Зеркала из нержавеющей стали для самодельного телескопа Кассегрена (стр. 3 из 5)
Смесь кусочков битума и канифоли в указанных пропорциях расплавлялись при тщательном перемешивании деревянной палочкой в металлической банке на легком огне горелки газовой плиты. Сильно разогретая, но не доведенная до кипения, смола процеживалась для устранения твердых частиц через марлю. Остуженные под струей холодной воды несколько капель смолы предварительно испытывались на твердость. Если она оказывалась чрезмерной, в разогретую смолу добавлялось немного скипидара, если мягкой, то - нужное количество расплавленной канифоли.
Изготавливал полировочный притир автор более простым и, как показала практика, более удобным способом, чем те, которые находим в книгах для любителей.
Металлический шлифовальник с наклеенным вокруг него бумажным бортиком высотой в 5 мм над его поверхностью подогревался и протирался скипидаром (для лучшего сцепления со смолой). Разогретая смола тонкой струйкой выливалась на его центр, пока уровень смолы не выравнивался с верхним краем бортика.
Отшлифованная поверхность зеркала закрашивалась густой смесью воды и окиси хрома.
После некоторого затвердения смолы зеркало аккуратно накладывалось на полировальник так, чтобы центры их совместились. В таком положении эта пара оставалась до их полного остывания. Зеркало легко отделяется от полировочного притира легким ударом его края о твердую поверхность.
Непременное условие успешной полировки и, особенно, фигуризации - безупречно отформованный полировальник. Его поверхность должна быть гладкой до блеска, фасетки – квадратными, а разделяющие их канавки - прямыми и одинаковой глубины на всем протяжении. Это делает возможным в силу текучести смолы независимое, легкое приспособление каждой фасетки к поверхности зеркала: полировка идет равномерно.
Расположение сети канавок на поверхности, напомним, должно быть асимметричным по отношению к краям, то есть с центром полировочного притира не должны совпадать ни канавка, ни центр фасетки.
Способы нанесения канавок на полировальник многообразны.
Наиболее простой - выдавливанием канавок равномерной сеткой - усложняется тем, что канавки, второе назначение которых – способствовать циркуляции полирующего материала, в ходе полировки быстро заплывают, а значит, требуют частого возобновления.
Канавки выдавливают фасетником или просто линейкой в мягкой смоле, пропиливают ножовкой под струей слегка подогретой воды - в твердой, прорезают электропаяльником с насадкой из жести, прикрученной к его жалу толстой медной проволокой и т.д.
Перечисленные способы, как убеждает практика, проигрывают в удобстве и, главное, в качестве исполнения способу, также предложенному отцом автора: применение "дедовского" паяльника молоткового типа (клиновидного кускa красной меди на длинной рукоятке из толстой проволоки), который по ходу работы нагревается на огне до нужной температуры.
При обработке зеркала с отверстием центральная часть полировочного притира не должна работать. Поэтому в нем, до разъединения с зеркалом, в центре была удалена смола кружком, равным диаметру отверстия.
Канавки наносились нагреваемым до 80 – 100 градусов паяльником под линейку в несколько приемов, пока фасетки не стали аккуратными и одинаковыми (25 х 25 мм), а глубина канавок не доведена до основы. Конусность фасеток при этом обеспечивала клиновидная форма паяльника.
Окончательная формовка полировочного притира осуществлялась поверхностью зеркала. На нагретый в горячей воде (55 - 60 градусов) до некоторого размягчения смолы и установленный на поворотном столике полировальник накладывалось обильно смоченное теплой водой зеркало. Двигая его по всем направлениям и поворачивая столик, автор добивался, чтобы вся поверхность полировальника заблестела. Заплывшие канавки поправлялись нагретым паяльником, смола по мере затвердения размягчалась горячей водой и "полировка" без полирующего материала возобновлялась и так до тех пор, пока поверхность полировальника не стала гладкой до блеска, а фасетки и канавки – безупречными.
Тщательно обмытый водой полировочный притир устанавливался на поворотном столике, на его срединную зону набрызгивалась окись хрома, захваченная с верхнего слоя акварельной кистью. Зеркалом, наложенным сверху, совершалось несколько круговых движений для равномерного распределения полирующего материала на поверхности полировальника, и центры их совмещались. На зеркало устанавливался груз (трехкилограммовый диск от разборных гантелей) и в таком положении эта комбинация пребывала в течение получаса.
О величайшей чистоте и аккуратности в процессе полирования напоминать нет необходимости: это разумеется само собой.
При обработке зеркала с отверстием в центре применяется исключительно центральных штрих с выносом зеркала на четверть его радиуса в каждую сторону. К слову, чрезмерная твердость смолы обнаруживается тем, что в ходе полировки она не приобретает зеленоватого оттенка, остается темного цвета.
Процесс полирования разбивается на две стадии: первая – сполировывание матовости и, вторая - получение оптически точной поверхности. Правильные ритмичные движения приобретают сейчас решающее значение.
Получасовая полировка придала зеркалу блеск, достаточный для исследования его поверхности методом Фуко (Л.Фуко – французcкий физик (1810 – 1868).
Прибор для испытаний теневым методом автор изготовил по рекомендациям в специальной литературе (рис.4, a, b)
Между двумя стойками, закрепленными на массивной основе, которая опирается на три ножки, размещены параллельно два направляющих стержня. На одной из стоек установлен регулировочный винт (М 8×1). По направляющим стержням перемещается промежуточная площадка, которая также имеет два направляющих стержня, расположенных относительно первой пары перпендикулярно, и регулировочный винт (М 8×1) для перемещения верхней площадки с осветителем и «ножом Фуко».
Обе площадки изготовлены из алюминия, стержни - из калиброванной стали-серебрянки диаметром 8 мм. Стойки основы и промежуточной площадки снаряжены текстолитовыми планками с несквозными отверстиями для концов направляющих стержней и отверстия для крепления стоек к площадкам.
В двух стойках посредине между отверстиями для крепления стержней просверлено еще по отверстию и нарезано резьбу М 8×1для ведущих винтов суппортов, длиной 70 мм. Их концы обработаны под сферу, противоположные концы снаряжены текстолитовыми ручками.
Латунный корпус осветителя закреплен на текстолитовый пластинке, имеющей отверстие с резьбой для фиксирующего винта. Пружины, которые предназначены для возвратного передвижения площадок, изготовлены из пружинной стали 0, 5 мм диаметром с натяжением до 1-1, 5 кг и имеют запас растяжения до 60 мм. Таким образом, конструкция теневого прибора позволяет плавно перемещать фонарик с ножом Фуко вдоль двух перпендикулярных направлениях, а также передвигать его по парной вертикальной стойке из калиброванной стали-серебрянки, которая вмонтирована в центр верхней площадки.
Рис.5
Продольные аберрации отсчитываются с помощью индикатора часового типа с ценой деления 0, 01 мм.
При испытании зеркало удерживалось в вертикальном положении, наклонялось и поворачивалось в небольших пределах на специальной подставке (рис.6).
Рис.6
Испытания проводились из центра кривизны поверхности зеркала. В "отстойке" металлическое зеркало не нуждается.
Теневое испытание, позволившее измерить фокусное расстояние зеркала с точностью до миллиметра, выявило на его поверхности яму в центре и слегка заваленный край, поэтому при возобновлении полировки длина штриха не превышала четверти радиуса зеркала при движении в каждую сторону. Движения были плавными, неторопливыми, при умеренном давлении на зеркало.
В ходе полировки зеркало снималось с полировальника только для мытья перед испытанием; окись хрома наносилась на полировальник при сдвинутом в сторону зеркале.
Осмотр его поверхности, ярко освещенной электролампочкой, проводился с помощью короткофокусной линзы.
Получасовые периоды полировки чередовались с 5-10-минутными перерывами (холодная формовка притира). На время более длительных перерывов зеркало на полировальнике погружалось в воду, уровень которой был выше границы между ними.
Полирование до полного исчезновения матовости растянулось на 20 часов непрерывного времени, немалая часть которого была затрачена на сполирование рисок, появлявшихся вопреки строжайшим мерам предосторожности.
Главное зеркало телескопа Кассегрена - параболоидальное. Параболоид имеет в центре большую кривизну, чем на краях.
Достижение нужной поверхности возможно двумя способами.
Один из них предлагает продвигаться к параболоиду непосредственно, минуя сферическую поверхность. Для этого необходимо "нащупать" способ полировки, который позволит добиться, чтобы зеркало давало аберрации, соответствующие заранее вычисленным аберрациям истинного параболоида.
Второй способ настаивает на придании зеркалу строго сферической формы поверхности с последующей параболизацией на специально подготовленном для этого полировальнике.
Автор, несмотря на то, что это двойная трудность, предпочел второй способ, как более надежный: кривизна сферической поверхности в этом случае изменяется по закону, свойственному лишь параболоиду.
Сначала предстояло добиться одинаковой кривизны всех зон зеркала.