Поиск по сайту

Продолжаю серию постов про охлаждение телескопов различных схем...   Я ранее имел дело с ШК до покупки этого образца. Году так в 2014, если мне не изменяет память, я наблюдал Сатурн в Celestron C6 на простой мотоазимуталке. Он показал весьма приятную картинку. Во всяком случае, тогда я подметил, что остывший SW BKP1501 показывал примерно также…   Ну и представьте, телескоп хочется, ломает аж до посинения, а ставить то некуда… Вспоминаем преимущества той или иной оптической схемы и приходим к выводу, что ШК – отличный выход когда нет места для хранения большой трубы. В итоге новенький NexStar SLT 6 приехал ко мне в красочной коробке. Штатную монтировку я тут же выкинул, заказал из Германии нормальную TSAZ (тогда еще можно было) и пошел смотреть. Вышел и вспомнил про ряд недостатков тех или иных оптических схем, в частности у ШК – неприлично долгое время термостабилизации при низких температурах воздуха.   Ох, коллеги: 2 часа 15 минут до исчезновения характерной «свечки». Это просто ни в какие ворота – всего 150мм, а труба требует такое количество времени, у меня 300ка в свое время укладывалась в 1,5 часа без охлаждения, причем через 40 мину уже можно было глазеть на Дипы. А тут – звезды как пушинки, планеты – просто без деталей. Юстировка? Я вас умоляю, к этому времени винты так примерзают, что есть риск сорвать их шлиц.   Ну да ладно, взял я сверлильный станок, 3D принтер, три кулера и начал разбирать трубу. Сама конструкция трубы и механики простая и незамысловатая. За зеркалом достаточно места, чтобы не только установить низкопрофильные кулеры, но и что ни будь придумать с фильтрами.   Это пример колхоза...   А вот так выглядит уже аккуратнее   Фильтры я конечно же ставить не стал, все-таки 40мм вентиляторы на морозе и так крутят очень тяжко свою маленькую крыльчатку – доп сопротивление просто бы погасило поток воздуха. Что бы потоку ничего не мешало выдавливать теплый воздух из объема трубы - просверлил несколько отверстий около мениска и закрыл из черными декоративными накладками как снаружи, так и изнутри.   Дырочки в корпусе с накладкой - отсюда удаляется теплый воздух не мешая наблюдениям   Кулеры работают на вдув. Подключение через RCA с переходником на автомобильный прикуриватель – все как любит Роман.   Как итог – время термостабилизации сократилось более чем в два раза. Свечка уходит через полтора часа, но наблюдать уже можно минут через 40 – 50.   Вывод? Это все, конечно, не выход. Трубу надо сверлить, места сверления надо как-то обыгрывать, иначе выглядит как колхоз. Процедура требует четкого понимания, где сверлить, как устанавливать и тд. Явно не для новичков. В общем ШК, такое ШК…

В данной ветке предлагается рассмотреть различные схемы охлаждения телескопов, преимущественно схем Ньютона, Максутова-Кассегрена и Шмидт-Кассегрена.     Для начинающих любителей будет полезно принять как аксиому следующий тезис: любое более-менее качественное наблюдение необходимо начать с термостабилизации телескопа. Неостывший телескоп подобно неотъюстированному – вы даже представить себе не можете на сколько сильно снижается качество картинки у неостывшей оптики. Потому необходимо выработать правило: хороший телескоп – остывший телескоп.   Длительность остывания зависит от разницы температуры хранения и температуры наблюдения (градиент), от массы оптической поверхности и от степени обмена воздуха внутри объема трубы и вблизи оптического массива. Средние расчетные длительности (в минутах) остывания при градиенте 30°С:   * рефрактор - ахромат (крон, флинт), рефлектор от 200мм - Пирекс Стоить иметь ввиду, что темп охлаждения снижается к моменту полной стабилизации – при градиенте 1 - 3°С на первый план выходит погранслой. Его ассимиляция зачастую занимает половину всего времени остывания, что особенно хорошо заметно на крупных Ньютонах и катадиоптриках.   Едва ли кто-то станет ждать несколько часов на морозе, потому было предложено и апробировано множество способов активного охлаждения.     В первой части этого поста рассмотрим методы охлаждения телескопов Ньютона. Вдохновение и некоторые материалы я подчерпнул из данного сообщения: ссылка, еще ссылка   1. Центральный, тыловой  Одно из простейших решений. Достаточно только придумать крепеж для кулера. Один из вариантов – деревянная или пластиковая крышка посаженная на клей или болты.   В режиме нагнетания (вдуваем) обеспечивает постепенное охлаждение массива зеркала. В среднем снижает время остывание в 1,5 – 2 раза. Не решает проблему програнслоя, но уменьшает время его влияния.   В режиме разрежения (выдуваем) весьма неэффективен. Снижает время не более чем в 1,3 – 1,7 раз. Причина в малой площади конвективного теплообмена поверхности. Без крышки вообще едва работает. Такой режим хорош только в комбинированных схемах о которых речь пойдет ниже.   Выбирая кулер можно оперировать следующей формулой:     Lэ – эффективный объем воздуха D – диаметр кулера. Допустим, вы выбираете к покупке один 120мм кулер или два 60мм. По этому расчету получается, что 120мм выдаст 49 м3/ч, в то время как два 60мм выдадут почти 60 м3/ч. Не стоит забывать, что крупный кулер может давать заметную в окуляре вибрацию.     120мм кулер на 200мм Ньютоне - 49 м3/ч 80мм кулер на 200мм Ньютоне - 36 м3/ч   Три 40мм кулера на 200мм Ньютоне – самый оптимальный вариант, дают 65 м3/ч, не шумят и не вибрируют.   2. Радиальный Несколько более сложная схема, требующая распила трубы и разработки крепления для кулера. Дешевый и сердитый вариант – обмотать скотчем зияющие участки.    В режиме нагнетания весьма эффективно ассимилируется погранслой, что повышает качество наблюдения на крупных (более 150мм) Ньютонах. Но в целом снижает время стабилизации не более чем в 1,6 раз. Причина кроется в почти полном отсутствии эффективного конвективного обдува массива зеркала – дуем вскользь. Можно повысить эффективность поставив кулер под углом так, чтобы поток воздуха нагнетался в площадь зеркала. Оптимальный угол – 10 - 15°, но такая схема предполагает увеличение размера выступающих над трубой частей и риска повреждения кулера при транспортировке. В режиме разряжения один кулер малоэффективен, за исключением комбинированных схем.    Располагать нижний край кулера стоит на высоте не более 1 см от поверхности зеркала. Края болтов обязательно чернить. Размер кулер имеет большее значение, чем его производительность.     Так 40мм кулер будет использовать почти 40% своей производительности для непосредственного охлаждения зеркала. Эффективность 120мм не превысит 15%. Однако погранслой будет лучше сдут именно 120мм. В итоге оптимум для «однокулерной» – 60 или 80мм. Что бы не гадать о компромиссах можно установить два радиальных кулера:    Суммарная эффективность нагнетания и разряжения приумножается примерно во столько же раз, сколько кулеров вы установите. При этом возрастает эффективность разряжения – так при 4х работающих 40мм кулерах турбулентный массив не превышает высоту 5 – 6 см. Но лучше всего если один кулер будет работать на нагнетание, а другой на разряжение. В целом результаты моделирования данных процессов приведены на диаграмме. В ней указана величина турбулирующего слоя в % от объема трубы. Понятно, что даже 1% такого слоя сводит наблюдения на нет, но чем меньше этот слой, тем меньше время охлаждения и стабилизации.  Итог тут ясен, круговой массив разнонаправленных кулеров дает лучший результат:    В частности, мой HRONOS позволяет реализовать только такую схему, так как высота зеркала над землей попросту не позволяет устанавливать тыловые кулеры.   3. Комбинированные схемы  Такое решение самое сложное и эффективное. Расположите один мощный кулер с тылу, и тройку радиально, и вы получите многорежимную систему охлаждения, способную как быстро охладить массив, так и сдуть погранслой.  Режим «нагнетания – разряжения» позволяет сократить время стабилизации до 2,5 раз. Для него можно применять связку из 3х тыловых кулеров (нагнетание) и 3х радиальных (разряжение). Кол-во радиальных кулеров подчиняется вышеизложенной зависимости – чем больше, тем лучше. Но оптимально по сложности и эффективности все же от 2х до 3х. Для тылового кулер так же действует правило формулы эффективности – 3 по 40мм лучше, чем 1 на 120мм.   Но самая эффективная схема, работающая на «разряжение – нагнетание». Она позволяет сократить время стабильно больше чем 2,5 раза. Пример: три радиальных кулера (нагнетают) + один 120мм кулер (разряжение). Если с радиальными более-менее понятно, то тыловой должен быть как можно больше, дабы его задача не охладить массив зеркала, а выжать теплый воздух, и тут пригодится его мощная тяга. Но не забываем про вибрацию, вероятно вам придется приобретать еще один 120мм кулер в надежде что он лучше сбалансирован. Из 3х таких здоровяков как минимум 1 потряхивал 150мм оцинкованную трубу…   Пока результаты по катадиоптрикам только в процессе получения. Потому итоги по системе Ньютона: Если выбор лежит между тыловым и радиальным кулером, то скорее всего можно дать следующую рекомендацию: для Ньютонов до 200мм оптимальным будет тыловой кулер, так как стабильность погранслоя невелика. Для крупных Ньютонов от 200мм более предпочтительна с некоторыми оговорками радиальная схема, так как большая площадь зеркала надежно защищает погранслой – его надо сдувать.   Если вы хотите максимальной эффективности, то выбор за комбинированными схемами, где явными преимуществами обладает схема разряжение тылового – нагнетание радиальных.

Предлагаю в данной теме подробно обсудить аспекты охлаждения главного зеркала. Немного о способах организации: Реальные примеры:  Немого экспериментов на данную тему:   Пока удалось провести контрольный замер параметров остывания для температуры -5о С:     Замер проводился каждые 150 секунд:     В соответствии со значением максимальной температуры массива зеркала в момент времени имеем следующую функцию зависимости температуры от времени:   Рис. 1 - Зависимость температуры зеркала от времени остывания   "Жуткая" картинка словно говорит нам: "300мм зеркало без охлаждения - это удел очень терпеливых ЛА". Ранее, путем численного моделирования, мне удалось оценить примерное время остывания 300мм зеркала с градиентом 30оС в 158 мин. Очевидно, что теоретическая оценка оказалась весьма "радужной": из-за ярко выраженного логарифмического характера (интенсивность охлаждения падает с уменьшением разницы температуры) время достижения полного термического равновесия не будет достигнуто никогда. Почему? А вот почему:   Рис.2 - Прогноз полного процесса остывания 300мм зеркала   С учетом прогнозирования получаем 235 минут на полную стабилизацию при градиенте чуть больше 20оС. А ведь температура воздуха не будет все 235 минут одинаковой. Вот измерения температуры воздуха:   Рис.3 - Изменение температуры воздуха во время эксперимента   Обратите внимание, как на рисунке 2 тяжело дается последний этап остывания. Он составляет без малого половину всего процесса термостабилизации.   Предварительный вывод: принудительная термостабилизация - есть необходимое мероприятие для крупноапертурной оптики. По сути крупные добы от Sky-Watcher из коробки лишены возможности выйти на максимум своих возможностей.  

Вечер 14 октября 2013 Пять месяцев прошло с последнего выезда на наблюдения. Столь большой перерыв вызван рядом обстоятельств. Это и светлые летние ночи и отсутствие погоды, ну а те ясные ночи, что выпадали были пропущенные по ряду независящих о меня обстоятельств. С самого раннего утра стояла просто изумительная погода — темно-синее небо, отсутствие облаков, небольшой ветер и тд. Прогноз погоды утверждал, что ночь будет. Одна досада — всю ночь над горизонтом яркая Луна.   Ну а что Луна? Луна это отличный объект для наблюдения. Плюс, можно немного посмотреть двойные звезды, на которые так жалко время в дипскайные ночи. Выехали в девятом часу вечера вдвоем с Валерой, так как Коля в этот раз не смог.     Разумеется, поехали на ближнее поле, как раз подобранное под такие выезды. Давненько я не посещал это место(тыц, быц), ибо лунно-планетные наблюдения последнее время отошли на задний план, а для дипскай оно не годится.   Из особенностей. Стоим на укатанной грунтовой дороге проходящей между полями. Есть большая вероятность нарваться на сельскохозяйственную технику. А так же, роса способна сильно увлажнить почву превратив ее в месиво. За это я его и не люблю. Однако, именно на этом месте нам удавалось поймать великолепную атмосферу.   И так, данный пост чисто технический. Никакого описания не будет ибо формат наблюдений не позволял сосредоточится. Однако, у меня были обширные планы по тестированию улучшений, которые были сделаны летом, а так же новых гаджетов. И так, обо всем по порядку.   1) Давича, я приобрел заводской красный фонарик. Уже писал об этом тут и тут. Вот уж воистину не понимаю, какого лешего я не сделал этого раньше. Уж поверьте мне, все эти пляски с самопалом которые описываются на этом сайте и на многих форумах — хреновина.   Фонарик должен уметь регулировать яркость. Если руки чешутся поработать и есть возможность собрать такой фонарик, то честь и хвала вам. В противном случае, не пожалейте 500 — 600 рублей и купите фонарик. Конечно, над эргономикой я бы еще поработал, но уже даже в таком виде, этот фонарик намного круче любой переделки из обычного заводского.   2) Этой ночью я делал пробные тестовые испытания по замене бумажных карт на мобильные устройства. В качестве подопытного выступил смартфон с диагональю 5'' и установленная на нем чудо программа SkySafari Pro. Так как ночь была очень даже лунная, не оставалось ничего другого, как пробежаться по двойным звездам. Для этого с помощью программы SkyTools я быстренько скачал список 100 лучших двойных под названием Astronomical League Double Star Club и с помощью фильтров отобрал звезды которые будут оптимальным образом доступны в часы нашего прибывания в полях. Ну и готовый лист перекинул в SkySafari. На все про все у меня ушло ну может минута-две. Думаю это мегабыстро, особенно когда нет времени осуществить тщательную подготовку. Так что в нашем деле, как впрочем и везде, решающее значение имеет правильный инструмент. Выбрав лист уже в SkySafari мы имеем отобранный ранее список объектов, которые помечаются на карте. Крайне удобно! Вот так: Предварительные тесты самой программы и вообще всей связки показали большую перспективу. Скоро будет мегаобзор этой софтины, так что ждите. 3) Были тесты некоторых новинок от R-Sky ))) В частности того, что мы еще даже не анонсировали ну и отладка грелок на вторичку. 4) Ну и самое, на мой взгляд, главное. Безусловно, тут мне нет оправдания. Ведь знал из теории и читал у знающих, что Ньютон без охлаждения, как бы недотелескоп. Вид звезд, да и планет паршивый донельзя. Но я как-то мирился, тем более были у меня другие оптические системы, которые вид звезд давали великолепный, поэтому я там радовался, а на добе забивал. Не без мата конечно, но забивал. В конце весеннего сезона, я загадал на летние ночи, что прокачаю свой телескоп. Мало что сделал из намеченного, но охлаждение намудрил. Что вышло, можно посмотреть здесь. Однако, протестировать все это удалось далеко не сразу. Ну что я могу сказать? Я не буду публиковать данные с температурных датчиков, так как в эту ночь я не ставил перед собой цель точной фиксации всех записей. Могу сказать следующее, наблюдать начали примерно через 30 минут после того, как вытащили телескоп из машины. Первым объектом была Луна. И тут первое вааау. Почти идеально, изображение стоит. Ну а дальше пошли звезды. Супер Супер и еще раз Супер. Если раньше вид звезд в мой Ньютон был настолько паршив, что смотреть вообще не хотелось. И это после 4 часов наблюдений, то в случае с кулером я не мог оторвать взгляд. Наблюдали мы всего не более 2 часов и могу сказать, что через час, после начала остывания скопа, зеркало достигло полного температурного равновесия. Картинка в Ньютоне настолько изменилась, что можно сказать, что следует заново открывать для себя вид уже казалось бы знакомых объектов. Подводя итог. Я конечно буду собирать статистику и продолжу эксперименты, но уже сейчас смело могу сказать: первое, что вы должны сделать на своем ньютоне — это обеспечить охлаждение главного зеркала. Про наблюдения. Совсем чуть чуть о том что посмотрели. Ну конечно Луна. Запомнился кратер Клавий. Вот эта фотография передает дух... Были отсмотрены двойные звезды. Наверно больше десятка. Не фиксировал результатов, так как наблюдения были тренировочно-показательные. Кстати, Двойная-Двойная в Лире выглядела просто замечательно. Ну и некоторые другие двойные весьма привлекали к себе внимание, так как охлаждение сделало пригодным телескоп для их наблюдений. Навелся зачем-то на Капеллу. И был удивлен. Вау. Цвет золотисто-болотный. Сама звезда как вкопанная и отходящие лучи. Валера был поражен) Ну и понаводился на скопления в противоположной стороне от Луны. Неподалеку от М103 SkySafari показывал скопление Owl Cluster. Оно же NGC 457. Мне кажется, что я ранее наблюдал его неоднократно, но почему-то у меня нет записей об этом. В любом случае. Это жемчужина в Кассиопеи. Натуральная Сова. Ну вот, на ровном месте опять получилась Война и Мир)))

Для менее продолжительного остывания ГЗ и, возможно, всасывания через щели в пауке для предотвращения завихрений холодного и теплого воздуха в трубе соорудил импровизированный кулер: Знаю, что продвинутые юзеры для этих целей ставят его сбоку, но кромсать трубу мне жалко (всегда предпочитаю иметь возможность отката) За основу была взята крышка от всё тех же ведер для шпатлевки. Вентилятор компьютерный, для шасси, 12см. Чтобы конструкция более плотно прилегала и создавала давление дополнительно были взяты полукруглые крепления от советстких динамиков. С обратной стороны проклеил прокладочку из вспененного полипропилена для герметизации. Питание будет осуществляться, как советовал Роман, от аккума из бесперебойника Посмотрим, что из этого выйдет..