Beiträge von fraxinus im Thema „Thin Meniscus Mirrors“

  • Thin Meniscus Mirrors

    Hallo Cerassus,


    sieht gut aus, ich meine das gibt schon ein Bild bei niedrigen Vergrößerungen.[:)]





    Hallo Emil,


    schönes Experiment, es entspricht der Alltags-Erfahrung mit gewölbten Strukturen.


    Anderseits haben Großteleskope mit dünnen Menisken eine Menge Support-Punkte.
    Das ESO-VLT hat 150 davon. Eine ebene Platte bräuchte auch nicht wensentlich mehr.


    Wo steckt der Fehler in Deinem Experiment?


    Zunächst müssen alles Verbiegungen im <i>elastischen</i> Bereich liegen.
    Papier ist bei diesen Auslenkungen mit Sicherheit eher plastisch oder in irgendeinem "Verschiebe-Modus" der Papierfasern.


    Weiterhin müssen alle Verbiegungen <i>klein</i> bleiben.
    Das ist leider schwer zu visualisieren. Mir fällt kein Beispiel ein.


    Von mir aus darf jeder glauben was er will, und einen leichten Versteifungseffekt gibt es auch tatsächlich.
    Das ändert nur etwas am Faktor einiger Verbiegungsmoden - nicht an den generellen Lagerungsprinzipien.


    Zunächst ein Zitat aus dem hervoragenden Buch von R.Wilson, Reflecting
    Telescope Optics II, S.251:


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Many modern telescopes are adopting thin meniscus technology (see
    § 3.2.4 above). Apart from its curvature, which is tending to increase as primary
    f/nos get smaller, the thin meniscus approximates to a uniform flat
    sheet whose size is very large compared with its thickness. Such a sheet
    must be axially supported by a large number of supports, <font color="red">the number being
    determined by the permissible sag between the supports.</font id="red"><hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Der rot markierte Teil ist der Knackpunkt:
    Der Fehler wird durch den Abstand der Supportpunkte bestimmt!
    Mit anderen Worten, wenn ein Meniscus eher "dünn" ist, braucht es ohnehin soviele Supportpunkte, daß die Fläche zwischen den Punkten praktisch flach ist. Der Versteifungs-Effekt des Randes kommt dann lokal gar nicht zum Zuge.



    Weiterhin habe ich den ESO-VLT Spiegel (D=8200, d=200, f/1.8 ) in PLOP eingegeben.
    (in Natura ist der nur 177mm dick, aber die urspüngliche Studie ging von 200mm aus)


    Mit 162 Supportpunten komme ich auf 37nm RMS.
    Mit 108 Punkten sind es 83nm RMS.
    Die Verbiegungen verhalten sich umgekehrt proportional zu den Quadrate der Support-Punkte.
    Genau das sagt die Theorie für Platten und gleichermaßen für flache Schalen (shallow shells).


    Das ESO-VLT hat in Natura 150 Punkte und 33nm RMS, wobei nicht klar ist ob surface (wie bei PLOP) oder Wavefront gemeint ist.
    Letzteres wäre dann etwa ein Faktor zwei bei der Verbiegung. (Wobei PLOP die genauere Option Z88 für soviele Punkte nicht verfügbar ist.)


    Es gibt noch andere Belege für die Ähnlichkeit zwischen Schale und Platte.
    Zum Beispiel beträgt die Abweichung zwischen Platten- und Schalentheorie für f/5 Menisken unter 5%.
    Es bleibt also bis auf weiteres dabei, daß die Modellierung als flache Platte in Ordung geht.


    Viele Grüße
    Kai

  • Thin Meniscus Mirrors

    Hallo,


    wenn schon vergleichen, dann auch richtig[;)]


    So eine 3mm Flunder ist in der Herstellung der Horror.
    Denn die Verbiegung unter Polierdruck skaliert anders als die Verbiegung unter Schwerkraft.


    Natürlich ist die Lagerung vergleichsweise aufwendig, genau wie bei einem großen Spiegel.
    Nur eben alles in Miniaturausführung. Eher was für Uhrmacher[xx(]


    Die Skalierung unter Schwerkraft, also gleiche Verbiegung bzw optische Qualität sieht so aus:



    In jeder Spalte ist jeweils das grüne Feld der Ankerpunkt, von da aus geht es rauf oder runter.


    Die erste Dicken-Spalte, beginnend mit 3mm, trifft bei D=600mm auf ein offensichtlich gesundes Dickenmaß.
    Das VLT müsste aber 4,5m dick sein. Deswegen hat es ja aktive Optik, wer soll so einen Zylinder den Berg hochrollen? [:D]


    Die nächste Spalte geht vom realen VLT Dickenmaß (175mm) rückwärts.
    Nun gut, da haben wir alle noch viel Einsparpotential.
    Faiererweise muss man aber festhalten, daß das VLT nicht mehr mit passiver Spiegellagerung funktioniert.


    Die letzte Spalte hat meinen 33" f/3.9 Spiegel mit 20.3mm Dicke als Ausgangspunkt.
    Der ist im Vergleich noch dünner als der Mt Wilson 100" (reale Dicke 300mm), aber es nötigt schon Respekt ab wie weit sich Ritchey damals vorgewagt hat. Sooo dick ist der im Vergleich gar nicht!


    Darf man überhaupt konventionelle Spiegel mit Menisken vergleichen?
    Ja, es passt nicht ganz zu 100%, aber doch echt gut.
    Aber das vielgehörte Argument, ein Meniskus stabilisiere sich nach dem Eierschalenprinzip ist leider nicht richtig.
    Dazu sind Spiegel mit üblichen Öffnungsverhältnissen viel zu flach.
    Man kann sie in PLOP sehr genau als Platte modellieren.
    (Die laterale Lagerung ist kompliziert, das geht hier nicht mit PLOP)


    Viele Grüße
    Kai