|
Любительский самодельный
теневой прибор
|
|
Как
известно, основным методом контроля формы оптических поверхностей,
применяемым в любительском телескопостроении, является метод «теневых
испытаний». Он предложен в конце пятидесятых годов прошлого века
французским физиком Леоном Фуко. Поразительная чувствительность
этого метода в сочетании с не менее поразительной простотой конструкции
прибора для теневых испытаний обеспечили саму возможность существования
любительского телескопостроения на том уровне, на котором мы видим
его сегодня. Предъявляй метод контроля более высокие требования
к оборудованию, и любители оказались - бы лишенными возможности
осмысленно управлять ходом полировки и, как следствие этого, так
и остались - бы на уровне семнадцатого века. В самом деле, до сих
пор далеко не каждое оптическое производство может позволить себе
иметь совершенный фабричный интерферометр (из-за его высокой стоимости),
тогда как отличный теневой прибор вполне можно собрать самостоятельно.Так,
в отделе
любительского телескопостроения (при МО ВАГО)
долгое время с успехом применялся самодельный теневой прибор, изготовленный
Олегом Санкиным и Анатолием Санковичем. Многолетняя интенсивная
эксплуатация этого «теневика» выявила, как положительные, так и
отрицательные стороны его конструкции и позволила сделать некоторые
выводы относительно того, как следовало - бы ее усовершенствовать.
Вообще, о методике теневых испытаний и конструкции теневых приборов
можно прочесть в книгах:
Максутов
Д.Д. « Изготовление и исследование астрономической оптики »- М.
Наука, 1984г.
Максутов
Д.Д. «Теневые методы исследования оптических систем» – ОНТИ, 1934г.
Навашин
М.С. «Телескоп астронома-любителя» - М. Наука, 1979г.
Сикорук
Л.Л. «Телескопы для любителей астрономии» - М. Наука , 1979г.
Конструкцию любого теневого прибора, в просторечии - «теневика»,
можно условно разделить на три основные части:
1.
Осветитель с «ножом Фуко».
2.
Блок «суппортов».
3.
Блок питания.
|
|
|
Осветитель
с «ножом Фуко» - устройство, позволяющее закрепить «щель» в определенном положении
относительно «ножа» и осуществить ее надлежащую подсветку. Хорошая
конструкция осветителя позволяет регулировать ширину щели и фокусировать
на ней изображение спирали лампы. Особенно совершенные конструкции
осветителей позволяют быстро переходить от ножа к «точке» - одним
поворотом специальной насадки.
Блок
«суппортов» - устройство, позволяющее плавно, без вибраций, перемещать осветитель
с «ножом Фуко» в трех взаимно перпендикулярных направлениях и
производить точные замеры этого смещения в продольном направлении
(направлении нож - зеркало).
Блок
питания - любой понижающий трансформатор (в осветителях простых теневых
приборов удобно использовать автомобильные двенадцативольтовые лампы,
галогенные или простые).
Наибольшую
свободу для творчества оставляет «осветитель с ножом», т.к. конструкция
этого блока зависит от конкретного метода испытаний выбираемого
любителем.Это может быть - классическая «искусственная звезда» и
сильный окуляр, при испытании плоскостей по схеме Коммона.Это может
быть - «нож», являющийся одной из щечек «Максутовской щели» в приборе,
где расстояние между щелью и ножом сведено к минимуму (щель и нож
у нас всегда находятся на одном основании). Это может быть - «нить»
и щель (или решетка Ронки и щель).Отсюда легко сделать вывод - верхняя
часть «теневого прибора» должна быть съемной. |
|
Исходя,
из тех или иных задач и применяемых методов контроля любитель должен
иметь возможность переходить от одной съемной насадки к другой,
не прилагая к этому особых усилий. При этом можно использовать один
и тот - же осветитель, всякий раз, меняя насадку к нему, или предусмотреть
универсальное посадочное гнездо.
В теневом приборе, собранном любителями В. Суворовым, В. Казьминым
и Ф. Горбуновым реализован принцип универсальности, когда на массивное
основание с «блоком суппортов» можно установить что угодно. Таким
образом, мы избавились от необходимости мучительно размышлять над
конструкцией универсального теневого прибора. Теперь
любой из членов клуба может самостоятельно заняться конструированием
и изготовлением осветителя и насадки, в том виде, в каком они соответствуют
его представлениям о правильной подсветке, необходимой ширине щели,
достаточной чувствительности теневого метода и т.п. Единственным
лимитирующим параметром будет размер посадочного гнезда.Те же, кто
не желает изощряться в конструировании, могут использовать совершенную
насадку и осветитель «шемякинских» времен.Вернемся теперь к той
части, теневика на которую все это разнообразие будет устанавливаться,
т.е. к «блоку суппортов». Любитель, сталкивающийся с проблемой обеспечения
плавного движения в трех взаимно перпендикулярных направлениях,
может грамотно решить эту проблему только одним способом. Нужно
попытаться отыскать хорошие «суппорта», от каких - либо приборов. |
|
«Городить
огород» самостоятельно или пытаться заказывать у случайного фрезеровщика
- дело бесполезное. Такие самоделки будут нещадно «люфтить» или
перемещаться при помощи кувалды. Хорошие подвижки позволяют регулировать
зазор в «ласточкином хвосте» и выбирать люфт в микрометрическом
винте. Нужно стараться подыскать блок, позволяющий осуществлять
перемещение в двух взаимно перпендикулярных горизонтальных направлениях.
Осуществить вертикальную подачу труднее. Здесь следует проявить
изобретательность, ибо хорошую вертикальную «подвижку» днем с огнем
не отыскать. Мы использовали большое фокусировочное устройство от
рефрактора. Вращая круглые ручки реечной кремальеры можно поднять
блок горизонтальных подач с установленным на нем осветителем плавно
и без перекосов, закрепив его после подъема винтом - фиксатором.
Если фиксатор отпустить блок плавно пойдет вниз - внутри цилиндрической
части установлен пневматический демпфер. |
|
На
блоке горизонтальных подач укреплен, в зажиме типа «ласточкин хвост»,
индикатор часового типа с ценой деления 0.01мм. Зажим позволяет
выставлять индикатор на нуль и удалять индикатор, когда в нем нет
необходимости.
Основанием
прибора служит массивный стальной цилиндр, придающий необходимую
устойчивость всей конструкции. Теневая скамья, представлявшая собой
стальной швеллер (длиной три метра) укрепленный на стене теневой
комнаты, и стальной прямоугольный стол на нем, обеспечивали необходимую
виброустойчивость. При этом основание теневика плавно скользило
по поверхности стола, когда нужно было переместить прибор в процессе
поиска отражения «искусственной звезды».Блок питания был закреплен
на стене отдельно и не загромождал собой поверхность стола.
Дополнительно
было изготовлено несколько подставок для зеркал с юстировочными
винтами, зажимами, ремнями для подвески зеркал, мягкой подушкой
для зеркал упавших с подставки, и пр. Такие "штучки" привносят
необходимую степень комфорта при контроле, когда приходится сотни
раз бегать из "полировочной" в "теневую" и обратно...Так
получилось, что в нашем распоряжении оказалось избыточное количество
подвижек, ласточкиных хвостов и пр. и по ходу дела, сам собой, образовался
еще один "блок суппортов" (с основанием позволяющим регулировать
наклон вертикальной оси прибора и с дополнительной возможностью
плавного перемещения осветителя на расстояния порядка от -30 до
+30 мм. - как в поперечном, так и в продольном направлении). Подробности
видны на фотографиях.
|
|
Здесь
следует специально заметить, что совершенствование механической
части теневого прибора само по себе не приводит к значительному
росту точности измерений, но повышает степень удобства работы
с прибором. Иное дело «осветитель и нож». От того, насколько правильно
выбран источник света и хорошо выполнены элементы щели и ножа
зависит качество теневой картины и, следовательно, возможность
судить по ней о форме контролируемой поверхности.
Вообще,
конструирование и изготовление самодельных приборов для контроля
«оптических форм» занятие не менее увлекательное, чем собственно
само изготовление оптики телескопа и его монтировки. Когда группа
любителей телескопостроения объединяется, создавая клуб, и находит
возможность организовать оптическую мастерскую, тогда (по прошествии
некоторого времени), практически неизбежно появляются самодельные
станки и приборы из арсенала оптика - любителя.
Впрочем,
и в одиночку можно многое сделать. Так, Евгений Евгеньевич Андреев
(упоминавшийся в статье о самодельном шлифовально-полировальном
станке) устроил в подвале своего загородного дома настоящую оптическую
мастерскую, где, помимо прочего, имеется самодельный интерферометр
Физо. Он собран на базе вертикальной автоколлимационной скамьи
и позволяет контролировать плоскости до двухсот пятидесяти миллиметров
в диаметре. Дальнейшим шагом будет изготовление интерферометра
бокового сдвига с приемом изображения объективом видеокамеры и
автоматической обработкой полученной информации компьютером.
Одна
из следующих статей будет посвящена конструкции любительского
самодельного интерферометра.
|
|