Porter mon expérience positif pratique équilibrer le télescope Dobson, avec l'utilisation de ressorts de traction en remplacement de contre-poids lourds.
Un télescope Dobson se comporte en pratique comme un levier de première classe, Voilà comment une échelle classique avec deux bras et point d'appui (fulcrum).: le bras, A dire (Voir image); va du barillet du miroir primaire jusq'au pivot du levier qui coïncide avec le Centre des roulements d'altitude ” en forme de lune Croissant” -; et le bras, dire B, qu'il va de cet centre à l’extrême haut opposé, formé de tubes treillis se terminant dans la cassette du miroir secondaire.
La force d’équilibrage requise, Elle augmente avec le cosinus de l'angle d'inclinaison de la lunette, et il est égal à zéro avec le télescope pointant au zénith
Et’ C'est en pratique une levier de premier ordre dont le point d’appui entre les deux extrémités opposées qui représentent la puissance et la resistance mecanique, qui doit être équilibré afin de parvenir à un équilibre mutuel souhaité, qui permet au télescope de ne pas bouger de la position dans laquelle il est pointé.
La balance de précision recherchée est généralement pas critique, parce qu’il y a, pour les télescopes bien faits, une tolérance de fond, toujours fourni par le frottement des paliers d’altitude fabriqués avec des matériaux comme le téflon – frottant sur Fòrmica pas lisse, simil «black star»... (ou téflon et autres stratifiés « HPL » aka la version ou bien de Fòrmica italienne avec surface «Sableuse» type HPL impression ABET LAMINEes «décoration minimale # 236;» ou 563 catalogue, etc.).
L’augmentation récente des projets vers dobson toujours de plus en plus léger, pour une portabilité accrue, implique la difficulté progressive de leur équilibrage, parce que, pour l’allégerer l'on favorise une caisse du miroi primaire très baisse, donc, avec le bras de levier A très court, qu'il risque de determiner un moment de résistance non plus en mesure d’équilibrer le moment fort cu cotè B opposè de la balance, notamment donné par la somme des moments de chaque composant qui existe sur la face B du levier. Par exemple,: treillis + cassette du secondaire + miroir secondaire et son support + focuser + œil + Chercheur optique + Schercheur point rouge ou Telrad.
aujourd'hui, a ne pas encourager la balance contribuent aussi les oculaires grand-angulaire, spectaculaires, confortable et très puissant... mais beaucoup plus lourds des vieux oculaires.
Pour un levier mécanique comme le télescope Dobson vaut toujours la règle que pour équilibrer le poids d’un oculaire d'un hectogramme inséré au porte oculaire d'un telescope avec rapport f / d (par exemple) F = 5, Il faut ajouter “F fois”, -à-dire un demi-kilogramme de poids derrière le miroir primaire.
(dans l'optique, la lettre F représente le rapport entre la distance focale de la lentille, divisé par son diamètre. par exemple, un télescope de 300 mm diamètre miroir et distance focale 1500 mm a un rapport f / d de F 1500/300 = 5).
Chaque allègement de la structure de dobson, va donc toujour donner la nécessité de le doter des contrepoids plus élevés.
Et ce besoin amène bientôt face au “impasse” d’au point de vue pratique, consistant dans l'alléger la structure ….pour devoir transporter avec soi tant de poids équilibrage comme est l'allégement operè. .
Peut-être que l'unique solution technique en gre de ne pas effacer le bénéfice de l’allégement, Elle consiste en la transformation des contrepoids (qui en fait sont des charges statiques ), dans des charges dynamiques fournies par ressorts de traction , ou en elastiques de caoutchouc (pour ce dernier, voir ici un exemple d'équilibre du télescope léger: https://www.grattavetro.it/ri-bilanciamento-dinamico-con-elastici-di-telescopio-dobson-light/), et dans les cas extrêmes à l'installation sur le télescope d'un frein de stationnement https://www.grattavetro.it/costruzione-dobson-light-300f6-con-freno-a-disco-fase-1-realizzazione/.
Il est vrai que certains soldes «impromptues» peuvent être facilement trouvés (Dans les OASIS sahariennes j'ai usè a ce but mes bottes de randonnée, qu'avec leurs longs lacets permettaient d'être accroché àu trépied de mes jumelles). Mais l'on peut faire beaucoup mieux en transformant les charges statiques en dynamiques, pou obtenir egalement l'équilibrage d'un telescope transportable à la main, ou de l'épaule dans un sac à dos.
De nombreux "experts» d'Amerique, pour cette raison, ils ont remplacé les poids derriere au miroir primaire avec une paire de ressorts, un sur chaque côté du télescope. Principe mécanique, j'ai vu également appliqué à la sumérienne Alkaid européenne, mais pas une traction adéquate rend l'élasticité d'un ressort, mais celle d'un élastique en caoutchouc.
Les deux ressorts de tirage agissent sur chacun des deux paliers d’altitude du dobson en forme de demi-lune , alors qui ensemble fournissent une force dynamique à équilibrer, qu'Il doit grandir avec la croissance de l’angle d’inclinaison du telescope.
COMMENT ATTEINDRE LA PRATIQUE CIBLE DANS LA BALANCE
Les ressorts adaptés sont ceux de type a traction (vis a dir , avec la spirale fermé qui les rend «préchargé» et extensible baucoup plus efficacement que les ressorts classique a compression ayant les spires espacées (pas bonnes pour cette utilisation).
Les ressorts demandent une force directement proportionnelle à leur allongement relatif.
Mais pour équilibrer un dobson il faut que la force devrait être minimale lorsque le telescope pointe au zénith, et devrait augmenter jusq'au maximum que vous devrez avoir a la position horizontale du télescope.
Et cette tendance à la hausse reflète fidèlement l'augmentation du cosinus de l'angle de pointage ... Comme, en termes simples, Nous reconnaissons que le cosinus de notre angle est représenté par la projection sur l’axe horizontal (le sol), de son vecteur, croissant de plus en plus en longueur (a savoir, en force) de plus en plus que l'on incline le telescope, comme le montre l'image précédente.
Chaque ressort est liée à une extrémité fixée sur la partie inférieure de la boîte du «rocker», Alors que l'extremitè mobile est connecté à un câble d’acier qui atteint l’extrême de la voisine demi-lune/altitude parmis d'une poulie de renvoi.
La poulie interposè, et son diamètre (que plus il est petit et plus va augmenter la résistance utile) a pour but de repousser le tir afin que la force puisse augmenter avec la croissance du cosinus de l’angle d’inclinaison du telescope.
La force de traction des ressorts des deux côtés de la lunette, est égal à zéro dans l'image de droite lorsque le télescope pointe vers le zénith, et augmente dans les images à gauche, avec l’augmenter de l'inclinaison, selon l’augmentation du cosinus de l’angle
Chacun des deux ressorts (en couleur vert sur l’image) installé sur les deux côtés du télescope, se fairà charge de la moitié du poids total a rééquilibrer.
Pour une meilleure compréhension, je pense que c’est utile d’exposer l’application pratique sur un des mes dobson que j'ai fait en suite au change d'un lourde miroir Hubble, avec un plus leger.
En premier lieu, vous devez monter l’instrument complet avec tout le matériel d’observation qui est necessaire d’équilibrer. Et puis fait ce la, Il faut relever en pratique en plaçant avec des poids, Combien de kg de contrepoids est nécessaire ajouter derrière la caisse du primaire pour récupérer l’équilibre général.
Dans mes tests, j'ai trouvé qui a servi 2,3 kg.
Chacun de mes deux ressorts s’opposeraient alors un maximum de "tir» (2,3/2=) 1,15 kg
Un regard sur le rayon des paliers d’altitude, qui dans mon cas ils étaient 260mm, J’ai décidé que je pouvais faire utile 240 mm de la longueur indiquée pour attacher l’extrémité du cordon relié àu ressort de traction.
(Toutefois, tout au long de ce trait de 240 mm aurait eu la possibilitè de déplacer à mon plaisir le fixage de la traction, et avec cela pouvand varier la longueur du «bras» mecanique de la force, en m'assurand l'atteinte a fin travailt, d'une réglage très précis de l’équilibre des forces desirè).
Donc, la force de 1, 15 kg divisé par son «bras» de 240 mm, m’a donné la rigiditè que le ressort adequate devait avoir (Le rapport entre la charge et l'allongement est en fait appelèe techniquement raideur du ressort) a savoir, plus ou moins (1150g / 240mm = ) 4,8 grams pour chaque millimètre d'allongement.
Cela signifie que le ressort approprié, chargé avec un poids de 100 grammes, Il s’étendrait de 20,8 mm... ou chargé par un kilogramme pourrait être rallongé de 20,8 cm:
Le second et dernier paramètre pratique à trouver, fut la mesure de la extension maximale que le ressort devra atteindre (Lmax), sans se détériorer lorsque le telescope est passè a pointer du zénith jusqu'à l’horizon.
L’extension nécessaire est obtenue en mesurant l’excursion de la distance entre le centre de la poulie de renvoie , et le point d’ancrage du câble terminal sur le palier d’altitude, Alors que l’inclinaison de l’instrument, va du Zénith à l’horizon.
Ces trois donnès sont le minimum indispensable requis pour réaliser avec succès un équilibrage.
Avec les deux derniers, les constructeurs des ressorts (En plus de nous donner des bornes des ressort faites en anneau complet, centré comme il est commode pour cet usage), sont en mesure de dimensionner exactement ce dernier.
En effet, : Avec l’extension que vous desirez, le fabriquant des ressorts est en grè de déterminer le diamètre optimales des spires du ressort (dont plus petit est le diamètre et plus le ressort aurait una vie brève a cause d'une trop forte torsion des spires) ; et avec la charge unitaire, le fabricant peut déterminer le diamètre du fil en acier qui utilisera, compte tenu du module d'elasticitè tangentielle G propre de l'acier harmonique à utiliser.
Si les ressorts ne sont pas fournis par un fabricant, mais, par exemple, acheté dans un centre commercial de bricolage, les choses sont un peu plus compliquées par les compromises empirique qu'il faut trouver le long du chemin, peut-être en mettand plusieurs en série (afin d'obtenir allongements importants) ou en parallèle (Pour plus de force).
Dans ces cas,, pour s'entourer dans l’environnement il faut se faire «l’oeil», et donc il a besoin de connaître les règles générales de construction qui affectent les ressorts, Regles qu'ils sont comme suit:
Généralement, le diamètre du fil des ressorts qui font les besoins d'equilibrage des quelques chilo pour les telescopes dobsoniens, est comprise entre 1 mm et 1,5 mm.
pour consequence, une deuxième règle technique des initiés détermine que le diamètre de la bobine du ressort a pris au centre du fil , doit etre égal à dix fois le diamètre du fil.
Mais le fabricant peut varier le diamètre de la bobine, en fonction de l’élongation maximale atteindible.
En fait, plus le diamètre de la bobine et le plus petit la sollicitation pour tordre le fil du ressort, pou ne pas aller trop près de la limite d’élasticité en torsion, et nuire à la vie du ressort.
Normalement un ressort de traction est conçu pour être sollicitè en extension jusqu'à 2,5 o max une 3 fois sa longueur au repos.
Dans mon télescope, je desirait des ressorts peuvant s’étendre à 380mm pour explo le bras maximal de mon levier de 240 mm (sur 260 de rayon des paliers d’altitude) et qu'ils avaient une raideur de 4.8 g / mm.
Avec ces données d’entrée le fournisseur m'a calculé et fourni les ressorts avec fil diamètre 1 mm, chacune 150 mm long et avec diametre exterieur de 12 mm.
Tout le travail donc peut être fait de façon pratique, pas besoin de faire des calculs en avant.
Toutefois, pour ceux qui ne veulent pas se priver du plaisir à tirer des données, formules rigidité et extension des ressort en spirale sont comme suit, ou:
g Il est le module d'élasticité en torsion (dépend de la qualité du fil, mais il est généralement d'environ 8000);
ré est le diamètre du fil;
r est le rayon de la spire au centre du fil
Raideur = π • G • D fil ^4
extension = rigidité / (32• rayon spire ^ 2 • Longueur ressort en mm)
L’extension indique le Kg nécessaire pour compresser ou prolonger d' 1 mm un ressort
Ceux qui veulent se renseigner peuvent trouver un bel article de Tom Krajci sur le magasin Sky & telescopes Novembre 1999 page 130 "A balancing act for dosbsonian telescopes»