Глава вторая. ГЛАВНОЕ ЗЕРКАЛО ТЕЛЕСКОПА-РЕФЛЕКТОРА

§ 26. ПАРАБОЛИЧЕСКОЕ ЗЕРКАЛО

Параболоид имеет в центре большую кривизну, чем на краях. Его центр “опущен” на величину

d = D/1024 " ³ = y⁴/8R³. Во время параболизации нужно центр сферы “опустить” на эту величину. Однако прежде чем начинать параболизацию, совершенно необходимо получить хорошую сферу. Только тогда сама параболизация при относительных отверстиях 1/7—1/6 займет сравнительно немного времени.

При испытании теневым прибором, когда “звезда” и нож расположены в центре кривизны, теневая картина для параболоида должна иметь такой же вид, как для зеркала с завалом на краю (см. рис. 50, в). Этот завал — не любой, а совершенно точно рассчитанный. Разница положений центров кривизны центральной и других зон равна D S = D²/4R

где D — диаметр зоны в миллиметрах, а R — радиус кривизны. Максимальная разница положений фокусов будет для центральной и крайней зон. Тогда D — это диаметр зеркала. Для нашего зеркала D и R равны 150 и 2400 мм соответственно. Продольная аберрация D S этого параболоида при испытании из центра кривизны равна 2,3 мм. В предфокальном критическом положении ножа на теневой картине виден “бугор” с плоской вершиной — правую часть занимает на всех зонах тень, а на центральной зоне полутень. По мере передвижения ножа дальше от зеркала становится виден завал, напоминающий бублик. Этот “бублик” лучше всего виден, когда нож находится между двумя критическими положениями, точно посередине. Его “вершина” явно смещена си средних зон ближе к краю зеркала. Расчеты показывают, что при положении ножа точно посередине между критическими положениями “вершина” <бублика”, сходится на расстоянии 0,7 радиуса заготовки зеркала, в нашем случае для 150-миллиметрового зеркала “вершин, расположена на расстоянии 53 мм от его центра. Накопец, когда нож подойдет к эафокальному критическому положению, вся тень, кроме ободка полутени, на краю зеркал, займет положение на левой стороне зеркала.

Если нам удастся искусственно исказить плоский рельеф так, чтобы он принял форму плавного без “переломов” (резко выраженных зон) “бублика”, то это будет означать, что нам удалось из сферы получить параболоид. Еще раз напомним, что не любой завал, а только плавный “бублик с “вершиной” на расстоянии 0,7 радиуса от центра заготовки зеркала и с заданной продольной аберрацией и есть параболоид.

Чтобы получить плавную яму в центре и “опустить края, надо увеличить кривизну в центре зеркала, чтобы она постепенно уменьшалась при переходе от центра к краю (рис. 50). Для того чтобы получить такую ямку, есть несколько способов.

1. Найдем квадратик на полировальнике, центр которого лежит примерно на зоне 0,7. Соскоблим его на толщину 0,5 мм. Каждые 10 минут контролируем зеркало на теневом приборе (рис. 51, а).

2. Расширим канавки на краю, но оставим их нетронутыми в центре до зоны 0,3, как показано на рис. 51,б. Каждые 10 минут контролируем зеркало.

3. Соскоблим тонкий слой (0,5 мм) смолы небольшими участками в среднем по 1—2 см2 с таким расчетом, чтобы полировальник более всего оказался ослабленным на зоне 0,7. В центральной зоне и на самой крайней зоне оставлявляем полировальник нетронутым (рис. 51, в). Полируем на подрезанном полировальнике и контролируем зеркало теневым прибором каждые 15 минут.

4. В бумажном круге, наружный диаметр которого на 15—20 мм больше диаметра полировальника, вырежем звезду, как показано на рис. 51, г. Смочим круг водой и наложим на подогретый в воде полировальник. После этого формуем полировальник зеркалом, положив зеркало на смолу, а на зеркало груз. После 3—5 минут такой формовки снимаем груз и в течение 5—10 минут “полируем” без полирита, не снимая круга. После этого на поверхности полировальника остается выдавленная звезда. Она и сделает плавное углубление в центре зеркала.

С помощью полировальников “а” и “в” (рис. 51) одновременно опускаются центр и края. Это более экономичный способ. К сожалению, так можно параболизовать только зеркала с небольшим относительным отверстием (1/6 — 1/7). Более короткофокусные зеркала придется параболизовать на полировлльниках “б” или “ г”.

Рис. 51. Способы подготовки полировальника для параболизации: а — подрезка одного квадратика на зоне 70 % диаметра, б — расширение канавок к краю, в — подрезка 70 % -й зоны, г — формовка звезды.

При полировке на подрезанном или отформованном полировальнике возможны мелкие эональные ошибки. Если это “валик”, сполируем его местной ретушью, а потом на полном смоляном уберем случайные местные ошибки. Если зона представляет собой “канавку”, увеличим подрезку этой зоны на полировальнике. Исследуя зеркало с помощью теневого прибора, надо тщательно следить за краем, так как сейчас легко просмотреть непредусмотренный завал края, который выглядит узкой полоской, где резко увеличен радиус кривизны. Для того, чтобы его предупредить, расширим канавки на крайней зоне до ширины 3—5 мм, как указывалось раньше.

Трудность фигуризации параболоидального зеркала пропорциональна его асферичности, которая в свою очередь пропорциональна диаметру зеркала и кубу относительного отверстия. Зеркало диаметром 300 мм с относительным отверстием 1/6 имеет вдвое большую асферичность, чем 150-миллиметровое зеркало того же относительного отверстия. Любое зеркало с относительным отверстием, например, 1/3 будет иметь асферичность в 8 раз больше, чем при относительном отверстии 1/6.

Но кроме самой величины асферичности важно еще и то, как она распределена на единице радиуса зеркала. Если асферичность двух зеркал одинакова, то труднее получить ее на зеркале меньшего диаметра. Дело в том, что смола за время одного штриха не успевает принять форму зеркала и стремится сгладить его до сферы. При фигуризации 250-миллиметрового гиперболического зеркала с относительным отверстием 1/2 автор ретушировал малыми полировальниками, но при попытке перейти на полировальник полного размера (даже сильно подрезанного) зеркало немедленно теряло приобретенную асферичность. Во время машинной обработки приходится изменить соотношение числа штрихов к скорости вращения шпинделя: размахи поводка сделать медленными, а вращение шпинделя быстрым. Иногда при особенно большой асферичности полезно закрепить полировальник шнурком так, чтобы он не вращался, а совершал только качательные движения (см. § 6 главы четвертой).