 диаметра сплошного стержнЯ, но при этом площадь сечениЯ возьмем длЯ трубы меньше (на деле это означает, что на трубу пойдет меньше материала, и она будет легче), то можно добитьсЯ того, что они будут работать одинаково хорошо, а мы, применив трубу, сэкономим материал и добьемсЯ значительного облегчениЯ. ’о же самое можно сказать, сравниваЯ сплошной брус с полым коробом (рис. 46, <I>б</I>).

        § 42. ‘’…ђ†Ќ…‚›… ‘€‘’…Њ›

<P>‚ некоторых случаЯх выгоднее вместо сплошного сечениЯ взЯть отдельные стержни в самых напрЯженных поЯсах (праваЯ колонка на рис. 44). ’ак, консоль превращаетсЯ в кронштейн (рис. 44, <I>а, б</I>), а балка -- в плоскую ферму (рис. 44, <I>в -- е</I>). Љонсоль имеет растЯгиваемый верхний и сжимаемый нижний поЯса, поэтому выгодно нижний поЯс делать из достаточно толстого стержнЯ, а верхний -- из тонкой трубы, называемой растЯжкой или вантой.
<P>Ћчень интереснаЯ система -- ферма. Ћна представлЯет собой комбинацию стержневых треугольников, построенных так, что одна из сторон треугольника служит основанием другого треугольника. Џри этом любые нагрузки, приложенный, в вершинах треугольников, вызывают в стержнЯх только растЯжение или сжатие и никогда изгиб. ќто позволЯет применить значительно более тонкие стержни, чем в сплошных балках при той же жесткости. Ќагружение стержнЯ в середине его пролета в фермах нерационально и никогда не применЯетсЯ.
<P>‡десь нужно оговоритьсЯ, что это относитсЯ только к случаю, когда стержни соединены между собой шарнирами, как, например, показано на рис. 44. Ќа практике вместо шарниров часто применЯют жесткое соединение стержней. ‚ этом случае ферма работает несколько иначе, но в основном она остаетсЯ фермой с ее основными свойствами.
<P>Ќа рис. 47 показаны различные случаи, когда разомкнутые конструкции выгодно заменить замкнутыми, а прЯмоугольники из стержней -- системой треугольников.
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="image32.gif" WIDTH=277 HEIGHT=461>
<P ALIGN="CENTER">ђис. 47. "ђазомкнутые" и "замкнутые" системы.
<P ALIGN="CENTER">

        § 43 Ќ…Ѓ…‘ЌЂџ ‘”…ђЂ € ‘€‘’…Њ› Ќ…Ѓ…‘Ќ›• ЉЋЋђ„€ЌЂ’

<P>Џрежде чем перейти к описанию монтировок телескопов, необходимо кратко рассказать о небесных координатах.
<P>ЌебеснаЯ сфера -- воображаемаЯ поверхность, не имеющаЯ определенного радиуса. Њы видим эту сферу изнутри, и ее центр находитсЯ точно там, где расположен наблюдатель.
<P>ђассмотрим основные точки и круги небесной сферы (рис. 48), длЯ чего выделим из двух сфер, изображенных на рисунке, наружную. ’очки пересечениЯ
<P><HR>
<P>воображаемой оси вращениЯ небесной сферы с самой сферой называютсЯ полюсами. ‘еверный полюс мира (ђ) виден в северном полушарии ‡емли, южный (ђ') -- в южном. Ѓлиз ‘еверного полюса расположена ЏолЯрнаЯ звезда. Ѓлиз ћжного нет сколько-нибудь заметной звезды.
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="image33.gif" WIDTH=493 HEIGHT=382>
<P ALIGN="CENTER">ђис. 48. ЏодвижнаЯ и неподвижнаЯ экваториальные системы координат.
<P>ЌеподвижнаЯ система нанесена на наружную сферу, подвижнаЯ -- на внутреннюю. ѓоризонт и меридиан, не участвующие в суточном вращении, на подвижную сферу нанесены штриховыми линиЯми.
<P>‚ысоту полюса мира над горизонтом можно измерЯть в градусах, она равна географической широте места наблюдений (j).
<P>Ѓольшой круг сферы, проходЯщий через точку севера (<I>‘</I>, полюс (<I>ђ</I>), зенит (<I>Z</I>) и точку юга (<I>ћ</I>), называетсЯ небесным меридианом. Њеридиан делит небо на два полушариЯ -- восточное и западное.
<P>‹иниЯ пересечениЯ плоскости земного экватора с небесной сферой называетсЯ небесным экватором. ЉаждаЯ точка экватора удалена от полюса на 90&#186;. Њалые круги, плоскости которых параллельны плоскости экватора и вдоль которых происходит суточное движение светил, называютсЯ суточными параллелЯми.
<P>ќкватор проходит через точки востока (<I>‚</I>) и запада (<I>‡</I>). ‚ южной части неба он максимально поднимаетсЯ над горизонтом. ’очка пересечениЯ экватора с меридианом поднимаетсЯ над горизонтом на высоту 90&#186;-j.
<P>„лЯ уверенного поиска светил, особенно слабых и невидимых невооруженным глазом, созданы системы небесных координат. Њы рассмотрим только две из них -- неподвижную (первую) экваториальную (наружнаЯ сфера на рис. 48) и подвижную (вторую) экваториальную (внутреннЯЯ сфера). ђазделение сферы на две -- условное, нужное длЯ того, чтобы Яснее различать обе системы.
<P>‚ обеих системах координат одна координата общаЯ. ќта координата указывает кратчайшее на небесной сфере расстоЯние светила от небесного экватора. Ћна называетсЯ склонением светила (d).
<P>…сли светило лежит на экваторе, его склонение равно 0&#186;. ‘клонение северного полюса +90&#186;, южного --90&#186;. ‘клонение звезды „енеб (a ‹ебедЯ) равно 44&#186;55', склонение звезды ђигель (b Ћриона) равно --8&#186;19'.
<P>‚тораЯ координата в каждой системе своЯ. ‚ первой системе (наружнаЯ сфера на рис. 48) -- это часовой угол (<I>t</I>). —асовой угол измерЯетсЯ от меридиана до светила. Џо мере вращениЯ небесной сферы часовой угол светила непрерывно менЯетсЯ, поэтому его удобно измерЯть в часах, минутах и секундах (ч, м, с или латинскими буквами h, m, s) от меридиана по ходу вращениЯ небесной сферы (по часовой стрелке). Љаждый час часового угла равен 15&#186; в угловой мере. Џредположим, сейчас меридиан пересекает Љапелла (a ‚озничего), и ее часовой угол равен нулю. —ерез час часовой угол Љапеллы станет 1h (15&#186;), еще через полтора часа 2h 30m (37&#186;,5). ќта система удобна длЯ снабжениЯ телескопа координатным кругом по часовому углу, но неудобна длЯ составлениЯ каталогов и звездных атласов. „лЯ каталогов принЯта втораЯ (подвижнаЯ) система координат (внутреннЯЯ сфера на рис. 48). ‘клонение здесь определЯетсЯ так же, как и в первой системе, а вместо часового угла служит прЯмое восхождение (a), которое отсчитываетсЯ от так называемой точки весеннего равноденствиЯ до светила против вращениЯ небесной сферы (против часовой стрелки). ’ак как точка весеннего равноденствиЯ (g) участвует в суточном вращении небесной сферы, всЯ система координат оказываетсЯ подвижной относительно наблюдателЯ, но
<P><HR>
<P>неподвижной относительно звезд. ЏрЯмое восхождение отсчитываетсЯ также в часах, минутах и секундах. …сли сейчас меридиан пересекает светило с прЯмым восхождением 0h0m, то час спустЯ его пересечет светило с прЯмым восхождением 1h0m.
<P>€нтересно, что, так называемые звездные сутки начинаютсЯ в момент, когда меридиан пересекает точка весеннего равноденствиЯ g ‚ этот момент звездное времЯ всегда равно 0h. ‡начит, прЯмое восхождение светил, пересекающих в данный момент меридиан, равно звездному времени в данный момент. Ќапример, если сейчас меридиан пересекает ‚ега (a ‹иры), прЯмое восхождение которой равно 18h34m, то звездное времЯ равно 18 ч 34 мин. ќто очень удобно, так как, взглЯнув на часы, идущие по звездному времени, мы можем сразу узнать прЯмое восхождение светил, проходЯщих меридиан. Џредположим, сейчас 5 ч звездного времени. ќто значит, что меридиан проходЯт звезды с прЯмым восхождением 5h. Ќо нам надо найти слабую галактику, прЯмое восхождение которой 3h. ’ак как прЯмое восхождение отсчитываетсЯ против вращениЯ небесной сферы, нам надо повернуть телескоп к западу от меридиана на 2h. Ќо этому соответствует часовой угол 2h. ‡начит, установив на координатном круге телескопа часовой угол 2h, мы приведем галактику в поле зрениЯ.
<P>‡вездные сутки--времЯ полного обращениЯ ‡емли относительно звезд -- на 4 минуты короче солнечных. „ело в том, что благодарЯ обращению ‡емли вокруг ‘олнца мы видим, как оно постепенно перемещаетсЯ среди созвездий. Љаждые сутки оно перемещаетсЯ приблизительно на 1&#186; к востоку, двигаЯсь в том же направлении, что и ‡емлЯ, при вращении вокруг оси. Џоэтому солнечные сутки на 4 минуты длиннее звездных. Њы живем по солнечному времени, но телескоп поворачивать за звездами надо со скоростью один оборот за звездные сутки. ќто и вынуждает нас миритьсЯ с некоторыми неудобствами. Ћ том, как перенести гражданское времЯ, по которому мы живем, в звездное, можно прочесть в соответствующих руководствах [23, 24].
<P>€так, чтобы найти на небе звезду, которую мы не видим простым глазом, или если и видим, но не можем ее выделить среди мириад звезд, нужно воспользоватьсЯ координатными кругами телескопа и координатами звезды, которые можно найти в каталогах или на подробных картах, а длЯ слабых планет (“ран, Ќептун) и астероидов -- в астрономическом календаре. Љоординаты комет публикуютсЯ в кометных циркулЯрах. ‚о всех этих случаЯх мы можем путем несложных вычислений по прЯмому восхождению определить часовой угол светила.

        § 44. ’€Џ› ЊЋЌ’€ђЋ‚ЋЉ

<P>Љаждый телескоп снабжаетсЯ штативом, позволЯющим направлЯть телескоп в любую точку небесной сферы и закреплЯть его в этом положении. ’ак как небеснаЯ сфера совершает суточное движение, штативы телескопов, называемые монтировками, нередко снабжаютсЯ часовыми приводами, которые чаще всего представлЯют собой электромоторчик мощностью в 7--15 ватт, который через систему шестерен вращает весь телескоп со скоростью один оборот в сутки.
<P>Ѓольшинство земных зрительных труб снабжаетсЯ так называемыми азимутальными монтировками. ЂзимутальнаЯ монтировка имеет две оси -- вертикальную и горизонтальную. Ќа рис. 49 показаны несколько азимутальных монтировок длЯ небольших телескопов.
<P>ЏерваЯ монтировка (<I>а</I>) представлЯет собой образец чрезвычайной устойчивости и простоты. …е нижний конец опираетсЯ на два ролика, катЯщиесЯ по куску гладкой доски. “ окулЯрного конца -- две ручки, свЯзанные с роликами стержнЯми. ‚ращаЯ ручку, мы заставлЯем вращатьсЯ ролики, а телескоп медленно поворачиваетсЯ по горизонтали. „лЯ грубого наведениЯ по высоте выдвигаем две ножки, а длЯ тонкого вращаем винт, который поднимает или опускает верхний конец. ќта монтировка предложеннаЯ в прошлом веке Ђ. •олкомбом, в наше времЯ переживает свое возрождение. Ћна пригодна длЯ визуальных наблюдений, особенно комет и объектов Њессье, и фотографических наблюдений ‘олнца.
<P>‚тораЯ монтировка (<I>б</I>) предназначена длЯ рефлекторов, с помощью которых ведутсЯ только визуальные наблюдениЯ туманностей, скоплений, галактик и комет. ќта довольно простаЯ монтировка делаетсЯ из многослойной фанеры (8--10 мм) с небольшим использо
<P><HR>
<P>ванием металлических деталей. Ћна подробно описана ниже (§ 53). ќто так называемаЯ азимутальнаЯ вилка.
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="133.gif" WIDTH=462 HEIGHT=702 ALT="133.gif">
<P ALIGN="CENTER">ђис. 49. Ђзимутальные монтировки <I>а</I>) Њонтировка •олкомба, <I>б</I>) азимутальнаЯ вилка, <I>в</I>) кометоискатель Ѓредфилда.
<P>Ќа рис. 49 <I>в</I> изображен кометоискатель - короткофокусный рефрактор известного ловца комет Ѓредфилда (ЂвстралиЯ). ќто также вилка, но с небольшими изменениЯми. ЏредыдущаЯ монтировка предназначена длЯ телескопов с относительным отверстием 1/4--1/6. Њонтировка Ѓредфилда может применЯтьсЯ с телескопами, имеющими длинные трубы. „лЯ этого ее консоли несколько отогнуты в сторону, а длЯ противодействиЯ дрожанию имеетсЯ стержень, который при наведении телескопа на светило откреплЯетсЯ, а затем закреплЯетсЯ.
<P>‚се описанные монтировки страдают тем недостатком, что наблюдатель, следЯщий за суточным движением светила, вынужден поворачивать времЯ от времени телескоп сразу по двум координатам. ќто приходитсЯ делать тем чаще, чем больше увеличение телескопа.
<P>…сли вертикальную ось азимутальной монтировки наклонить на угол, равный широте места наблюдений, и направить ее на полюс мира, то она станет параллельной земной оси (направление, указанное стрелкой на рис. 50). ЏоворачиваЯ телескоп только вокруг этой оси, мы сможем удерживать светило неопределенно долго в поле зрениЯ телескопа. ќта ось носит название полЯрной оси, а всЯ монтировка -- полЯрной или экваториальной.
<P>ђазумеетсЯ, все из перечисленных ранее монтировок можно превратить в экваториальные, если их вертикальные оси наклонить, как было сказано. Љонечно, несимметричные монтировки потребуют противовеса, который будет уравновешивать трубу относительно полЯрной оси. —аще всего противовес устанавливаетсЯ на продолжении оси, перпендикулЯрной к полЯрной и называемой осью склонений. ЏоворачиваЯ телескоп вокруг полЯрной оси, мы изменЯем часовой угол, а при повороте вокруг оси склонений изменЯем склонение.
<P>Ќа экваториальной "немецкой" монтировке крепЯтсЯ небольшие телескопы. Њонтировка асимметричнаЯ и требует противовеса, который длЯ небольших телескопов незначительно увеличивает вес всей установки (рис. 50, <I>а, б</I>). Џодробнее о монтировке мы расскажем ниже.
<P>"ЌемецкаЯ" монтировка имеет тот недостаток, что при прохождении светила через меридиан в районе от зенита до точки севера труба своим нижним концом упираетсЯ в колонну. ’елескоп приходитсЯ "перекладывать", повернув на 180&#186; по склонению и на 12 ч по прЯмому восхождению. Џосле этого наблюдениЯ можно продолжать. —тобы избежать этого, колонну изгибают
<P><HR>
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="134.gif" WIDTH=630 HEIGHT=771 ALT="134.gif">
<P ALIGN="CENTER">ђис. 50. Ќемецкие монтировки.
<I><P ALIGN="CENTER">а</I>) Њонтировка с регулируемым наклоном полЯрной оси, <I>б</I>) монтировка со складным штативом из 10-миллиметровой фанеры, <I>в</I>) монтировка из толстых водопроводных труб, <I>г</I>) монтировка с опущенным противовесом.
<P>под углом, равным широте места, или увеличивают длину полЯрной оси и опускают опору (рис. 50, <I>в, г</I>).
<P>…сли полЯрную ось удлинить и опереть на две опоры, монтировку можно сделать значительно жестче. ’акаЯ монтировка называетсЯ английской (рис. 51,<I>а,б</I>).
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="image36.gif" WIDTH=558 HEIGHT=771 ALT="135.gif">
<P>—ем больше вес телескопа, тем больше должен быть противовес и тем больше прогибаетсЯ полЯрнаЯ ось. Њожно "раздвоить" полЯрную ось, превратив ее в Ярмо
<P><HR>
<P>(ђис.51, <I>в</I> )
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="image37.gif" WIDTH=502 HEIGHT=707>
<P>
<P>
<P>’руба крепитсЯ на полуосЯх, а Ярмо вращаетсЯ на двух подшипниках, установленных на двух опорах - северной и южной. џрмо делает недоступной полЯрную область неба. ќто не очень страшно, так как в околополЯрной области мало интересных объектов. Ћднако можно преодолеть этот недостаток Ярма, несколько искривив его две длинные балки. Ћсь склонений несколько переместитсЯ с полЯрной оси, и телескоп можно будет направить на полюс мира, но это даетсЯ ценой установки противовеса (рис. 51, <I>г</I>).
<P>—тобы оставить Ярмо симметричным и избежать применениЯ противовеса, при строительстве 5-метрового телескопа обсерватории Њаунт Џаломар было решено северный подшипник Ярма выполнить в виде подковы, в которую погружаетсЯ телескоп во времЯ наблюдений около полюса мира*). ќта подкова в любительских монтировках катаетсЯ на двух небольших роликах, как это показано на рис. 52, <I>а</I>.
<B><P>*) ќтот тип монтировки предложил в начало века художник, полЯрный исследователь и любигель телескопостроениЯ ђассел Џортер. Љогда в 30-е годы он был привлечен к строительству 5-метрового телескопа обсерватории Њаунт-Џаломар, он применил этот тип монтировки длЯ телескопа-гиганта. Џортер предложил многочисленные варианты устойчивых и удобных и работе монтировок [14]. </B>
<P>Џодшипники полуосей оси склонений можно установить на подкове, как это сделано у 4-метровых телескопов обсерваторий Љитт Џик и ‘ерро ’ололо. ‚ этом случае удаетсЯ свести к минимуму прогибы всей монтировки и при том же весе добитьсЯ большей жесткости (рис. 52, б).
<P>…сли подкову снабдить консолЯми, чтобы нижнЯЯ часть трубы свободно проходила, не задеваЯ плоскости подковы, то подкову можно заменить сплошной шайбой, как это сделано у 2,6-метровнх телескопов Љрымской астрофизической обсерватории и Ѓюраканской обсерватории. ЏолЯрной осью здесь служит собственно шайба, котораЯ в любительских монтировках, как и подкова, катаетсЯ по двум роликам и фиксирована в центре короткой осью (рис. 52, в).
<P>…сли шайбу заменить на поперечную балку, называемую траверсой, и обычную полЯрную ось, получитсЯ монтировка, называемаЯ вилочной (рис. 52, <I>г</I>). ќто, пожалуй, наиболее распространеннаЯ у профессиональных телескопов монтировка. Ћбычно к числу ее достоинств причислЯетсЯ отсутствие противовеса. ќто действительно преимущество, если длина труби не слишком велика. ‚ противном случае консоли вилки становЯтсЯ слишком длинными и нежесткими, а если мы нагрузим нижний конец труби, чтобы приблизить центр масс трубы к ее нижнему концу и тем самим
<P><HR>
<P>укоротить консоли, то мы лишим монтировку ее главного преимущества: она становитсЯ тЯжелой.
<P>Њногообразие монтировок длЯ телескопов не исчерпываетсЯ описанными. ‘уществует довольно много монтировок специального назначениЯ, а также разновидностей описанных. Ћднако на этом, пожалуй, нужно остановитьсЯ и перейти к конструктивным решениЯм отдельных узлов механики телескопа.

        § 45. ЉЋЌ‘’ђ“Љ–€џ ЋЏђЂ‚› ѓ‹Ђ‚ЌЋѓЋ ‡…ђЉЂ‹Ђ

<P>…сли зеркало с оправой установлено внутри трубы, то оно достаточно защищено. Џоэтому оправа может быть довольно простой и легкой (рис. 53). Ћна состоит из опорной пластины <I>3</I>, котораЯ в трех точках крепитсЯ к трубе с помощью уголков <I>4</I>. ќта пластина несет
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="138.gif" WIDTH=390 HEIGHT=317 ALT="138.gif">
<P ALIGN="CENTER">ђис. 53. ЉонструкциЯ оправы зеркала.
<P ALIGN="CENTER">1--зеркало, 2--пластина-оправа зеркала, 3--опорнаЯ пластина, 4--уголок, 5--винты, 6 -- резиноваЯ трубка, 7--гайка, 8--барашек, 9 -- возвратнаЯ пружина, 10 -- кружки из фетра, картона и т. п.
<P>на себе другую пластину 2, котораЯ служит собственно оправой зеркала. ‡еркало 1 удерживаетсЯ тремЯ винтами 5 диаметром 6--8 мм. „лЯ того чтобы при резком охлаждении ночью зеркало не оказалось зажатым этими винтами, между ними и зеркалом надо оставить зазор около 0,5 мм. …ще лучше на эти винты надеть резиновые или пластмассовые трубки 6. ќти трубки будут компенсировать различие в температурных деформациЯх стекла и металла оправы. ‚ этом случае зазора между трубками и зеркалом можно не оставлЯть, однако надо проследить, чтобы зеркало не оказалось зажатым.
<P>‡еркало опираетсЯ на три "точки". ќти "точки" в действительности представлЯют собой три кружка из фетра, толстой кожи, войлока, толстого картона 10. „иаметры этих кружков должны составлЯть 1/8--1/10 диаметра зеркала. Ћни приклеиваютсЯ к пластине каким-нибудь синтетическим клеем, например эпоксидной смолой. ‡еркало укладываетсЯ на эти кружки, и чтобы оно не выпало при случайном опрокидывании оправы, его фиксируют тремЯ специальными широкими гайками 7, которые навинчиваютсЯ на три винта, удерживающие зеркало. ‘читаетсЯ, что зеркало должно немного "играть" в оправе. „лЯ этого достаточно, чтобы между зеркалом и удерживающей его деталью был зазор около 0,2--0,3 мм.
<P>„лЯ точной установки зеркала относительно оси трубы и других оптических деталей оно вместе с оправой должно в небольших пределах наклонЯтьсЯ (юстироватьсЯ). ‘ этой целью наша оправа и снабжена винтами 5, барашками 8 и возвратными пружинами 9, надетыми на эти винты. ‚ опорной пластине 3 просверливаютсЯ гладкие отверстиЯ, а в оправе 2 -- отверстиЯ с резьбой. Џри навинчивании барашка угол оправы опускаетсЯ, а при вывинчивании возвратнаЯ пружина поднимает его вверх. ЃлагодарЯ этому механизму можно легко и с высокой точностью установить (отъюстировать) зеркало в телескопе.
<P>…сли зеркало тонкое, его надо разгрузить не на три точки, а на шесть. ќто делаетсЯ при помощи V-образных коромысел (рис. 54, <I>а, б, в</I>). Љаждое плечо коромысла служит одной "точкой". ’огда зеркало кладетсЯ на все три равноудаленных коромысла, они легко устанавливаютсЯ так, что на каждое из плеч приходитсЯ совершенно одинаковаЯ нагрузка. ќто нам и надо. ‚ажно только, чтобы от нагрузки коромысла не деформировались. „лЯ 150-миллиметрового зеркала нужно взЯть сталь или латунь толщиной 1,5--2 мм или алюминий -- 3 мм. Ћстальные размеры можно взЯть с рис. 54, <I>г</I>. Џри переходе к большему зеркалу эти размеры нужно пропорционально увеличить, а толщину можно оставить той же. †есткость коромысла увели
<P><HR>
<P>чим добавлением одной "тЯги", как показано на рис. 54, <I>б</I>. Њожно отлить коромысла с ребрами жесткости из алюминиЯ, силумина и т. п. (рис. 54, <I>в</I>). Ћ том, как это сделать в любительских условиЯх, рассказано ниже.
<P>Ѓольшое достоинство описанных оправ состоит в том, что зеркало в них обдуваетсЯ воздухом со всех
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="139.gif" WIDTH=212 HEIGHT=454 ALT="139.gif">
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="140.gif" WIDTH=247 HEIGHT=257 ALT="140.gif">
<P ALIGN="CENTER">ђис. 54. Ћправа с разгрузкой на шесть точек.
<P>сторон. ќто означает, что оно скорее принимает температуру окружающего воздуха при резких ее перепадах, например когда телескоп выносЯт на улицу.
<P>ќти оправы применЯютсЯ в подавлЯющем большинстве телескопов Ќовосибирского клуба им. „. „. Њаксутова, иногда с незначительными изменениЯми. Ћни хорошо работают в телескопах диаметром по крайней мере до 300--350 мм. ’олько вместо пружин в случае тЯжелых зеркал применЯютсЯ возвратные винты, которые установлены в отверстиЯх с резьбой в опорной пластине и своим верхним концом упираютсЯ в нижнюю часть оправы. Џрежде чем опустить край оправы, надо ослабить этот возвратный винт, а потом притЯнуть оправу барашком. „лЯ подъема краЯ оправы надо ослабить барашек и приподнЯть оправу возвратным винтом. Ђналогичные оправы применЯютсЯ многими зарубежными фирмами в серийных любительских телескопах Ќьютона диаметром до 300--320 мм.

        § 46. ЋЏђЂ‚Ђ „€ЂѓЋЌЂ‹њЌЋѓЋ ‡…ђЉЂ‹Ђ

<P>„иагональное зеркало или призма в системе Ќьютона устанавливаетсЯ внутри трубы на верхнем ее конце. ‚ небольшом телескопе диаметром до 140--150 мм лучше всего применить стойку, вырезанную из латунной или стальной пластины толщиной 1,5--2 мм, или же алюминиевой до 3 мм. Ђлюминий длЯ этих целей надо брать мЯгкий, чтобы он легко гнулсЯ без изломов под углом 90&#186;. ‘тойка вырезаетсЯ ножницами по металлу и потом гнетсЯ, как показано на рис. 55, <I>а</I>. ‡еркало тыльной стороной приклеиваетсЯ к стойке на картонной или кожаной прокладке длЯ компенсации различных длЯ стекла и металла температурных деформаций. Њожно его приклеить мЯгким клеем типа "герметик", но только в центральной части, а не по всей поверхности. ‚ этом случае можно обойтись без прокладки.
<P>Џризма вклеиваетсЯ нерабочими треугольными матовыми плоскостЯми. Ќужно следить, чтобы клей не попадал на рабочие, отполированные грани призмы. Ћсобенно опасен канцелЯрский клей, после которого на поверхности полированного стекла остаютсЯ матовые неудалЯемые пЯтна. ‚ообще же канцелЯрский клей хорошо склеивает металл со стеклом, бумагой и стекло с бумагой. Џравда, через 3--4 месЯца клей разрушаетсЯ. Џоэтому его можно применЯть длЯ временных соединений. Њежду призмой и стойкой должны быть прокладки из бумаги или тонкого картона толщиной 0,5--1 мм.
<P>ћстируетсЯ такаЯ оправа изгибанием стойки, если надо зеркало сместить к оптической оси главного зеркала, перемещением вдоль оси в продолговатых отверстиЯх длЯ винтов, кренЯщих стойку к стенке трубы, подкладыванием шайб между стенкой трубы и основанием стойки длЯ наклона, подъема или опусканиЯ зеркала. Ћправа со стойкой зарекомендовала себЯ
<P><HR>
<P>очень хорошо, она проста в изготовлении и удобна в работе.
<P>„лЯ телескопов диаметром больше 200 мм лучше применить систему растЯжек, так как толщина стойки
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="141.gif" WIDTH=510 HEIGHT=680 ALT="141.gif">
<P ALIGN="CENTER">ђис 55 Ћправа на стойке длЯ 45 градусной призмы и оправа на растЯжках длЯ диагонального зеркала.
<P ALIGN="CENTER">1-винт с барашками, 2 - юстировочные винты, 3 - винт с возвратной пружиной, 4 --лапки.
<P>будет увеличиватьсЯ пропорционально квадрату ее длины. ’ак, длЯ 300-миллиметрового главного зеркала толщину стойки придетсЯ увеличить с 1,5 мм до 6 мм. ђис. 55, <I>б</I> поЯснЯет устройство растЯжек и оправы.
<P>ђастЯжки работают только на растЯжение и потому могут быть тонкими. „лЯ телескопа диаметром 200-250 мм они могут иметь толщину 0,5--0,7 мм. €х можно сделать из жести или кровельной стали. ђастЯжки должны быть хорошо натЯнуты. Ќа концах каждой из них крепЯтсЯ длинные винты-шпильки <I>1</I>, которые вставлЯютсЯ в отверстиЯ в трубе так, что их концы оказываютсЯ снаружи. Ќа эти концы наворачиваютсЯ гайки, ими растЯжки и натЯгиваютсЯ.
<P>ЉонструкциЯ оправы Ясна из рисунка. ‚интами с барашками 1 оправа крепитсЯ к трубе. …е юстировка производитсЯ тремЯ юстировочными винтами 2 и одним винтом 3 с возвратной пружиной. Џружину можно убрать и стопорить оправу этим центральным винтом.
<P>‡еркало крепитсЯ к срезанной под углом 45&#186; части оправы четырьмЯ лапками из 1-миллиметровой латуни или стали 4, которые приворачиваютсЯ к оправе небольшими винтами.

        § 47. ЋЉ“‹џђЌ›‰ “‡…‹

<P>‘реди наблюдателей, работающих с телескопом, могут оказатьсЯ не только люди с нормальным зрением, но и близорукие и дальнозоркие. „лЯ близорукого глаза окулЯр приходитсЯ несколько приблизить к зеркалу, длЯ дальнозоркого -- отодвинуть. ‚еличину, на которую надо переместить окулЯр, можно определить по формуле
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="image38.gif" WIDTH=146 HEIGHT=48>
<P>где <I>„</I>--число диоптрий близорукого или дальнозоркого глаза (длЯ близорукого эта величина беретсЯ со знаком "минус", длЯ дальнозоркого--со знаком "плюс"), <I>ф</I> -- фокусное расстоЯние окулЯра в миллиметрах. Ќапример, близорукость наблюдателЯ --3 диоптрии, фокусное расстоЯние окулЯра 40 мм. Џеремещение окулЯра составит
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="image39.gif" WIDTH=259 HEIGHT=48>
<P>—ем больше близорукость (или дальнозоркость) наблюдателЯ, тем больше придетсЯ передвигать окулЯр. Ќаоборот, чем меньше фокусное расстоЯние окулЯра, тем
<P><HR>
<P>меньше надо его передвигать при той же близорукости. Џо приведенной формуле читатель без труда определит, насколько ему придетсЯ передвигать окулЯр, а значат, и сможет вычислить необходимую длину окулЯрной трубки.
<P>…сть еще несколько причин, по которым приходитсЯ передвигать окулЯр, добиваЯсь наилучшей фокусировки. Џри изменениЯх температуры воздуха из-за температурных деформаций зеркала его радиус кривизны и фокусное расстоЯние изменЯютсЯ, поэтому требуетсЯ некотораЯ перефокусировка окулЯра. Џерефокусировка требуетсЯ и при смене окулЯров из-за небольших ошибок в размерах их оправ. Џри наблюдении земных предметов, когда расстоЯние до предмета не равно "бесконечности", приходитсЯ слегка выдвигать окулЯр; этот эффект уже хорошо заметен при фокусном расстоЯнии зеркала 1000 мм и расстоЯнии до объекта менее 1,5--2 км.
<P>€сходЯ из этих предпосылок, выберем простейшую конструкцию фокусировочного устройства (рис. 56, <I>а</I>). Ћно состоит из двух трубок: неподвижной 1, котораЯ крепитсЯ непосредственно к трубе телескопа, и подвижной 2, котораЯ с трением, но плавно перемещаетсЯ в первой. ’рубки эти можно подобрать, выточить или склеить из ватмана эпоксидной смолой. ќтот материал по свойствам напоминает пластмассу. ’рубки склеиваютсЯ на болванках подходЯщих диаметров. ’олщина стенок 1,5--2 мм.
<P>Ѓольшую по диаметру трубку вклеивают в круглое отверстие в стенке трубы телескопа, которое сначала высверливаетсЯ по окружности дрелью, а потом обрабатываетсЯ полукруглым напильником. —тобы склейка была прочной, смочим в эпоксидной смоле жгутик из ваты, следЯ за тем, чтобы вата полностью пропиталась смолой, и проконопатим этим жгутиком место склейки, чтобы образовалсЯ плотный шов. Џосле затвердеваниЯ смолы обрабатываем шов напильником.
<P>‚ставим меньшую трубку в первую и станем, слегка поворачиваЯ ее, вдвигать или выдвигать. —тобы трубка не проваливалась в неподвижную, на краю подвижной надо сделать бортик. ‚ случае бумажно-клеевой трубки это может быть несколько слоев бумажной полоски, наклеенной на край трубки. ЋкулЯр вставлЯетсЯ в подвижную трубку также на трении.
<P>Њожно несколько усовершенствовать это устройство, если на наружной трубке просверлить серию одинаковых отверстий вдоль спиральной линии, а потом распилить их надфилем, чтобы получилсЯ криволинейный направлЯющий паз одинаковой ширины. ‚ под-
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="142.gif" WIDTH=537 HEIGHT=701 ALT="142.gif">
<P>вижной трубке сверлитсЯ отверстие и нарезаетсЯ метчиком резьба длЯ винта Њ4--Њ6. ‚ставив винт в направлЯющую щель, ввернем его в отверстие с резьбой в подвижной трубке. ‚едЯ за винт 3, можно с удобством перемещать подвижную трубку. ‚место стандартного винта лучше сделать специальный поводок. „лЯ
<P><HR>
<P>этого на стержне подходЯщего диаметра нарезаем леркой резьбу на длину чуть больше толщины стенки подвижной трубки. Ћстальную часть стержнЯ оставлЯем гладкой.
<P>…сли вы имеете доступ к токарно-винторезному станку, можно и подвижную трубку снабдить резьбой с шагом около 2 мм (ђис. 56, <I>б</I>). ђезьбу лучше сделать однозаходную: так и проще и удобнее. ‚ этом случае неподвижнаЯ трубка должна быть снабжена фланцем 5, с помощью которого она крепитсЯ к трубе телескопа. ЏодвижнаЯ трубка снабжаетсЯ валиком с накаткой 4. „лЯ того чтобы окулЯр надежно держалсЯ на своем месте, надо на конце подвижной трубки сделать пропилы, как показано на рис. 56, <I>а, в</I>, и несколько подогнуть внутрь образовавшиесЯ концы.
<P>Ѓудет хорошо, если удастсЯ достать старое фокусировочное устройство микроскопа с кремальерой: специальной зубчатой гребенкой, по которой катитсЯ зубчатое колесо с тем же шагом зубьев *). Ќа валу этого колеса установлена ручка -- штурвальчик, которую наблюдатель вращает. ‡убчатое колесо толкает гребенку, а та в свою очередь заставлЯет подвижную трубку с окулЯром передвигатьсЯ вдоль оси.

 § 37).

<P>…сли у вас есть доступ к фрезерному станку, можно гребенку нарезать прЯмо на подвижной трубке. „лЯ этого, выточив и тщательно подогнав подвижную трубку к неподвижной, устанавливаем подвижную трубку в тисках фрезерного станка перпендикулЯрно к дисковой фасонной зуборезной фрезе и начинаем последовательно нарезать зуб за зубом, перемещаЯ каретку с тисками вдоль оси трубки каждый раз на величину шага, который надо предварительно замерить на специально подобранной широкой шестеренке, котораЯ будет служить в окончательно собранном узле. „етали этого устройства хорошо видны на рис. 55, <I>в</I>.
<P>„лина подвижной трубки должна быть такой, чтобы при самом большом выдвижении она на 1,5 своего диаметра оставалась в неподвижной трубке.
<P>‚нутренний диаметр подвижной трубки выбираетсЯ из расчета, чтобы стенки трубки не срезали конуса лучей. Џриблизительно этот диаметр можно определить, если к диаметру конуса лучей в том сечении его, где он входит в трубку, прибавить линейный поперечник полЯ зрениЯ. …сли при определении размеров диагонального зеркала мы допускали некоторое виньетирование пучка на краю, то в случае с окулЯрной трубкой виньетирование должно быть исключено, так как край трубки расположен слишком близко к фокальной поверхности и границы срезаемой части слишком резки. Џоэтому виньетирование лучше всего полностью исключить.

        § 48. ’ђ“ЃЂ

<P>‚ многочисленных руководствах по любительскому телескопостроению постоЯнно указываетсЯ на то, что большаЯ масса телескопа -- залог его высокой жесткости. ќта тенденциЯ, до сих пор широко бытующаЯ в любительской среде, приводит просто к курьезным последствиЯм. ‘кладываетсЯ впечатление, что часто любители соревнуютсЯ в том, кому удалось сделать телескоп самой большой массы. €звестны 150-миллиметровые рефлекторы массой 500--800 кг. €х трубы-- нередко стальные цилиндры с толщиной стенок 3--5 мм! „лЯ сравнениЯ укажем, что грамотно сконструированнаЯ и снабженнаЯ ребрами жесткости труба 600--700-миллиметрового телескопа обычно имеет толщину стенок 2--3 мм. …ще более разительные результаты мы видим, когда профессиональный конструктор, комплексно подходЯ к задаче, не только "выжимает" максимум возможного из механической части телескопа, но еще и выбирает рациональную оптическую схему. ’ак, например, телескоп системы мидта -- Љассегрена "‘илестрон-14", имеющий действующее отверстие диаметром 350 мм и эквивалентное фокусное расстоЯние 3500 мм, настолько легок, что его переносит один человек! Џравда, оптическаЯ система мидта-- Љассегрена слишком сложна длЯ начинающего любителЯ, зато вполне в его силах проЯвить максимум осмотрительности при выборе механических конструкций узлов телескопа, чтобы при максимальной и вполне разумной жесткости получить минимальную
<P><HR>
<P>массу телескопа. Љроме чисто эстетической стороны этой инженерной задачи, есть еще и утилитарнаЯ сторона дела: большинство любителей не имеет постоЯнной обсерватории и вынуждено выносить телескоп на площадку чаще всего в одиночестве.
<P>€з существующего многообразиЯ конструкций трубы телескопа выберем круглую трубу. ЋписаннаЯ в книге Њ. ‘. Ќавашина и других руководствах "чикинскаЯ доска" слишком примитивна и требует ненамного меньше труда, чем описаннаЯ здесь круглаЯ труба. ЉвадратнаЯ труба, сделаннаЯ из дерева, слишком тЯжела, а сделаннаЯ из металла (например, алюминиЯ) слишком трудоемка при посредственных качествах. ”ермы, в том числе ферма ‘еррюрье [1], и предварительно напрЯженнаЯ ферма Ђ. Ќ. ЏодъЯпольского [4, 6] слишком трудоемки и рациональны только длЯ сравнительно больших телескопов, когда другого разумного решениЯ просто нет. Џри диаметре зеркала до 300--400 мм и ее длине до 2--2,5 м нет смысла отказыватьсЯ от круглой тонкостенной трубы.
<P>‡аметим, что многие зарубежные фирмы на протЯжении уже двух десЯтилетий выпускают такие трубы подобных размеров, склеенные из стеклоткани, а, начинаЯ с конца 70-х годов, многие из них перешли на бумажно-клеевые трубы как еще более рациональные. „лЯ телескопов указанных размеров жесткость этих труб вполне достаточна, а масса несоизмеримо меньше массы металлических.
<P>…сли диаметр трубы небольшой, подберем болванку из дерева, металлическую или асбоцементную трубу с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру трубы телескопа. ќтот последний должен быть на 25-- 30 мм больше диаметра зеркала, но если размеры оправы вынуждают взЯть больший диаметр, значит, надо его увеличить. Ќа эту болванку плотно наматываем два слоЯ газетной бумаги, и чтобы она не разматывалась, "прихватываем" канцелЯрским клеем или изолентой. Џосле этого смазываем газету каким-нибудь маслом, чтобы она впоследствии не прилипла к эпоксидной смоле.
<P>Џриготовим 150--200 г эпоксидной смолы. Ћборачиваем болванку одним слоем ватмана без смолы и после этого намазываем полосу шириной 200--300 мм вдоль трубы смолой на внутренней стороне бумаги. Ќамазывать лучше всего широкой лопаткой в виде шпателЯ, постоЯнно следЯ за тем, чтобы слой смолы был одинаковой толщины и без неоднородностей. Ќужно, чтобы ватман наматывалсЯ совершенно ровно, не перекашиваЯсь при намотке. Џосле примерки наматываем смазанную часть на болванку и намазываем еще 200--300 мм. ЌаматываЯ ватман, очень важно следить за тем, чтобы между слоЯми не образовывалось пустот. …сли это произошло, нужно постаратьсЯ выдавить воздух, разглаживаЯ лист. …сли это не помогает, надо лезвием бритвы надрезать "пузырь" и выдавить воздух в разрез, разгладив бумагу.
<P>‘мола быстро твердеет, поэтому не нужно готовить ее более 200 г. Љогда смола кончаетсЯ, очень важно очистить посуду, не оставив твердеющей смолы, так как в следующей порции смолы будут попадатьсЯ твердые комочки, которые трудно устранить.
<P>Ћбычно ширина листа ватмана недостаточна длЯ полной длины трубы, в этом случае склеиваем две трубы длиной в ширину ватмана и половинной толщины. Џосле затвердеваниЯ обеих половинок составлЯем их торцами и наворачиваем лист ватмана на стык. „лЯ лучшей стыковки труб очищаем краЯ от наплывов смолы и косо намотавшихсЯ краев трубы. Ќавернув среднюю часть трубы, наворачиваем бумагу на ее концы. ирина этих полос, разумеетсЯ, меньше полной ширины бумаги. Џодобным образом поступаем, если длина болванки мала. Ќужно следить за тем, чтобы швы всегда были "в разбежку" -- не совпадали один с другим. ‚ажно, чтобы бумага или стеклоткань не просто склеивались, а хорошо пропитывались на всю толщину листа. ’олько в этом случае получаетсЯ достаточно однороднаЯ и прочаЯ масса. Џоэтому нужно, чтобы смола была не слишком густой. …сли она густа, можно добавить пластификатора или просто ацетона. Ђцетон наливаетсЯ в посуду, куда наложена густаЯ смола без отвердителЯ и оставлЯетсЯ до полного растворениЯ смолы. Ћбычно на это требуетсЯ около суток.
<P>ЋбщаЯ толщина стенок трубы 150-миллиметрового рефлектора должна быть 3--4 мм, если труба склеена из ватмана и 2--3 мм, если из стеклоткани. ђасчеты показывают, что жесткость на продольный изгиб 200-миллиметровой трубы (длЯ 150--170-миллиметрового
<P><HR>
<P>зеркала) при толщине бумажных стенок 3--4 мм с эпоксидной смолой не ниже, чем жесткость на изгиб сплошного стального стержнЯ диаметром около 65 мм. Ќа первый взглЯд этот результат кажетсЯ совершенно бессмысленным. —утье подсказывает нам, что стальной стержень должен быть значительно жестче бумажного. Ќо если вспомнить, что сейчас речь идет только о жесткости при продольном изгибе трубы от совершенно равномерно распределенной по ней нагрузки, то такой результат удивлЯть не будет.
<P>‚ действительности на трубу действуют несколько сосредоточенных нагрузок: вес оправы и зеркала, оправы диагонального зеркала, окулЯрного узла и, наконец, реакциЯ опоры -- оси склонений, к которой прикреплена труба. …сли на стенку тонкостенной трубы воздействовать большой сосредоточенной нагрузкой, например просто сильно надавить рукой, она прогнетсЯ, а может и проломитьсЯ. „лЯ того чтобы этого не случилось, надо ввести несколько ребер жесткости, которые, мало добавлЯЯ в массе, значительно увеличат жесткость при сосредоточенных нагрузках. ќти ребра могут выглЯдеть как дополнительные кольца из металла или все той же бумаги или стеклоткани. Ќа рис. 57, <I>а</I> показана такаЯ труба в разрезе. ‘начала склеиваютсЯ кольца толщиной примерно 4--5 мм и длиной по 100 мм длЯ концов трубы и 200 мм длЯ того места, где будет крепитьсЯ ось склонений. Џотом на эти кольца наворачиваютсЯ слои собственно трубы. ђебра жесткости можно навернуть и сверху трубы, но при этом несколько пострадает внешний вид телескопа.
<P>…сли автору книги не удалось убедить читателЯ в целесообразности бумажно-клеевой трубы или трубы из стеклопластика, он может изготовить и металлическую трубу. Њатериалом здесь будет служить листоваЯ, 0,5--0,8 мм, сталь или листовой алюминий. ’олщина слоЯ алюминиЯ 0,8--1 мм. ‚ качестве ребер жесткости можно использовать три старые алюминиевые кастрюли с незавальцованными краЯми, дно которых вырезаетсЯ с таким расчетом, чтобы оставалсЯ внутренний бортик шириной около 15 мм длЯ нижнего конца трубы, 10 мм длЯ средней части и около 5 мм длЯ верхней части (рис. 57, <I>б</I>). ‚прочем, от третьей кастрюли можно отказатьсЯ, если завальцевать верхний край трубы. „елаетсЯ это с помощью плоскогубцев, которыми постепенно отгибаЯ наружу край на ширину 8--10 мм, мы обходим всю окружность (рис. 56, <I>г</I>). Џосле первого круга, когда край отогнут на 40--45&#186;, повторЯем операцию, отгибаЯ кромку на 5--6 мм еще
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="143.gif" WIDTH=338 HEIGHT=74 ALT="143.gif">
<P ALIGN="CENTER">а)
<P ALIGN="CENTER"><IMG SRC="144.gif" WIDTH=431 HEIGHT=322 ALT="144.gif">
<P ALIGN="CENTER">в) г)
<P ALIGN="CENTER">ђис. 57. ЉонструкциЯ круглой трубы. <I>а</I>) ЃумажнаЯ труба, <I>б</I>) металлическаЯ труба, <I>в</I>) клепка, <I>г</I>) вальцевание.
<P>на 45&#186;, наконец, отгибаем кромку шириной около 2--3 мм еще на 45&#186;.
<P>Џродольный шов свернутого в трубу листа склепы выем (рис. 57, <I>в</I>) или соединЯем болтами с гайками. Љастрюли так же приклепываютсЯ или соединЯютсЯ с трубой винтами. Ќадо обЯзательно иметь в виду, что жесткой будет такаЯ труба, где ребра жесткости (кастрюли без дна) будут вставлены в трубу с достаточным трением так, чтобы ребра слегка распирали трубу.

        § 49. Љђ…Џ‹…Ќ€… “‡‹Ћ‚ Љ ’ђ“Ѓ…

<P>„аже после того как мы ввели ребра жесткости, надо рационально распределить внешние нагрузки. Џод шлЯпки винтов, которыми опорнаЯ пластина
<P><HR>
<P>оправа зеркала крепитсЯ к трубе, надо подложить шайбы, чтобы увеличить площадь опоры шлЯпки. ’о же надо сделать во всех случаЯх, когда шлЯпка или гайка опираетсЯ непосредственно на бумагу или стеклоткань.
<P>ЋкулЯрнаЯ трубка крепитсЯ к трубе с помощью фланца. „лЯ того чтобы плоскаЯ поверхность фланца сочленЯлась с цилиндром трубы, на трубе надо сделать "прилив", имеющий плоскую поверхность. ‚округ круглого отверстиЯ длЯ пучка лучей на стенке трубы телескопа сделаем из пластилина два бортика -- один по диаметру отверстиЯ, а второй- по наружному диаметру фланца. ‚ысота бортика по всей окружности должна быть одинаковаЯ и превышать наиболее высокую часть горизонтально положенного цилиндра трубы на 3-- 5 мм. Њежду двумЯ бортиками наливаем эпоксидную смолу. —тобы в дальнейшем смола не растрескалась, ее надо армировать с помощью кусочков любой ткани, лучше стеклоткани. ќти кусочки погружаютсЯ в смолу, смачиваютсЯ в ней и укладываютсЯ между пластилиновыми бортиками. Џосле того как высота этого слоЯ материи и смолы на 2--3 мм не дойдет до краЯ бортиков, остановимсЯ и, если надо, немного дольем смолы, чтобы поверхность "прилива" стала совершенно ровной. Ћсторожно положим трубу так, чтобы "прилив" образовал поверхность, перпендикулЯрную к оптической оси окулЯра