohnul se asi o 2 mm.

   

7. 12/2009: jak tak sleduju na internetu ty všechny amatérské newtony, tak vidím že všichni ty eliptické zrcátka na ten držák lepí a jsou s výsledkem spokojení. Že bych si ten život taky zjednodušil?
8. Rady odborníků:
   Lepidlo - tmel nepoužívej kyselé ale neutrální. Jinak ti ty kovové díly časem zoxiduje a vyžere.
   Moje zkušenost - tmel použij transparentní, ne bílý.

   foto, pH papírek?

9. Kloub mi laskavě vyrobili z hliníku, části které se prohýbaly jsou posílené. Jenže otvory pro přišroubování držáku zrcátka už nelícují s protikusem. Tak to dopadá, když jednu sestavu dostane více výrobců, ikdyž všichni odvedli precizní práci. takže místo šroubování budeme zase lepit.
10. Nalepení objímky SZ provedeme rovnou s vypočítaným offsetem: 1,5 mm / cos (45 deg) = 2,1 mm.6:07 08.04.2011
11. V tom případě je nyní poslední šance udělat povrchovou úpravu - černou matnou. Ostatní ATMs na astronomickém fóru používají normální matnou černou, tak ji použiju taky. A po zkušenostech s natíráním objímky hlavního zrcadla jdu do OBI pro tu černou, tentokrát ve spreji. Vybírám matnou, pro venkovní použití, např. zn. DUPLICOLOR. Další postup je standardní - dokonale odmastit, zamaskovat, nastříkat. Že se to lehce řekne ale hůř v domácích podmínkách udělá snad nemusím připomínat :-). To že jakákoliv povrchová úprava vyžaduje bezprašné prostředí, to jsem věděl a podle toho se zařídil. Ale že se budou i docela velké kusy nečistot vyskytovat i přímo v tom spreji, to bych jako bývalý technolog nátěrových hmot fakt nečekal. Jednou se mi dokonce tryska úplně ucpala a po pár vteřinách s velkým plivnutím uvolnila. Výsledek je vidět na fotce. Takže napříště DUPLICOLOR sprej na pohledové díly nee.

    

    foto

12. Poslední chybějící výbava sekundárního zrcátka je topení. Opět vycházím z 12V napájení a výkonu 2W. ==> Proud topením poteče 167 mA při odporu 72 ohm.
13. Použil jsem 6 odporů 10 ohm, při napájení 12V začaly pálit asi za půl minuty ==> OK.
14. Po vytvarování topení nanést na eliptickou plochu objímky ve 3 bodech silikonové lepidlo, zrcátko přilepit, nechat 24H v klidu. To s tím transparentním lepidlem jsem tady ještě nevěděl a samotného mě to nenapadlo. No tak jsem použil bílé. Brrr. Další postup je zřejmý z fotografií.

    

15. Tak tohle si přímo říká o nějakou hezkou přepravku.

    

16. Koukám do přepravky a kochám se, a přitom vidím že hrany paprsků pavouka jsou tou černou matnou nejak málo nastříkané. Pod lustrem se lesknou jak... A bok eliptického zrcátka by se měl začernit taky, ne?
17. Oprašuji svou modelářslou výbavu z rozdělaného L-13 Blaník OK-4815, který na své dokončení čeká už takových 10 let. Beru plechovčičku černé matné, jemný štěteček a jde se začerňovat.

    

Výsledná cena

Prakticky

Prakticky

Cena celkem

Tubus

Vyclonění

Kompletace