Nathanael

Barillet à matelas d'air sur leviers astatiques

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Bonjour à tous,

Je soumets à votre sagacité et vos critiques ce concept de barillet astatique à matelas d'air. Il est né d'une récente discussion sur les barillets astatiques vs triangles. Je vais développer un peu sur ce post dédié car je ne vois pas vraiment d'écueil insurmontable à ce type de barillet. Il peut au contraire permettre de bien répartir les appuis (aussi nombreux qu'on le souhaite sans complications). Évidemment, comme il ne s'agit pour l'instant que d'une idée (je n'ai procédé à aucune mise en œuvre) il est possible que ce fil de discussion conduise à un abandon pur et simple. C'est justement le but de faire le tour des inconvénients, avant d'aller plus avant dans la réalisation d'un barillet de ce type.

Je mets ci-dessous 7 schémas auxquels je me réfère dans la discussion à suivre.

L'idée de base (1) c'est que le miroir sur un coussin d'air est supporté uniformément sur toute sa surface. De plus, il n'y a aucune tenue latérale du miroir (2). Cerise sur le gâteau (mais on ne pourra pas s'en servir) le coussin d'air agit comme des leviers astatiques, c'est à dire que la poussée au dos du miroir dépend de l'inclinaison du télescope (2).

Premier écueil, la poussée au dos du miroir est uniforme, alors qu'elle ne devrait pas l'être. La flèche et l'éventuel trou au centre du miroir expliquent cela. Il est alors possible de coller au dos du miroir une série de touches réparties selon PLOP, qui auraient toutes la même poussée et dont 3 seraient remplacées par les vis de réglage de la collimation (3). Dans l'exemple ci-dessous, pour un 450mm de 50mm d'épais et 51 touches et 3 vis. En collant les touches au dos du miroir (et non sur le coussin) on s'affranchit des problèmes de variations des positions.

Cela règle le deuxième écueil qui est la mise en température du miroir s'il est isolé au dos par le coussin d'air. En choisissant 3 points extérieurs pour les vis et en donnant au coussin la forme d'un anneau (4) (6), on peut insérer un ventilo pour la mise en température.

Reste le point épineux du réglage de la pression, afin que les 3 vis aient chacune la même charge que l'ensemble des autres points. Comme la pression dépend de la température, il est impensable d'avoir un réglage parfait et stable au cours de la nuit. On peut contourner ce problème en faisant reposer le coussin non pas sur le fond du télescope mais sur un disque intermédiaire lui même soutenu par 3 (par exemple) leviers astatiques dont l'ensemble supporterait 51/54 ème du point du miroir, chaque vis supportant 1/54ème dans mon exemple à 54 points d'appuis (5). Dans ce cas, la pression dans le coussin n'a pas d'importance, il faut qu'il soit suffisamment gonflé pour que seules les touches soient en contact avec le miroir et pas trop gonflé afin que toutes les touches soient en contact. Mais dans cette fourchette, une variation de pression est sans effet puisque ce sont les leviers qui définissent la charge.

Concrètement, j'imagine le matelas en "bâche à vide" utilisée pour cuire le composite carbone-époxy. Le disque intermédiaire pourrait être dans ce matériau, fin et léger (s'il se déforme un peu c'est sans importance). Pour les touches des cylindres en bois collés à la colle aquarium. Un barillet ainsi réalisé comporterait 54 touches pour 3 leviers astatiques seulement, la stabilité mécanique de l'ensemble dépendrait seulement de l'ancrage des 3 vis et des 3 leviers. Les 3 vis ne supportent que 300g chacune pour un 450mm de 17kg ce qui en outre ouvre la porte à la map par le barillet.

Mais je n'ai surement pas pensé à tout, d'où ce post! A vos critiques, constructives ou destructrices, mais je l'espère bienveillantes! ;)

Nathanaël

 

 

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Edited by Nathanael
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J'ai probablement comprit des trucs de travers:

 

1 - Je ne voit pas du tout pourquoi et comment le maintient latéral serait assuré.

2 - pour les schémas 1, 2, 4 comment la collimation est assurée?

 

2 - un coussin d'air c'est quoi pour toi?

- Si c'est comme un aéroglisseur ou un tondeuse sur coussin d'air, l'objectif est de maintenir à la fois l'épaisseur et la pression avec un dispositif qui n'est pas étanche (des jupes ou le gazon). La hauteur est stable ... a peu près, l'assiette idem car c'est basé sur un flux d'air généreux et ... turbulent.

- si c'est étanche, c'est un matelas pneumatique ... ou ce que tu veut. Là, la dilatation du gaz est énorme: pour 30 degrés d'écart, c'est environ 10%! soit 100 microns pour une couche de gaz de ... 1mm.

 

Dans les 2 cas, dès qu'il y a inclinaison, je ne voit pas pouquoi cela suivrais:

considère un truc qui flotte avec une bonne stabilite sur un bassine - tu incline la bassine, pourquoi le truc suivrait-il le fond de la bassine?

 

 

les shémas 3 , 5, 6 cela m'a l'air totalement différents comme principe puisque la colimation et la map est assurée par les points fixes, mais alors sur les zones soutenues par le matelas, la pression est indépendante de l'inclinaison du miroir à température constante, la pression varie avec la température sauf régulation et asservissement.

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Merci pour ce retour.

En effet je vais changer le titre car « coussin d’air » peut prêter à confusion même si cela s’entend aussi pour les volumes clos. «Matelas d’air » est plus approprié.
 

La tenue latérale n’est pas assurée par le matelas et c’est justement un avantage car ça permet de dissocier complètement les deux aspects du maintien.

 

Dans les schémas 1, 2 et 4 je n’ai pas représenté les vis. Le barillet « complet » est en 5.


Il faut imaginer que le matelas n’est pas gonflé complètement, c’est à dire qu’au repos sa pression est 0 bars relatifs. C’est la pression atmosphérique et le poids du miroir qui définissent la pression. Si la température augmente, le volume d’air est plus important mais comme le matelas n’est pas plein la pression ne change pas.

 

Si on considère que le miroir est tenu en latéral par un autre système, et que la poussée des leviers est légèrement inférieure au poids du miroir, alors celui reposera toujours sur ses 3 vis quelque soit l’inclinaison.

 

Nathanaël

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il y a une heure, Nathanael a dit :

Si la température augmente, le volume d’air est plus important mais comme le matelas n’est pas plein la pression ne change pas.

 

Si! Ou le dispositif ne sert à rien. C'est les équations basiques des gaz parfaits qui s'appliquent.

En fait, c'est la membrane qui tient le miroir. Si elle est inélastique et qu'elle contraint le volume d'air sous le miroir et que le miroir ne monte pas alors la pression est proportionnelle  à la température (en Kelvin).

 

Les billes que tu ajoute entre membrane et miroir ne servent qu'a appliquer ponctuellement la force générée par la pression sur leur surface associée. Cela ne peut que faire des bosses sur la surface optique.

 

Quand le miroir n'est plus au zénith, la pression est toujours la même dans le coussin (tant que le volume est le même) et les points fixes sont soulagés - la forme n'est plus respectée.

 

Ce qui doit marcher, c'est le coussin d'air (ou le matelas) négatif ... La dépression! Évidemment, la forme change mais possiblement pour le meilleur.

 

 

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comment une depression appliquée entre des points d'appui peut elle maintenir la forme du miroir?

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Posted (edited)

Bonjour Nathanaël

 

ce type de système d'un coussin gonflable a été utilisé par Henry Draper et Léon Foucault. Un des problème est la nécessité de régler la pression en fonction de l'inclinaison du télescope.  Foucault utilisait un long tube flexible relié au sac qui permettait de gonfler le sac tout en observant à l'oculaire. Par ailleurs d’après ce qu'en dit A Couder dans sa thèse l'axe optique est instable et ne permet pas les travaux photographique. Le système ne présente pas d’intérêt par rapport aux barillets modernes.  

 

Il y a 10 heures, Nathanael a dit :

Cerise sur le gâteau (mais on ne pourra pas s'en servir) le coussin d'air agit comme des leviers astatiques, c'est à dire que la poussée au dos du miroir dépend de l'inclinaison du télescope (2).

non comme dit plus haut la pression est constante dans le sac d'ou la nécessite de régler la pression fréquemment 

 

jean

 

Edited by jean dijon
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Salut,

intéressant !

Comme Jean Dijon j'allais citer les travaux de Foucault.

Au fil de mes recherches passées sur les barillets de gros miroirs j'étais tombé sur ce lien que je viens de retrouver :

http://spt06.perso.libertysurf.fr/air.htm

L'idée est de faire varier la pression dans le sac (en fonction de l'inclinaison du miroir) par un système de vases communicants, l'autre "vase" étant un sac plus petit mis sous la pression d'un poids. Mais comme précisé en bas de la page cela est une idée, pas mise à l'épreuve de l'expérimentation (ou alors cela a été testé mais la page internet n'a pas été mise à jour pour y faire figurer les conclusions, ce qui ne serait pas forcément bon signe quant à la validité de l'idée).

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la seule solution que j'entrevoit c'est de ne pas fonctionner en pression statique mais dynamique avec de multiple prise de pitot à l'endroit des touches.  en fonction de la lecture des pitots , le flux d'air est regulé . 

C'est horriblement complexe , energetiquement dispendieux, bruyant . 

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Posted (edited)

@Nathanael bon tu restes dans du connu et reconnu pour ton barillet...pour le matelas tu le gardes pour te reposer entre deux observations, avantages : tu met la pression que tu veux, les points d'appuis tu t'en f..s et au moins toi tu seras toujours bien soutenu 😁😉

 

Edited by zirkel 2
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Il y a 3 heures, crub a dit :

Si! Ou le dispositif ne sert à rien. C'est les équations basiques des gaz parfaits qui s'appliquent.

En effet, autant pour moi. Si la température varie, la pression et/ou le volume du sac varie. Dans le cas de mon matelas sur leviers astatiques, la pression sera stable donc c’est le volume qui va varier. Et qui va faire légèrement monter ou descendre les contrepoids des leviers.

Nathanaël

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Posted (edited)
Il y a 3 heures, jean dijon a dit :

non comme dit plus haut la pression est constante dans le sac d'ou la nécessite de régler la pression fréquemment 

Bonjour Jean,
As-tu noté que le matelas repose lui même sur des leviers astatiques et que ce sont ces derniers qui déterminent la pression?

Nathanaël

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Edited by Nathanael

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Le matelas n’est là que pour répartir de façon strictement égale sur de nombreux points la charge fixée par les leviers (3 pour des raisons pratiques avec le ventilo au milieu).

Comme dit plus haut, si la température varie, le volume du matelas va varier et les bras de leviers ne seront plus strictement parallèles au dos du miroir mais je ne pense pas a priori que cela ait un gros impact. A calculer avec le volume du sac, la longueur des leviers etc 

Nathanaël

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il y a 31 minutes, Nathanael a dit :

As-tu noté que le matelas repose lui même sur des leviers astatiques et que ce sont ces derniers qui déterminent la pression?

Nathanaël

non , mais du coup je ne vois pas bien l’intérêt, cela me parait assez compliqué !  quand tu vois que les erreurs RMS avec les barillets ne font que quelques nm  je ne suis pas sur qu'une telle complexité apporte un réel plus mais je peux me tromper. 

Tu peux éventuellement remplacer ton gaz par un liquide (pas de l'eau pour éviter que cela ne gèle ) qui ne se dilatera pas du tout de la même façon. 

 

jean

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Posted (edited)
Il y a 5 heures, Adamckiewicz a dit :

comment une depression appliquée entre des points d'appui peut elle maintenir la forme du miroir?

J'ai bien dit cela changeait la forme.

et précisé que cela pouvait être "pour le meilleur". Typiquement si cela transforme un sphérique en parabolique ou un parabolique en hyperbollique adapté pour un correcteur de Ross. Évidemment faut pas n'importe quelle dépression.

Edited by crub
C'est pas elliptique
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Posted (edited)
il y a une heure, jean dijon a dit :
Il y a 2 heures, Nathanael a dit :

As-tu noté que le matelas repose lui même sur des leviers astatiques et que ce sont ces derniers qui déterminent la pression?

Nathanaël

non ,

 

Moi non plus.

La dilatation du gaz met de toute façon la merde.

il y a une heure, jean dijon a dit :

Tu peux éventuellement remplacer ton gaz par un liquide (pas de l'eau pour éviter que cela ne gèle ) qui ne se dilatera pas du tout de la même façon.

 

Par contre, un liquide sera assez dense pour induire une différence de pression entre le haut et la bas à forte inclinaison. Peut être pas inacceptable mais très supérieure a ce qui se fait avec un barillet classique.

 

Edited by crub

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Posted (edited)
Il y a 2 heures, Nathanael a dit :

par les leviers (3

Avec un seul levier, tu réduit les risques d'emmerdements (par exemple, avec plusieurs il y a des risques de comportements oscillants).

Edited by crub

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Il y a 7 heures, jean dijon a dit :

mais du coup je ne vois pas bien l’intérêt,

Il est vrai que pour mon 450 en 50mm c’est un peu tiré par les cheveux car 9 points dont 6 leviers (ou 3 triangles) suffiraient.

Mais dans le cas de miroirs plus grands et/ou plus minces ça donne accès à 27 ou 54 points au prix de 1 ou quelques leviers, avec 1 seul étage et sans réglages multiples. 

Il y a 6 heures, crub a dit :

La dilatation du gaz met de toute façon la m

Je ne vois pas d’autre inconvénient que les leviers qui montent ou descendent légèrement?

Nathanaël

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Eh bien pour moi, après avoir lu ce nouveau fil très technique, ce sera... matelas ET coussin ! xD

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Bonjour Nathanaël

 

je te joins une copie de 3 pages de la thèse de A Couder ou il parle du dispositif que tu envisages. Tu te feras ta philosophie, j’espère que le document est suffisamment lisible

Couder.pdf

 

jean

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Est ce que l'erreur n'est pas de remplir avec de l'air ? De l'eau ou de l'huile c'est moins (pas) sensible à la pression atmosphérique et moins sensible à la température. 

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il y a 13 minutes, jldauvergne a dit :

De l'eau

Avec de l'antigel alors :) 

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Bonjour à tous,

Merci Jean pour ce document très intéressant. Je note que le premier inconvénient mentionné est celui de l’isolation thermique, ce qu’on peut considérer contourné avec le système de plots.

Quand au second argument, si on le prend en considération, tous les systèmes à flottaison (triangles et bascules etc...) sont à proscrire. Vu la référence, je prends néanmoins bonne note.
 

il y a 39 minutes, jldauvergne a dit :

De l'eau ou de l'huile c'est moins (pas) sensible à la pression atmosphérique et moins sensible à la température. 

C’est en effet évoqué plus haut mais la colonne d’eau en jeu quand le télescope est à l’horizontal est de l’ordre du diamètre du miroir, c’est à dire qu’il risque d’y avoir une poussée de l’ordre de 450g en bas dans mon cas. C’est beaucoup trop pour cette application où qq dizaines de grammes sont déjà beaucoup.

Nathanaël

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    • By bricodob300
      Bonjour,
      Concernant le maintien d'un miroir de :
      305 mm de D
      F 1127 mm
      e : 50 mm
      Trou : 55 mm
      Utilisation en Newton, Gregory et plus tard en Cassegrain en changeant de cage secondaire.
      Je me suis contenté dans un premier temps et par paresse de conceptualiser le barillet en mode automatique, donc miroir vers le zénith...
      Un nombre de 6 touches me paraissaient suffisantes avec une erreur P to V de lambda / 57
      (Paradoxalement 9 touches provoquaient un défaut de lambda / 50 et 18 touches lambda / 161)
       
      Puis j'ai en utilisant la fonctionnalité Z88, en inclinant le miroir de 50 ° retenu par une sangle (sur 170° de sa circonférence) la déformation induite monte à lambda /21
      Ce qui me paraît un peut juste  pour un miroir retouché par un artisan.
       

       
      Avec 18 points on redescend à lambda / 105
       

       
      Première question : aux utilisateurs réguliers de PLOP ces constations vous paraissent t'elles cohérentes  ou bien qqchose m'échappe ?
      Deuxième : Plop permet de modéliser le maintien latéral  que par sangle ou que par miroir collé, les touches d'appui ne sont pas évoquées : peut-on considérer que le système de sangle est équivalent ?
      Troisième : sur une monture équatoriale la sangle me paraît inadaptée, comment et combien disposez-vous de points d'appuis latéraux (roulements) ?
       
      Merci pour votre patience
      JP
       
       
       
       


    • By astrocg
      bonjour
      en bougeant cette après-midi mon tube de lunette ( c'est celle-là : https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/language/en/info/p10133_TS-Optics-Doublet-SD-APO-125mm-f-7-8---FPL-53---Lanthan-Objektiv.html ) de haut en bas, j'ai entendu un bruit qui ressemble à un choc verre contre métal
      l'objectif étant un doublet et la lentille frontale ne bougeant j'en déduis que çà doit être la lentille arrière
      la lunete a été acquise auprès d'un astram belge situé à 900 km de chez moi
      comment procéder au mieux?
      sinon je dois dire que malgré la turbulence actuelle cette lunette délivre de belles images avec belle tache d'airy et plages intra et extra focales quasi identiques
      donc çà n'est pas dramatique ce bruit mais tout de même je voudrais le résorber
      d'avance merci pour vos suggestions
    • By ndesprez
      Bonjour,
      Une chose m'échappe. Concernant les telecentriques (genre TZ4) puisque l'image disponible en aval est afocale, je ne comprends pas la nécessité d'un backfocus de 220-230 mm (pour la TZ4). Je serai très heureux que vous me l'expliquiez.
      Cordialement.
    • By gregos123
      Hello, 
       
      Je souhaiterais changer mon tube Seben 150/1400, par un skywatcher 150/750, possédant une monture eq3..cela peut il convenir à ce tube...L'idéal que je souhaite faire est la photographie de ciel profond…
       
      Mes question sont : 
      Le skywatcher 150/750 est il de meilleurs qualité que le Seben 150/1400? 
      Le Skywatcher 150/750 est il compatible sur une monture type Eq3..
      Faudrait il pas le skywatcher 200/1000 pour observer le ciel profond dans quel cas changer la monture par une eq5..mais budget serer…
       
      Merci
      Greg
    • By Colmic
      Bonsoir,
      la semaine dernière je suis allé chercher ma nouvelle acquisition : une superbe lunette APM LZOS 130/780 qui n'avait encore jamais vu le ciel (je salue au passage son ancien proprio qui se reconnaîtra et lui passe toutes mes amitiés !)

       
      Avec son bulletin interféro qui augurait du bon pour un réfracteur pourtant ouvert à F/6 seulement : Stehl 0.983 et lambda/47 RMS

       
      Fournie avec son correcteur APM Riccardi, elle couvre soit-disant le plein-format (champ plan de 60mm selon la doc), ce qui restait à voir...

       
      Premières impressions :
      - c'est du très beau matos, ça respire le costaud
      - la crémaillère 3.7" APM est une vraie œuvre d'art, largement au niveau d'un FeatherTouch, avec 2 colliers rotatifs intégrés et une MAP démultipliée très douce
      - la crémaillère dispose de 2 colliers rotatifs, le premier à l'avant de la crémaillère pour ajuster la position du chercheur, le second en sortie de crémaillère pour tourner la caméra sans bouger le chercheur
      - plein de bagues sont imbriquées, M82, M68, M63 et 2 click-lock coulant 2" et 31.7
      - une fois repliée elle mesure à peine plus que la FSQ106, elle peut largement passer en avion en bagage cabine
      - selon la doc elle pèse 9kg mais j'ai l'impression que c'est sans les colliers, de plus le poids du triplet la fait pencher vers l'avant
      - elle est livrée dans une très belle malle type flight-case mais le poids de l'ensemble est incompatible avec du nomade, donc je l'ai mise dans le sac de ma FSQ !
       
      Après avoir commandé les bagues allonges M68 pour atteindre le backfocus, j'ai pu tester le tout vendredi soir dans le Vexin (70km de Paris).
      Voici donc la toute première lumière de cette lunette, sous un ciel assez pollué, mais le but était de tester si tout allait bien (backfocus, tilt, MAP etc..).
      Ici, montée sur l'EM400 Temma2 avec ASiair Plus, ZWO OAG-L, tiroir à filtres ZWO et ASI6200MC + ASI290 mini pour le guidage et EAF pour la MAP :

       
      La nuit était relativement peu turbulente, mais des passages nuageux sont venus vers 1h30 du matin nous gâcher la fête.
       
      Voici M31 avec 25 poses de 180s seulement avec un gain fort de 300, aucun dark flat ou offset.
      On a un échantillonnage de 0.96" (802mm de focale avec le correcteur), ce qui est plutôt pas mal pour aller chercher un peu plus de résolution qu'avec la FSQ.
      Traitement SiriL (comme mon tuto) et finition avec CS5.
      Cliquez dans l'image et baladez-vous dans la full :

       
      Le Pélican (20x180s soit 1 heure de pose) avec le filtre L-Extrême, toujours aucun DOF :

       
      Et la trompe d'éléphant (10x180s soit seulement 30 minutes de pose), toujours avec le L-Extrême, aucun DOF :

       
      Le backfocus optimal pour le correcteur (91mm) a l'air correct et le tilt est plutôt bien contenu, les coins du full-frame sont relativement propres.
      Commande TILT de SiriL :

       
      Conclusions :
      - la mise au point via l'autofocus de l'ASiair donne une très belle courbe en V, et la MAP est confirmée au Bahtinov
      - Elle est à peine plus longue que la FSQ106 une fois repliée, mais avec le pare-buée déplié et la crémaillère sortie à 70mm pour atteindre la MAP, elle fait environ 1 mètre de long du bout du pare-buée à la base de la caméra
      - le piqué au centre est impressionnant, NGC206 (l'amas dans le bras gauche de M31) est bien résolu en étoiles :

       
      - elle couvre le full-frame avec son correcteur Riccardi ce qui est une très bonne nouvelle, et le vignetage est inexistant (si ce n'est celui de mes filtres en coulant 50).
      - il existe également un réducteur Riccardi 0.75x, s'il est du même accabit que le correcteur, ça l'amène à la même focale que la FSQ106 et F/4.5, sinon le QuadTCC de chez AP doit être compatible.
       
      En neuf on trouve cette lunette pour la moitié du prix d'une AP130 GTX (même segment à F/6), c'est une très bonne alternative à mon sens.
      La TOA à F/7.7 n'est pas tout à fait dans la même catégorie, beaucoup plus lourde et avec une focale de 1000mm, par exemple M31 ne rentre pas en entier sur le FF.
       
      Voilà pour les premiers essais, le setup est validé pour la fin du mois dans la Drôme où j'espère ramener quelques jolies images.
      A suivre...
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