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mak jack

Naissance d'un 400 sur monture équatoriale

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L'alu çà dilate énormément.

J'ai fabriqué un télescope en fer à cheval ( diamètre 115cm pour le fer à cheval).La règle d'alu qui sert de secteur lisse fait 1 m80.En hiver lorsqu'il fait froid elle est tendue à mort.En été çà ballote.Je dirais qu'il y a plus d'un millimètre.

C'est quand même énorme !

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musicos :définition, pas d'une observation visuelle. Comme indiqué dans mes multiples posts ci-dessus, le coeff de dilatation thermique de l'acier dépend de l'acier choisi, et peut varier de 10 à 25 10^-6

t'es sur ? j'ai jamais vu ça ! on parle d'acier de type ordinnaire, pas d'aciers spéciaux, donc coef de dilatation vers 12 10^-6.

[Ce message a été modifié par constructor (Édité le 06-12-2011).]

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Torsten, juste pour discuter, je ne suis pas astronome pro comme toi, mais je crois savoir que des structures de telescope en carbone existent:

ALMA

Sofia ("aerotelescope", vous savez celui qui est embarqué dans un 747...)

http://www.sofia.usra.edu/Science/newsletter/2003/newsletter_2003_v8.html

Telescope spatiaux:
James Webb
[URL=http://scienceline.org/2010/10/nasa-weaves-special-fibers-for-webb-telescope/]http://scienceline.org/2010/10/nasa-weaves-special-fibers-for-webb-telescope/</A>
[URL=http://www.compositesworld.com/articles/composites-stabilize-space-based-telescope]http://www.compositesworld.com/articles/composites-stabilize-space-based-telescope

Autres (Sagem...)
http://www.sagem-ds.com/spip.php?rubrique171

Ensuite la nécecssité ou non d'utiliser ce matériau dans nos réalisations doit se poser en fonction des besoins optiques (stabilité thermique), mécaniques et de masse.

Amicalement,
JMarc

[Ce message a été modifié par JMBeraud (Édité le 06-12-2011).]

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Dès qu'on a besoin de légèreté on utilise du carbone dans le milieu pro.

C'est par exemple le cas de la boule proto OVLA de 1.52m à l'OHP, du 400 Astep à dôme C, du projet d'hypertélescope Carlina, pour les instruments que je connais bien.

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"Selon moi l'ensemble devrait peser 8 kilos voire 9 à tout casser, bien-sûr sans aucun autre accessoire"

effectivement je le voyais plus lourd que çà sur la photo tu t'en ai bien tiré

quand à mon vieux Krupp je ne l'utilise plus depuis une quinzaine d'années

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Bien sur, vous avez raison, ils existent des applications particulières ou des composites rentrent en jeu. Ce que je voulais dire, c'est que 99% ou plus des grands téléscopes mondiaux terrestres *en place* sont en structure métallique. Ce sont en général des instruments qui ont déjà  qqs années de vie derrière eux. Les parties mobiles de chaque UT du VLT pèsent 430tonnes et leur structure est en métal...sauf erreur.

Que ASTEP ait une structure à  tube carbone me parait normal vu les conditions météo en antarctique et les changements de température associés.
Il est clair aussi que dans l'avenir les composites vont rentrer de plus en plus dans les grands projets, que ce soit au sol ou dans le spatial (ou c'est déjà  le cas depuis longtemps).

bonne journée
Torsten

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@constructor :-)

Désolé de ne pas avoir réagi! Je ne suis pas mécano de métier, je suis chercheur astro. J'ai pris les valeurs du coeff de dilatation de wikipedia.
Voir par ex ce lien:
http://fr.wikibooks.org/wiki/Technologie/Mat%C3%A9riaux/G%C3%A9n%C3%A9ralit%C3%A9s/Caract%C3%A9ristiques_physiques_des_aciers

Il y a toute une panoplie de coeffs différents selon l'alliage acier. Mais je pense que tu as raison, les aciers "normaux" doivent avoir un coeff proche de 12 10^-6, les autres sont plus spécialisés (l'ajout de Mn fait par ex., d'après ce que j'ai lu, augmenter de bcp le coeff de dilatation thermique).

bonne journée
Torsten

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Merci , donc en effet les aciers ordinaires, non alliés, on le même coef de dilatation de 12 10^-6, ce sont les seuls à considérer pour construire un téléscope,pour le calcul de variation du foyer, ça se complique comme l'a esquissé chonum, pour mon Schmidt, comme j'aime pas trop les calculs à la fois compliqué et incertain, j'ai préféré l'expérimentation, je voulais avoir une focalisation la plus stable possible, avec la structure de mon scope d'origine, tout acier, lors d'une soirée, j'avais une variation de focus de 0,2 mm environ, alors j'ai installé des tubes carbones égale en longueur à la focale et là j'ai obtenu sensiblement la même défocalisation mais en sens inverse(je m'attendais à qq chose du genre vu la variation de foyer du miroir en pyrex)alors, j'ai coupé presque à mi-longueur mes tubes carbones et remonté tout en place. Les résultats à présent sont trés satisfaisant,3 soirs sur 4, je n'ai aucune retouche de focus à faire, c'est trés reposant et aucun robofocus ne pourrais faire aussi bien car chez moi j'ai une turbu locale trés variable d'une minute sur l'autre. Dons solution tout carbone , non, pas avec un miroir en pyrex, à moins de réaliser une ventilation forcée au dos du miroir ou d'avoir un petit miroir dont les faces s'égalisent facilement en T°; Solution tout acier, oh non plus question,c'est plus ringard que pro à mon avis de rester au tout acier, bien que je doive sans doute modéré mon propos , les pros comme au CFHT, ont une turbu stable et un asservissement électronique tip top, dommage , ils donnent bien peu d'image à voir au public et certaines sont pas terrible...Phil

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@constructor:

je ne suis pas spécialiste des éléments finis, mais j'imagine qu'au tailles en question (cad des centaines de tonnes, des dizaines de mètres), l'acier doit encore avoir des avantages. Les structures des UT du VLT sont tous en acier, bon c'est sur que c'est une technologie vieille d'une vingtaine d'années...

Concernant les images du CFHT: dans mon domaine (physique stellaire) se font énormément de spectropolarimétrie (mesure des champ magnétiques) au CFHT, donc pas d'image à la cléf, juste des spectres compliqués à analyser.

@mak jak:

est-ce que tu peux décrire comment tu as fait ce cintrage du tube acier? Si j'ai bien compris tu as entaillé tous les qqs cm à la disqueuse, puis cintré, puis tout resoudé..? Ca parait titanesque...

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@constructor:

je ne suis pas spécialiste des éléments finis, mais j'imagine qu'au tailles en question (cad des centaines de tonnes, des dizaines de mètres), l'acier doit encore avoir des avantages. Les structures des UT du VLT sont tous en acier, bon c'est sur que c'est une technologie vieille d'une vingtaine d'années...

Concernant les images du CFHT: dans mon domaine (physique stellaire) se font énormément de spectropolarimétrie (mesure des champ magnétiques) au CFHT, donc pas d'image à la cléf, juste des spectres compliqués à analyser.

@mak jak:

est-ce que tu peux décrire comment tu as fait ce cintrage du tube acier? Si j'ai bien compris tu as entaillé tous les qqs cm à la disqueuse, puis cintré, puis tout resoudé..? Ca parait titanesque...

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Bonjour Torsten,

Effectivement, tu as bien compris,c'est ce que j'ai fait pour le cintrage des tubes. Cela ne m'a pas paru trop long. Je travaille sous le contrôle du ferronnier qui bosse à côté de chez moi. Au début, j'avais prévu de faire des polygones en soudant des sections droites. J'en ai même fabriqué un!
Finalement,il m'a expliqué que le cintrage fait de cette façon permettait d'obtenir des cercles parfaits, bien ajustés et tout à fait solides, sans trop de difficultés. C'est un peu long, je le concède, mais une fois fini, ça le fait bien: J'ai travaillé pendant une journée pour faire les cercles et le carré; le gars m'a aidé à les finir, mais si j'avais un peu plus d'expérience, cela m'aurait certainement pris moins de temps.
C'est un petit artisan qui travaille à la débrouille avec des outils très sommaires,mais qui sait faire preuve d'une belle ingéniosité.

Je joins une autre série de photos: on est en train d'ajuster les points d'encrage des tubes en carbone. j'ai fabriqué 16 pièces qui vont s’emmancher à l'intérieur des tubes. Ces pièces seront collées et vissées.Les embouts viendront tenir dans les pattes au moyen de boulons de 10.


Au finish, une fois le tout bien ajusté, les pièces métalliques seront polies, mastiquées et peintes en noir mat satiné, du plus bel effet avec les tubes carbone...

J'ai tout pesé hier: le tube nu(berceau, cage du secondaire, tubes carbone, visserie et fixations) , sans barillet, porte oculaire, araignée et support du secondaire pèse....9 kilos.
J'espère m'en tirer à 25 kilos au total, ce serait bien...

JFV

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Aussi bien sur les télescopes terrestres que orbitaux, ce que l'on trouve c'est des inox, des aciers, mais surtout de l'Invar (qui ressemble à l'acier ou au titane suivant sa préparation) - un alliage fer / nickel très stable mais dur à mettre en œuvre.

On peut trouver du sandwich composite (de mémoire sur des baffles par exemple), mais pour tout ce qui est élément structural, ce qui est en composite c'est du très costaud !

Le poids n'a pas d'importance. Ce qui reste sur Terre doit résister dans le temps (Alma c'est prévu pour 30 ans par exemple), ce qui est en orbite doit résister au décollage du lanceur et à l'environnement stellaire.

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M%ak Jack, ça avance, ça avance on dirait!

Pour ton bilan de masse, je suis quand même surpris que tu penses arriver à 25Kg.
Structure 9Kg, miroir 11Kg (?), barillet 3Kg(?), ensemble secondaire 3Kg (?), porte oculaire (1Kg?), caméra etc (2Kg?), en tout ça dépasse un peu, non? Où me gourre-je?

De toutes façons tu as de la marge avec ta bête de course de monture...

Donne nous vite des nouvelles de la suite,
JMarc

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Salut ska, je crois que l'invar c'est dur surtout pour le porte monnaie
mais tu sembles dire que c'est un alliage bcp utilisé pour les scopes pro?
Si tu peux préciser un peu , ça m'interresse, vu que les pro communiquent bien peu d'infos là-dessus.

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...ca m'étonnerait que la structure du VLT soit en INVAR, mais je peux me tromper....

:-))

Torsten

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l'Invar a effectivement un coefficient de dilatation linéaire particulièrement faible. Je crois avoir lu un article sur son usage en astronomie. Je vais chercher.

@JM, tu as raison, on va plutôt tabler sur 30, sans la camera....
Mais bon, je ne suis pas triste: un alluna du même diamètre pèse plus de 40 kilos!
C'est vrai que c'est pas tout a fait pareil, mais bon, on sera a la moitié de la capacité de charge de la monture...

Demain je vous montre la suite, et j'ai quelques questions pour les "pros" avant de couper les tubes...

En attendant, les piéces métalliques vont être polies et apprêtées pour la peinture...

Amicalement.

JF

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@musicos : aucune idée si il y a de l'Invar sur le VLT, mais il y en a sur Alma.

@constructor : je ne parlais pas de l'Invar pour une utilisation lambda chez un particulier (quoi que pourquoi pas !), mais je lisais sur ce topic que certains contributeurs mentionnaient la présence d'éléments métallique sur les télescopes pro, je réagis donc en mentionnant ce matériau, très utilisé mais qui n'apparaissait nul par dans vos commentaires.

Concernant son comportement en soudure, je ne sais pas... Par contre il peut se visser, voir se coller.

Et toujours pour constructor, l'article sur le JWT laisse deviner où se matériau peut être utilisé, entre autre !

[Ce message a été modifié par Ska (Édité le 10-12-2011).]

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ska: Aussi bien sur les télescopes terrestres que orbitaux, ce que l'on trouve c'est des inox, des aciers, mais surtout de l'Invar (qui ressemble à l'acier ou au titane suivant sa préparation) - un alliage fer / nickel très stable mais dur à mettre en œuvre.

bon ok , y a donc deux telescopes avec de l'invar, non pas des dizaines et le domaine spacial est un cas à part. je crois que pour les scopes terrestres destiné à l'imagerie, l'acier + les composites carbones pourront couvrir tout les besoins, déja, la plupart se contente d'acier ordinnaire, avec une bonne couche de peinture, comme la tour Effel
En tout cas je trouve trés avantageux comme j'ai expliqué d'utiliser des tubes carbone associé à une partie d'acier pour obtenir une focale stable. Auparavant dans les petites chambres de Schmidt, l'invar était utilisé, mais à présent, le carbone est plus pratique, bien moins chère, léger et aussi stable en dilatation, voir même mieux.

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Bonsoir.

... Sans compter que cet alliage ne se trouve pas sous le pied d'un cheval. Pour m'être frotté à sa recherche, je puis affirmer que ce n'est pas facile : chez Weber mais les références sont peu nombreuses (essentiellement des ronds pleins) : même à Imphy où se trouve l'usine pas moyen d'avoir mieux ...
Cordialement.

PS si d'aventure un petit (Gros) malin a déniché un filon, je suis preneur. Merci.

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Petit détail sans importance pour la conversation : la tour Eiffel n'est pas en acier, mais en fer puddlé.

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Bonjour à tous,

L'invar est utilisé en astronomie principalement pour les patins collés sur les miroirs. Une optique en Zerodur ne bouge pas aux variations de température, il est donc impératif qu'une surface collée sur le miroir ne crée pas de tensions quand la tempéraure change. Par contre, une conception soignée de la liaison entre ces patins et le barillet permet de ne pas contraindre le miroir quand le barillet se dilate ou se contracte.
Pour la variation de focale du miroir, dans le type de structure du genre Serrurier, le "tube" est suffisamment ouvert pour que les 2 faces aient la même température. Dans le cas d'un changement homogène de la température du miroir, la focale étant une longueur, sa variation sera directement liée au CTE du matériau. Dans le cas du Pyrex par exemple(CTE de 4.10-6), une variation de 1° change une focale de 1 mètre de 4 microns.
C'est donc bien du coté du tube qu'il faut se pencher.
Il est bien possible de créer une structure atermique sans utiliser de carbone, en utilisant différents matériaux pour profiter de leur différence de CTE. Le principe est simple: si on considère un élément de base d'une structure Serrurier comme un triangle isocèle, la base est le caisson central et le sommet du triangle est une liaison avec le barillet (ou la cage du secondaire pour l'autre coté). Dans ce cas, si on prend la base en alu et les barres en acier, dans le cas d'une baisse de la température la base va se contracter plus vite que les barres, et la hauteur du triangle va augmenter. Il existe un angle du sommet de ce triangle isocèle pour chaque paire de matériau qui rend sa hauteur insensible aux variations de température.
Souvent le miroir est plus près du caisson central que la cage du secondaire. On peut alors trouver aussi des paires de triangles isocèles différents dont un se contracte autant que l'autre se dilate. la longueur totale du tube est donc aussi atermique. Le calcul est un peu plus compliqué mais pas insurmontable, ce n'est que de la géométrie.
Il me semble que les tubes SkyVision utilisent ce principe, ce qui est un vrai plus pour l'imagerie du ciel profond (poses longues sans refaire la MAP).
Je ne sais pas si je suis clair, il est tard, alors dites-moi si je dois éclaircir par un schéma par exemple...

Phil

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