Ancora su questo tema degli assi ottici e meccanici, è importante spiegare dove si possono annidare alcuni problemi, non di poco conto, che vanno ad inficiare la resa dello strumento medesimo.
In questo lunghissimo thread - molto seguito - abbiamo parlato saltellando in modo disuniforme della questione ottica e meccanica, evitando di scendere in dissertazioni troppo tecniche: chi è in grado di capirle è in grado di riprodurle, dunque non ha bisogno che NortheK gliele spieghi. Se si ha la pazienza di leggere i vari interventi si nota comunque che ad ogni post si sono date risposte e si sono "infornate" nuove questioni. Naturalmente non abbiamo inciso molto sulla teoria ottica relativa alle superfici fuori asse, questo non è il thread adatto e "a prescindere" la parte ottica è conseguente alla parte meccanica (sappiamo che questo non piace, ma è così).
Così per buttare un po' di benzina sul fuoco richiamiamo l'attenzione dei nostri lettori sul tema dello spostamento di uno specchio primario all'interno della propria cella di contenimento. Qualcuno, poco attento, sostiene che la precisione non serve perchè calcolando le dilatazioni vetro/metallo si arriva ad un valore XX, per cui quello spazio (tra bordo specchio e supporto laterale ad esempio) va lasciato in ogni modo. A parte che bisognerebbe spiegare cosa intende NortheK per precisione (ma basta....lo abbiamo fatto fino alla sfinimento, chi non lo ha capito si prenda una fiala di fosforo), qualche sprovveduto confonde la precisione meccanica, il lavoro fatto bene e ben rifinito, con le tolleranze. Chi non ha padronanza di questi temi si astenga dal divulgare cretinate perchè è lapalissiano che si cerca di far passare un pensiero distorto a proprio uso e consumo.
Dunque ragioniamo su di un fatto molto semplice ed elementare. Un vetro primario che viene collimato e centrato in una determinata posizione (del tubo) verso il cielo, o sul banco, si deve spostare o non spostare quando il tubo cambia posizione? E se si di quanto si puo' muovere? E ancora: è deleterio questo problema nella osservazione visuale e/o fotografica?
Il primo aspetto è quello inerente alle tolleranze. Sappiamo tutti che il nostro disco di vetro ha dei valori di dilatazione termica ben prevedibili. Sappiamo anche che il materiale dei laterali, del cannotto centrale e dei sostegni hanno un altro valore che comunque risente della temperatura ambiente. Conoscendo i materiali di progetto è facile calcolare questi valori e stimare una forbice con i due estremi (massimo e minimo) entro cui dovremo restare per far funzionare il sistema. A questo ragionamento va poi attaccato quello della parte finale dello strumento in cui ci viene consegnato il cono di luce: messa a fuoco e conseguentemente spostamento del secondo elemento ottico (secondario) rispetto al primo (primario). E' un fenomeno ben conosciuto dagli astroimager più attenti, che in sessioni di ripresa piuttosto lunghe hanno sostanziali variazioni del fuoco. Questa è meccanica elementare, nulla di sofisticato, ma che non viene applicata nel consumer perchè comunque costa.
Torneremo su questo argomento.
Maxproject
Di tutto questo, o caro lettore, lascio a te l'ulteriore considerazione. Io scendo dall'Ippogrifo; tu, se ti aggrada, puoi continuare la volata.
(G. Schiaparelli)
Assialità assi ottici e complicazioni meccaniche.
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Quando ci appresta poi a calcolare i valori di deformazione termica della cella e del disco di vetro è indicativo della scarsa padronanza se ci si ferma solo a quello. Qualsiasi progettista di qualsiasi prodotto sa che si fanno analisi sul singolo pezzo e analisi sul complessivo montato, e questo è ovvio: se da un lato ho una tolleranza adeguata al mio scopo, questa precisione viene cancellata da una tolleranza di un altro pezzo che non sia conseguente alla prima calcolata. E' un po' - per spiegare meglio il concetto - come calcolare l'eccentricità di una corona di trascinamento e non verificarne la rugosità superficiale o l'assialità albero/cuscinetto che la sostengono. Se vorro' far performare in modo ottimale la mia corona è conseguente che la rugosità superificiale avrà la sua specifica, così come quella della vsf, il valore di asse del cuscinetto e dell'albero, ecc.
Naturalmente quanto sopra non è assoluto, ma è la prassi "di mestiere" che si usa, dalla quale si può e si deve derogare in condizioni ben precise e in contesti ben definiti.
Inutile, ad esempio, calcolare le deformate di un laterale e del disco di vetro, senza calcolare quelle del cannotto interno o dei triangoli di sostegno. Vediamo spesso nei siti dei costruttori, bellissime schermate multicolor di calcoli strutturali e di "stress test" (tanto li fa il pc....), questi hanno una grande presa sul pubblico - convinto di acquistare un bene ad alta tecnologia. Se poi però andiamo a vedere nel dettaglio scopriamo che il mirabile progettista, oltre a saper usare bene il calcolo strutturale, non sa fare altro: ha perso l'insieme del progetto come concezione tecnica e impostazione costruttiva.
Maxproject
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Naturalmente quanto sopra non è assoluto, ma è la prassi "di mestiere" che si usa, dalla quale si può e si deve derogare in condizioni ben precise e in contesti ben definiti.
Inutile, ad esempio, calcolare le deformate di un laterale e del disco di vetro, senza calcolare quelle del cannotto interno o dei triangoli di sostegno. Vediamo spesso nei siti dei costruttori, bellissime schermate multicolor di calcoli strutturali e di "stress test" (tanto li fa il pc....), questi hanno una grande presa sul pubblico - convinto di acquistare un bene ad alta tecnologia. Se poi però andiamo a vedere nel dettaglio scopriamo che il mirabile progettista, oltre a saper usare bene il calcolo strutturale, non sa fare altro: ha perso l'insieme del progetto come concezione tecnica e impostazione costruttiva.
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Assialità assi ottici e complicazioni meccaniche.
Così vogliamo determinare di quanto si può spostare, per gravità, lo specchio primario di un telescopio riflettore? Con due calcoli e se vogliamo con un software lo possiamo sapere, ma non conosciamo in modo corretto il risultato finale.
Perchè? E' molto semplice: un telescopio è sempre un sistema dinamico, legato alla sua massa, alla sua leva, ai materiali di cui è composto, al comportamento della montatura, alle soluzioni costruttive.
Lo specchio sul quale facciamo i calcoli viene considerato in un ambiente e una situazione neutra. Corretto fin che si vuole ma non corrispondente alla realtà d'uso.
A noi interessa il cono di luce, e infatti ci sono spesso e volentieri problemi con i telescopi amatoriali (forzatamente leggeri) per il peso del primario che diventa difficile da gestire con una meccanica costruita a casaccio (e magari pure costosa).
Abbiamo analizzato diversi casi, uno recente in cui uno strumento fotografico non è in grado di funzionare in quanto il cannotto centrale di sostegno si flette in ragione del puntamento del tubo (fenomeno usuale per prodotti consumer o per telescopi costruiti da persone che non hanno chiaro il concetto di bene tecnico). Tale strumento ha anche i supporti basculanti , ma non ha i pads laterali. Il telescopio non lavora fermo in verticale, ma essendo in movimento è ovvio che scarica le sue forze sul cannotto, ed è altrettanto ovvio che i triangoli non funzionano perchè vengono esonerati dal loro compito dal peso del vetro medesimo (che ripetiamo: non è in verticale). In ultimo ma non solo, il vetro si è deformato perdendo la qualità della conica.
Quando abbiamo costruito la cella ST35 per i telescopi da 350 mm , adatta a sorreggere specchi da 7-9 kg, il peso della medesima è risultato essere di 10 kg. Se ne osservate con cura le fotografie nel sito, vedete come sono costruiti i pads laterali. Questo metodo è un metodo corretto e preciso per specchi non enormi e sottili (35 mm), ma bisogna costruirlo a regola: i semicerchi sono in materiale adeguato, sono basculanti e consentono la corretta dilatazione del vetro senza interferirne sulla conica. Il cannotto centrale (presente anche nei newton) svolge il compito di sostenere il paraluce, ma anche di centrare in modo adeguato il disco di vetro per quanto possibile, oltre alla normale funzione anti ribaltamento evitando così le odiose griffe a bordo specchio.
L'abilità sta appunto nel saper considerare il telescopio come un elemento dinamico e non farsi intrappolare da considerazioni singole.
C'è dunque, e ne parleremo, un ragionamento da svolgere con cura e attenzione, perchè le variabili sono molte e non ci accontentiamo di una simulazione al pc.
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Perchè? E' molto semplice: un telescopio è sempre un sistema dinamico, legato alla sua massa, alla sua leva, ai materiali di cui è composto, al comportamento della montatura, alle soluzioni costruttive.
Lo specchio sul quale facciamo i calcoli viene considerato in un ambiente e una situazione neutra. Corretto fin che si vuole ma non corrispondente alla realtà d'uso.
A noi interessa il cono di luce, e infatti ci sono spesso e volentieri problemi con i telescopi amatoriali (forzatamente leggeri) per il peso del primario che diventa difficile da gestire con una meccanica costruita a casaccio (e magari pure costosa).
Abbiamo analizzato diversi casi, uno recente in cui uno strumento fotografico non è in grado di funzionare in quanto il cannotto centrale di sostegno si flette in ragione del puntamento del tubo (fenomeno usuale per prodotti consumer o per telescopi costruiti da persone che non hanno chiaro il concetto di bene tecnico). Tale strumento ha anche i supporti basculanti , ma non ha i pads laterali. Il telescopio non lavora fermo in verticale, ma essendo in movimento è ovvio che scarica le sue forze sul cannotto, ed è altrettanto ovvio che i triangoli non funzionano perchè vengono esonerati dal loro compito dal peso del vetro medesimo (che ripetiamo: non è in verticale). In ultimo ma non solo, il vetro si è deformato perdendo la qualità della conica.
Quando abbiamo costruito la cella ST35 per i telescopi da 350 mm , adatta a sorreggere specchi da 7-9 kg, il peso della medesima è risultato essere di 10 kg. Se ne osservate con cura le fotografie nel sito, vedete come sono costruiti i pads laterali. Questo metodo è un metodo corretto e preciso per specchi non enormi e sottili (35 mm), ma bisogna costruirlo a regola: i semicerchi sono in materiale adeguato, sono basculanti e consentono la corretta dilatazione del vetro senza interferirne sulla conica. Il cannotto centrale (presente anche nei newton) svolge il compito di sostenere il paraluce, ma anche di centrare in modo adeguato il disco di vetro per quanto possibile, oltre alla normale funzione anti ribaltamento evitando così le odiose griffe a bordo specchio.
L'abilità sta appunto nel saper considerare il telescopio come un elemento dinamico e non farsi intrappolare da considerazioni singole.
C'è dunque, e ne parleremo, un ragionamento da svolgere con cura e attenzione, perchè le variabili sono molte e non ci accontentiamo di una simulazione al pc.
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maxproject
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- Iscritto il: 25/09/2008, 11:57
Assialità assi ottici e complicazioni meccaniche.
Un OT: il problema del deterioramente della conica affligge anche strumenti di alto blasone, che usano sistemi meccanici di supporto arcaici. E oggi i CCD questo non lo digeriscono più.
Maxproject
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Andrea Maniero
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- Iscritto il: 26/12/2010, 17:49
Assialità assi ottici e complicazioni meccaniche.
E mentre tu ti spertichi da anni nel spiegare l'importanza ( e l'esistenza) degli assi ottici e del loro mantenimento , alcuni astrofili ITAGLIANI ancora riescono a partorire concetti strumentali come questo volendo pure autocostruirseli oltretutto coscienti di tutti i contro che un simile progetto comporterebbe :
Ora mi chiedo quale sia il virus che impedisce a certe teste di comprendere alcuni fondamenti meccanici ed ottici dato che millemila tonellate di materiale informativo ormai e' a disposizione di tutti .
" quando non riescono ad attaccare il ragionamento allora attaccano il ragionatore "
Ora mi chiedo quale sia il virus che impedisce a certe teste di comprendere alcuni fondamenti meccanici ed ottici dato che millemila tonellate di materiale informativo ormai e' a disposizione di tutti .
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Andrea Maniero
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Assialità assi ottici e complicazioni meccaniche.
Edited by Andrea Maniero on Aug 8, 2013 at 10:18 AM
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maxproject
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- Iscritto il: 25/09/2008, 11:57
Assialità assi ottici e complicazioni meccaniche.
Beh non tutti gli astrofili leggono il nostro forum, inoltre non sono obbligati a condividerne le tesi e le opinioni. Diciamo che a improvvisarsi inventori costa e ha dubbi risultati, tuttavia è un ottimo metodo per obbligarsi a ragionare.
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Assialità assi ottici e complicazioni meccaniche.
Tornando alla nostra cella per specchio medio (come il 350) si ragiona spesso e volentieri sui supporti laterali, con lunghissime dissertazioni e calcoli. A parte che è necessario sottolineare che tutto quanto serve è ampiamente riportato nei testi professionali del settore, e in modo esaustivo sono indicati anche i calcoli e le possibili soluzioni meccaniche, bisogna anche invalidare alcuni ragionamenti, in quanto partono dal presupposto che il pads laterale sia una struttura immobile e "forse" esente da deformazioni.
Il piatto su cui sono fissati i pads è esente da deformazioni? E se si in che punti. In che modo vengono fissati i pads e la loro stabilità e indeformabilità è sufficiente a evitare alcune deformazioni a bordo specchio?
Vorremmo aggiungere che in dischi di vetro con peso e diametro discreto le soluzioni sono ben indicate da altri costruttori che hanno anni, decenni di esperienza. Anche qui non c'è molto da inventare, la differenza sta solo nella qualità (.....mai scrivere precisione o cercheranno di dire che i telescopi NortheK sono costosi perchè precisi.....ciascuno si diverte con quel che può) delle singole lavorazioni in modo da arrivare alle tolleranze cercate.
L'obiettivo ultimo è di consentire al disco di vetro i suoi normali assestamenti termici senza che questi siano soggetti ad interferenze meccaniche. Inoltre è pur vero che il disco avrà sempre e comunque un minimo di spostamento dal suo punto zero, ma è anche vero che se la cella è costruita molto bene, il movimento medesimo sarà assolutamente non percepibile entro limiti normali. Vogliamo dire che lo strumento non va ricollimato spostandolo nei vari punti del cielo, il suo asse e la relativa collimazione vanno mantenute. Questo è il vero obiettivo del progetto.
Inutile sottolineare che - a maggior ragione - questo compito è importantissimo in strumenti fotografici con relativi correttore/riduttore, un pochino meno nei visuali puri. Nel progetto Maxtar abbiamo calcolato che spostamenti del primario rispetto al correttore di un mm (e non pensate che sia un valore alto, la quasi totalità dei telescopi amatoriali ha valori ben più alti) deteriora notevolemente l'immagine stellare.
Maxproject
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(G. Schiaparelli)
Il piatto su cui sono fissati i pads è esente da deformazioni? E se si in che punti. In che modo vengono fissati i pads e la loro stabilità e indeformabilità è sufficiente a evitare alcune deformazioni a bordo specchio?
Vorremmo aggiungere che in dischi di vetro con peso e diametro discreto le soluzioni sono ben indicate da altri costruttori che hanno anni, decenni di esperienza. Anche qui non c'è molto da inventare, la differenza sta solo nella qualità (.....mai scrivere precisione o cercheranno di dire che i telescopi NortheK sono costosi perchè precisi.....ciascuno si diverte con quel che può) delle singole lavorazioni in modo da arrivare alle tolleranze cercate.
L'obiettivo ultimo è di consentire al disco di vetro i suoi normali assestamenti termici senza che questi siano soggetti ad interferenze meccaniche. Inoltre è pur vero che il disco avrà sempre e comunque un minimo di spostamento dal suo punto zero, ma è anche vero che se la cella è costruita molto bene, il movimento medesimo sarà assolutamente non percepibile entro limiti normali. Vogliamo dire che lo strumento non va ricollimato spostandolo nei vari punti del cielo, il suo asse e la relativa collimazione vanno mantenute. Questo è il vero obiettivo del progetto.
Inutile sottolineare che - a maggior ragione - questo compito è importantissimo in strumenti fotografici con relativi correttore/riduttore, un pochino meno nei visuali puri. Nel progetto Maxtar abbiamo calcolato che spostamenti del primario rispetto al correttore di un mm (e non pensate che sia un valore alto, la quasi totalità dei telescopi amatoriali ha valori ben più alti) deteriora notevolemente l'immagine stellare.
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- Iscritto il: 25/09/2008, 11:57
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Un aspetto che si abbina con grande difficoltà alla mobilità dello specchio primario dentro la sua sede, è quello relativo al corretto e stabile posizionamento del gruppo correttore/riduttore nel caso di strumenti fotografici.
La norma è di costruire un cannotto centrale, che sorregge il paraluce, e dentro questo cannotto porre il correttore.
Ci sono diversi ordini di problemi in questo caso:
a) il foto dello specchio primario ha una precisione decimale, in quanto è vetro molato;
b) il correttore/spianatore ha tolleranze di impiego molto strette, tanto che in strumenti seri ogni set ha il suo correttore dedicato;
c) se il disco di vetro del primario non è opportunamente montato, e il sistema di correzione non è ideato in modo da accoppiarsi esattamente al cono di luce del primario, si introducono aberrazioni che deteriorano i bordi del campo.
Ne consegue che per i problemi di cui sopra, e altri, ci sono strumenti che a causa di correttori montati male producono immagini aberrate/deformate anche dove non dovrebbero esserci.
L'asse ottico e meccanico diventa in questa ipotesi il problema principale.
Vi siete mai chiesti perchè un telescopio professionale di questo genere richiede mesi di messa a punto? Ovvio: la meccanica ha molti gradi di libertà che vanno ottimizzati uno per uno. Un dilettante è molto più in difficoltà, vuoi perchè deve spostarsi, vuoi perchè non ha masse meccaniche in grado di dare sostanziale rigidità al sistema (purtroppo lo strumento ultraleggero non è il massimo in certe condizioni).
Pertanto quando calcoliamo la cella del primario, i pads laterali, il cannotto centrale è praticamente obbligatorio prevedere un sistema il più semplice possibile ma funzionale nel mantenimento di tutta la struttura entro una tolleranza minima (per prassi più meccanica che teorica 0,02 mm), e nella sua coda : messa a fuoco, raccordi, filtri, ccd.
E tutto questo indipendentemente dalla collimazione.
Maxproject
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(G. Schiaparelli)
Edited by maxproject on Aug 10, 2013 at 09:54 PM
La norma è di costruire un cannotto centrale, che sorregge il paraluce, e dentro questo cannotto porre il correttore.
Ci sono diversi ordini di problemi in questo caso:
a) il foto dello specchio primario ha una precisione decimale, in quanto è vetro molato;
b) il correttore/spianatore ha tolleranze di impiego molto strette, tanto che in strumenti seri ogni set ha il suo correttore dedicato;
c) se il disco di vetro del primario non è opportunamente montato, e il sistema di correzione non è ideato in modo da accoppiarsi esattamente al cono di luce del primario, si introducono aberrazioni che deteriorano i bordi del campo.
Ne consegue che per i problemi di cui sopra, e altri, ci sono strumenti che a causa di correttori montati male producono immagini aberrate/deformate anche dove non dovrebbero esserci.
L'asse ottico e meccanico diventa in questa ipotesi il problema principale.
Vi siete mai chiesti perchè un telescopio professionale di questo genere richiede mesi di messa a punto? Ovvio: la meccanica ha molti gradi di libertà che vanno ottimizzati uno per uno. Un dilettante è molto più in difficoltà, vuoi perchè deve spostarsi, vuoi perchè non ha masse meccaniche in grado di dare sostanziale rigidità al sistema (purtroppo lo strumento ultraleggero non è il massimo in certe condizioni).
Pertanto quando calcoliamo la cella del primario, i pads laterali, il cannotto centrale è praticamente obbligatorio prevedere un sistema il più semplice possibile ma funzionale nel mantenimento di tutta la struttura entro una tolleranza minima (per prassi più meccanica che teorica 0,02 mm), e nella sua coda : messa a fuoco, raccordi, filtri, ccd.
E tutto questo indipendentemente dalla collimazione.
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Edited by maxproject on Aug 10, 2013 at 09:54 PM