Etude mécanique
Ici quelques simulations pour avoir de bons ordres de grandeur dans le choix des dimensions de miroir allégé et éventuellement voir jusqu'où l'on peut aller.
Il est bien utile de
lire Lightweight
Mirror Design.pdf (Daniel Vukobratovich) Il y décrit
les différentes formes de miroir et y discute de l'influence des
différentes variables.
Quelques idées utiles.
Pour un disque plein, la déformation est à l'inverse du cube de
l'épaisseur mais le poids étant proportionel à l'épaisseur on obtient
sous la gravité une rigidité proportionelle au fameux rapport e²/D^4.
Pour un sandwich. La matière doit être sur la face avant, sur la face
arrière et le minimum au milieu. Les deux faces doivent les plus
distantes possible, la loi précédente s'appliquant toujours (rigidité
en e^3). Donc les parois du milieu doivent être les plus fines
possible. Mais; elles travaillent aux cisaillements pour garder les
deux faces ensemble et le verre doit pouvoir s'infiltrer dans
l'interstice du moule. J'ai commencé avec des parois de 6mm. Tous les
essais depuis 2015 sont en épaisseur 5mm et je ne désespère pas de
réduire encore.
Disques de verre.
Il
s'agit d'avoir un point de référence pour
travailler à déformation constante en cherchant à
enlever de la matière.
Ci-contre le résultats de Plop pour un disque de Ø242x25mm avec 3 et 9
points. On obtient respectivement 22 et 4,4nm PtV.
Comparaison à faire avec un logiciel de méca.
Le fameux motif en "édredon".
Combien?
Notez la pleine échelle qui fait 1,5nm! L'ordre de grandeur du
mamelonage est de 0,5nm. Sur les foucaults je ne vois effectivement
rien sauf s'il y a du gradient thermique. Ceci n'arrive qu'après le
rinçage du miroir et disparait dans les 10min alors que la variation de
focale peut mettre 30 min à se stabiliser.
Ce point est très bien discuté dans le lien PDF ci-dessus.
Miroir alvéolaire ouvert (openback).
Face
avant en épaisseur 6mm paroies d'épaisseur 5mm. Plan ci-contre.
Ici
la hauteur des parois fait 25mm (1,3kg) et l'on obtient 80nm PvT.
Ceci est a comparer à un disque plein de même poids qui ferai 11,5mm
d'épaisseur.
Plop indique alors 135nm PtV à
la meilleure parabole avec
optimisation du placement des trois
appuis.
Avec
une hauteur des parois fait 30mm (1,4kg) et l'on obtient 50nm PvT. Le
gain est rapide.
Ceci est a comparer à un disque plein de même poids qui ferai 12,5mm
d'épaisseur et aurai 108nm de PtV.
Toutefois
un miroir ouvert reste une optimisation mécanique assez limité. Les
vrais gains seront sur les versions sandwich.
Demi miroir et d'une face
avant en disque découpé et soudé en face avant.
Proche de l'idée au dessus mais les cannaux de ventillation sont juste
sous la face avant.
Miroir soudé.
On
fait un puzzle en verre découpé, les paroies ne sont pas soudées entres
elles mais seulemententre les faces avant et arrières.
Sandwich verre découpé - mousse de verre -
verre découpé.
Miroir
de Ø340mm en vitre d'épaisseur 5mm dessus et 4mm dessous. Cela donne
2,2kg pour une épaisseur totale de 44mm. C'est le poids d'un disque de
9,7mm d'épaisseur alors que l'on obtient un PtV de 6 nm et un RMS de
1,3nm!
L'idée est bonne mais la réalisation difficile (voir ici).