Sign in to follow this  
mak jack

Naissance d'un 400 sur monture équatoriale

Recommended Posts

Mes chers Amis,

Voici quelques mois, nous avions échangé sur ma volonté de construire un télescope de grand diamètre en Côte d'Ivoire, où je vis.
A près avoir longuement réfléchi, voilà ce que les premier travaux semblent donner:
- Des optiques 406mm F4 et secondaire de 100mm qui viennent tout juste d'arriver de chez Monsieur Grière
- Un P.O. Moonlite deux pouces motorisé et pilotable via PC
- Un barillet 18 points
- Un berceau en tubes carrés d'acier de 30mm de côté
- Une structure Serrurier assurée par des tubes en carbone de 30mm de diamètre
- Et une grosse monture pilotée par FS2, capable de supporter 60 kilos (voire 70?),fabriquée par Hanssen Technologies en Australie

Bien-sûr ce sera un poste fixe tout d'abord dédié au planétaire mais aussi au ciel profond dans la mesure du possible.

Ayant plusieurs lieux de résidence en Côte d'Ivoire je n'ai pas encore arrêté le lieu d'implantation de la bête.

Voici quelques images pour commencer. Je les compléterais au fur et à mesure de l'avancement des travaux.

Le façonnage des pièces du berceau:


Le berceau presque fini:

Le barillet:

La monture dans ses caisses:

Voilà pour commencer, la suite pour demain...car ça bosse dur...

A bientôt.

JF

[Ce message a été modifié par mak jack (Édité le 04-12-2011).]

Share this post


Link to post
Share on other sites
Advertising
By registering on Astrosurf,
this type of ad will no longer be displayed.
Planetary Astronomy
Observing, imaging and studying the planets
A comprehensive book about observing, imaging, and studying planets. It has been written by seven authors, all being skillful amateur observers in their respective domains.
More information on www.planetary-astronomy.com

Bien content de voir que tes projets se concrétisent, dans un pays au potentiel énorme...
ça me fait drôle de voir sur les photos cette terre rouge que j'ai foulé, creusé, nivelé sur des kilomètres entre Yam' et le nord du pays.

Puisque tu sembles avoir plusieurs points de chute en RCI, peux-tu nous dire si les conditions de (faible!!!!) turbulence sont les mêmes partout au fur et à mesure que l'on monte dans les terres?

Seb.

Share this post


Link to post
Share on other sites
C'est génial que le projet avance!

Juste un point sur le barillet, il n'y aura pas de faiblesse de par son architecture en étoile sans reprise d'efforts sur les cotés? (pliure au centre?)

Bonne suite!
JMarc

Share this post


Link to post
Share on other sites
A Sébastien: Merci pour tes encouragements. Qui sait avec le redémarrage du pays, peut être de nouvelles routes très bientôt à construire?
Concernant la turbulence, selon moi, les meilleures conditions sont au sud en zone humide; meilleure transparence à cause de la fréquence des pluies, plus de stabilité atmosphérique peut-être en raison d'échanges thermiques mieux contenus par la végétation, contrairement aux zones de savane plus au nord.
La contrepartie est une météo qui change très très rapidement. Un ciel complètement dégagé peut se couvrir en moins de temps qu'il ne faut pour sortir son matériel... Il faut souvent oublier la longue pose!
Donc, si je dois faire un classement,
- premier mon site d'observation à l'Ouest du pays en bordure de la frontière libérienne entre deux zones de forets classées et un parc national de 350.000 ha qui constitue le dernier bout de foret primaire en Afrique de l'Ouest
- deuxième, Abidjan, dans mon jardin
- troisième, Yamoussoukro, dans les jardins de l'hôtel Président, où le cagnard de l'après midi m'a posé de sérieux problèmes une fois la nuit tombée.

A Jean Marc, merci aussi pour les encouragements. Le barillet est vu du dessus mais l'épaisseur minimum des pièces, qui sont massives, est de l'ordre de 2 cm. le cercle central ainsi que les trois branches qui supportent le réceptacle du miroir en font au moins 3! De plus, les trois branches vont se fixer dans le cercle en métal du berceau qui va ainsi remplacer les supports latéraux. Chacune de ces branches contient un profond filetage destiné à accueillir un boulon devant servir à fixer solidement le barillet.Du coup le cercle central fait un peu "clef de voûte". Idéalement je vais poster une photo de l'objet vu de profil.
Pour info, il a été usiné sur mesure par TS, et la commande stipulait bien "pour un newton en équatorial"; je me rassure en me disant qu'ils savent ce qu'ils font...lol (je reconnais cependant que cela peut ne pas être le cas...)

A bientôt.

JF

Share this post


Link to post
Share on other sites
Bravo, voila que cela avance! Du bel et gros ouvrage bien solide!

Par contre, en effet, même interogations que JM sur le barillet: Les 3 branches sont reliées au cercle central apparemment par des vis. Il y a donc ici une rupture, et tout tient grâce à la bonne volonté de ces 3 vis. Certes, un 400, cela ne fait que 11 kg, mais quand même... Je sais bien qu'il y a pas mal de barillets classiques faits ainsi, mais personnellement, je trouve ce système sous optimisé.

Pour les touches, tu pourrais les remplacer par du téflon. Comme cela, le miroir glissera bien librement dessus, il n'y aura pas d'accroche, donc pas de tensions.

Bon courage!

Share this post


Link to post
Share on other sites
Bonjour,

pourquoi avoir choisi un tube serrurier en acier pour la partie basse, puis du carbone pour le reste? Je me pose pleins de questions actuellement, ayant également un 16" f/3.8 en construction...et j'ai peur de la dilatation thermique et donc du focusshift.

merci et bonne continuation

cordialement

Torsten

Share this post


Link to post
Share on other sites
Alors, au début je penchais pour un usinage de pièces en aluminium massif pour la partie basse du scope à la façon des Alluna.
Il se trouve tout d'abord que l'alu a un coefficient de dilatation supérieur à l'acier. Ensuite, plutôt que d'en confier la fabrication à quelqu'un, j'ai décidé de tout faire moi-même.
Les tubes carrés en acier sont donc venus tout naturellement:ils sont faciles à couper et faciles à souder, et quand on se trompe on coupe ou on scie et on recommence. Au finish l'architecture du berceau permet une rigidité impressionnante, bien meilleure et pour un coût bien moindre que si j'avais fait usiner et visser des pièces en aluminium.
Pour la partie haute, j'ai pensé à des tubes d'acier,lorsque j'ai expérimentée la facilité avec laquelle on peut travailler ce métal (à la base, je suis comptable...). Mais la longueur des tubes environ un mètre, me donnait quand même une variation de longueur non négligeable en cas de fort changement de température.
J'ai donc opté pour de tubes en carbone, c'est léger, d'une rigidité hallucinante, ça ne coûte plus vraiment cher et ne se dilate que très très peu à la chaleur.
L'architecture que je prévois pour le tube que je fabrique est archi-répandue, en tout cas, j'ai dû voir le même design une bonne dizaine de fois en faisant une simple recherche sur Google.
Je me disais que ça doit être éprouvé, je suis entrain de le vérifier...

A bientôt, en espérant t'avoir répondu.

JF

Share this post


Link to post
Share on other sites
Vu qu'à l'équateur il y a une très faible variation des températures nocturnes, je ne saisis moins non plus pas trop cet engouement pour le carbone. L'ensemble acier-acier aurait été cohérent, et même si ça varie avec la tempé, c'est à mon avis négligeable sur des climats tels qu'en RCI. non????

Share this post


Link to post
Share on other sites
...en fait, prenons un tube de 1.5m de long, une variation de température de 10 degrees, un coeff de dilatation (delta L)/L = 25 10^6 (au max pour l'acier, un peu plus que l'alu), ca fait grosso modo 400 microns, cad 10 fois plus que la plage acceptable pour une parfaite mise au point à f/d = 3.8. En gros, à cette longueur de tube une variation que de un seul degré en température te fais sortir de ton focus si je ne me suis pas trompé dans mon estimation. C'est bien ca la raison pour laquelle même une partie en acier peut déjà présenter un problème (si la partie arrière mesure mettons 0.5 m en longueur, une variation de 3 degrées fais sortir ton focus...(j'avoue que c'est une approximation grossière du problème général, car l'acier a aussi d'autres avantages indéniables: rigidité, car tout est soudé, pas de vissage etc.). Par contre, autre problème auquel je pense: qu'en est-il de ses propriétées oscillatoires, cad les vibrations? Une cage métallique en tubes peut facilement vibrer, alors qu'un tube ou système en carbone...? Mais bon, je ne suis pas ingénieur en structure...

my five cents

Torsten

Share this post


Link to post
Share on other sites
Le berceau qu'on voit sur la photo fait 36 cm.
En utilisant des tubes de carbone, j'allège aussi la structure. Un ou 2 kilos, c'est bon à prendre, et puis le carbone, ça fait pro...;-)
Mais il est vrai que mes recherche m'ont montré pas mal de tubes tout en acier qui m'ont l'air de bien marcher...

On essaye, et on verra bien...Au pire je recommence; autre avantage de l'acier, c'est pas cher et ça se trouve facilement....

A bientôt.

JF

Share this post


Link to post
Share on other sites
Salut Torsten, ça fait longtemps

Pour revenir au sujet, le miroir aussi change de forme et de focale avec le gradient (sa focale s'allonge avec la température). Du coup c'est l'ensemble qu'il faut considérer.

Frédéric.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Salut Frédéric,

oui, de retour!

Dis moi, ca m'intéresse: as-tu une estimation de combien la focale s'allonge par degree K?

aussi: qu'en penses tu de la problématique des vibrations éventuelles?

Je me repete peut-être: dans l'astro pro il n'y a pas de carbone. Les bestiaux pèsent un ane mort, plusieurs dizaines de tonnes parfois. Hors de question de faire ca en composite. Je pense aussi qu'un cadre/tube forgé/soudé pourrait faire l'affaire, s'il n'y avait ni vibrations, ni rallongement excessif (par rapport au rallongement focale du miroir).

à+
Torsten

Share this post


Link to post
Share on other sites
@mak jak

je veux juste te répondre: Je suis pro, et je peux te dire que le carbone ne fait pas pro. Les pro's n'ont pas de carbone, en tout cas j'en n'ai jamais vu, ni à l'ESO, ni au CFHT à Hawaii, ni au TBL au Pic du Midi, ni au MT John en Nouvelle Zeelande, ni à Xinlong en Chine,...etc etc etc.

Alors, toute la question est: est-ce que l'acier en fin de compte n'est peut-être pas la meilleure solution? Attendons Chonum (Frederic) pour nous dire comment la focale d'un miroir de ce type s'allonge avec la température croissante, peut-être par un miracle sa compense la dilatation thermique de l'acier.

autre chose qu'on néglige, et qui parle en faveur d'un tube serrurier en acier: toute la connectique entre les tubes carbones et le corps alu/acier sont des points de faiblesses il me semble.

T.

Share this post


Link to post
Share on other sites
du bien bel ouvrage!!!!!

mais pourquoi ne pas avoir choisi l'option tube tout carbone NIDA ou mousse? il y a pas mal d'artisans en France qui peuvent faire çà , bon certes c'est pas donné, mais quel gain de poids!!!

je suis en train de faire réaliser mon tube carbone pour mon 450mm F/D4 Zerodur, poids de l'ensemble 5kg!!!!( dimension du tube 515mmX1720mm)

avant je faisais du Krupp( voir mon 510 et 610mm) maintenant je fais du light les temps changent

au passage je viens de commander le même barillet que toi chez TS tu en penses quoi? çà à l'air costaud?

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
Je ne connais pas la formule de l'évolution de la focale car cela doit dépendre du substrat, de l'épaisseur et de la forme du miroir (dos conique ou plan) et de l'ouverture (rayonnement) du barillet. Je pense qu'on échappe pas un calcul EF costaud
Sauf à prendre du Zerodur comme Jean Pierre, ce qui me paraît la solution la plus saine et la plus simple (et la plus chère).

Concernant le carbone je suis sceptique comme le dit souvent Erick à son utilisation systématique comme la panacée. Par contre reste les propriétés mécaniques qui sont intéressantes pour l'amateur qui est contraint sur la charge de la monture.
Sauf toi qui est moins contraint vu la monture que tu as acquise

Frédéric.

PS : tu as choisi une CCD finalement ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
dans le vieux danjon et couder d'il y a trois quart de siècle il a une formule approchée pour la variation de focale delta_p associée à la différence de température delta_theta entre les deux faces du disque miroir : delta_p = - 2 * F * alpha * delta_theta / e avec e l'épaisseur du substrat, alpha son coefficient de dilatation linéaire et F sa focale.
l'effet doit souvent être supérieur à celui issu de la simple différence des coefficients de dilatation linéaire de l'acier et du verre (même le pyrex) et la relation doit suffire pour un 400 d'amateur.

Share this post


Link to post
Share on other sites
pour 2000 mm de focale en première approximation la variation de longueur entre l'acier (alpha : 12 e-6) et le pyrex pour 0.5 °C de différence de température vaut 2000 * ( 12 e-6 - 4 e-6) * 0.5 ~ 8 e-3 mm ~~ 1 centième de mm.
pour un miroir de 40 mm d'épaisseur, la variation de focale vaut ~ -2 * 2000 * 0.5 * 4e-6 / 40 ~~ < 1 µ

en gros c'est finalement la différence des coefficients de dilatation linéaire qui l'emporte pour un instrument en quasi équilibre thermique mais pas dans le cas du même instrument pendant sa mise en température.

avec un tube en carbone cette différence des coefficients de dilatation linéaire serai plus élevée, un miroir avec un substrat en zérodur serai alors plus avantageux.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Bonjour JP,

Je viens d'aller (re)voir ton site: wahou, t'es vraiment un fou furieux!(j'avais oublié!)
Bref, concernant le tube du dis bien "en France", mais je n'y suis pas! Je suis à Abidjan!
Comme je disais, mon modèle c'était le newton 400 de chez Alluna (45 kilos quand-même hein!). Je partais sur de l'alu et puis finalement, j'ai voulu mettre la main à la pâte et je me suis inspiré de ce que j'ai trouvé sur le net: Un berceau en tubes d'acier carrés de 30mm de côté (il pèse à peine 5 kilos) et des tubes en carbone pour tenir la cage du secondaire, faite dans le même métal.
Selon moi l'ensemble devrait peser 8 kilos voire 9 à tout casser, bien-sûr sans aucun autre accessoire...

Par ici, il est certainement plus simple de travailler des tubes en acier. Et quand je suis fatigué ou que je ne m'en sors plus, le ferronnier du coin de la rue me donne un sérieux coup demain et pour pas grand chose.
Petite anecdote: j'ai d'abord voulu faire du Krupp, comme toi; j'ai donc utilisé des tubes carrés bien lourds de 40mm de côté pour fabriquer le berceau. L'objet était tellement massif que je ne savais pas comment m'en débarrasser. J'étais chez mon ferronnier et c'est là qu'un de ses clients me dit: "très design ce pied de table basse!". Eh beh je le lui ai vendu 200 euros, et il est allé s'acheter une vitre à poser dessus!
Du coup, mon ferronnier s'est mis à en fabriquer d'autres!

Pour la CCD, j'ai toujours pas choisi. J'ai passé beaucoup de temps chez O.U. au mois de septembre et j'ai eu le temps de parler avec Rémi, Richard et bien d'autres: la CCD qu'il me faut avec le niveau d'humidité que j'ai ici, est tout simplement hors budget,pour le moment...

Concernant le barillet, moi il me semble bien fait. Maintenant en lisant quelques commentaire plus haut j'ai comme un doute...
Je retiens avec bonheur la proposition de virer le liège et de mettre du téflon à la place.
Plus sérieusement, pour moi il a l'air parfait.

On avance bien je vous montre les photos du travail de la semaine ce week-end.

JF

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
Oui, sauf que tu n'as pas un verre de même longueur linéaire que ton tube
serrurier. Donc faire la différence entre les coeffs de dilatation de l'acier et celui du verre et multiplier l'ensemble par la focale, ne marche pas. En y refléchissant, le changement de focale du verre du a la différence de température entre les deux faces ne marche que lors de la phase dynamique de thermalisation, après les deux faces devraient avoir de nouveau la meme température et donc le miroir sa focale initiale. J'ai trouvé dans la littérature plusieurs valeurs du coeff de dilatation thermique de l'acier, allant jusqu'à 25 10^-6, dépendant de la qualité de l'acier (et puisque j'ignore celle de mon ferronier du coin, je prends le max). D'autre part, si le but est bien de ne pas refaire le focus durant la nuit, il faut prendre, à mon humble avis, nettement plus que 0.5 degrées. Plutot 10 K. Et la, on revient vite à mon résultat, 400microns, 10 fois trop. Donc: soit refocaliser en permanence, ou alors asservir, ou alors Carbone.

Share this post


Link to post
Share on other sites
JP, une série de questions pour toi au regard du débat lancé par Musicos:

Je vois tes gros tubes sur ton site:tu fais de la photo avec? Les barres sont en acier? as tu des problèmes de mise au point assez gênants pour refaire 10fois ta mise au point au cours d'une séance d'imagerie? la dilatation ou la contraction des métaux en fonction de la température est-elle une donnée sensible pour toi?

Merci d'avance.

JF

Share this post


Link to post
Share on other sites
Musicos, les questions que tu soulèves m'ont interpellé.

Le coefficient d'expansion linéaire de l'aluminium est de
23,1×10^-6

Celui de l'acier est presque inférieur de moitié!

Soit 12×10^-6

Je me dis donc que pour une focale de 1600mm, mon tube qui n'est composé que pour un tiers de sa longueur de tubes en acier,le reste étant en carbone, verra sa longueur varier en fonction de la température, 6 fois moins qu'un tube entièrement en aluminium et de focale équivalente.

Ton raisonnement devrait amener à dire qu'aucun tube du commerce ne tiendrait la mise au point plus de 10 minutes...

Je reviens aux newtons Alluna dont le berceau est en Aluminium; si le choix de ce matériau peut avoir de telles conséquences sur la qualité et la stabilité de la mise au point, pourquoi l'utiliser?

Idem pour les tubes Celestron (c'est pas un bon exemple, désolé), Takahashi, Intès et autres qui sont en alu?

Y'a forcément un truc qui cloche dans ton calcul ou alors je pige rien.

Amicalement.

JF

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
musicos tu as raison, le miroir ne fait pas une longueur focale d'épaisseur oups

le carbone, au moins en amateur, est donc intéressant si on ne veut pas refaire le focus trop souvent en cours de nuit. d'un autre coté pour un équatorial les flexions du tube qui accompagnent le pointage d'un nouvel objet suffisent peut être à exiger de refaire cette mise au point, que le matériau soit de l'acier ou du carbone.

pour ce qui est de la différence de température entre les faces du miroirs je pense qu'elle n'est quasiment jamais nulle mais pas pour autant significative après la phase initiale d'équilibrage thermique en début de nuit. le signe de cette différence peut s'inverser en fin de nuit mais sans retrouver des amplitudes gênantes pour la mise au point. on peut imaginer que la température varie beaucoup en cours de nuit et que le miroir passe sont temps à ne jamais réussir à s'équilibrer thermiquement mais de telles conditions météo sont elles de toute façon compatibles avec l'obtention de bonnes images?

Share this post


Link to post
Share on other sites
"Y'a forcément un truc qui cloche dans ton calcul ou alors je pige rien."

Désolé, il n'y a pas de mal, mais je pense que c'est la dernière de tes possibilitées qui gagne. En fait, tu n'as que très très peux d'instruments ouverts à f/4 et plus court dans le commerce. La rigueur sur la variation thermique est extrême. Plus tu rallonges le rapport focale/diamètre, plus les contraintes se relachent rapidement. Ce n'est que à rapport d'ouverture extrême que les chosent se compliquent. Aussi, on parle de la qualité image absolue pour faire de la CCD haute 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, l'alu ayant un coeff de près de 23 10^-6.

mon calcul est bon. C'est quand même pas difficile de multiplier 25^10-6 fois 1.5m (focale) fois 10 degrees Kelvin, pour arriver à 375 10^-6 m, cad approx 400 microns, cad 0.4 mm, 10 fois plus que la tolérance. Si seulement un tiers de ton tube est en acier, l'effet ne sera que d'un tiers...

Torsten

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this