Большой опыт создания башен с купольным покрытием был получен в Пулковской обсерватории за многие годы ее деятельности. Главный конструктор оборудования основных астрономических инструментов этой обсерватории, Юрий Сергеевич Стрелецкий предлагает аван-проект быстровозводимой башни с купольным покрытием (выполненный в виде макета). Ее, например, возможно применить для наблюдений, проводимых Арктическим и антарктическим научно-исследовательского институтом.
Назначение
Сооружение предназначено для использования в сложных условиях в горных местностях и/или сложных метеорологических условиях в зонах с суровым климатом.
Устройство
Основные узлы: башня 1, купольное покрытие 2 и подъемник 3.
" Башня смонтирована на стальной раме 4, закрепляемой анкерными болтами к основанию, например, скальному грунту.
Несущая конструкция башни представляет собой поворотный портал, который из исходного около горизонтального положения приводится в вертикальное рабочее положение посредством, например, тросовых приводов. Поворотный портал представляет собой параллелограммную конструкцию. В ее состав входят следующие основные узлы: несущая стальная труба 5, два поворотных плеча 6, суппорт 7.
Несущая стальная труба диаметром 400 мм (из стандартного сортамента), в нижней части шарнирно установлена на осях 2-х кронштейнов 8, закрепленных на раме 4. Два поворотных плеча 6 из стальных профилей, установлены на осях 2-х кронштейнов 9, закрепленных на раме. Суппорт 7 соединен с 2-мя верхними шарнирами 10 двух поворотных плеч 6 и верхней поворотной осью 11 несущей трубы 5.
Купольное покрытие 2, которое установлено на суппорте 7, содержит поворотный круг 12, укрытие из наклонных плоских панелей 13, прямоугольную смотровую щель с раздвижными створками 14, сформированную на одной из плоских панелей.
Внутри купольного покрытия на верхней площадке несущей трубы 5 установлен наблюдательный прибор 15 (например, оптический астрономический инструмент, такой как телескоп). Для доступа внутрь купольного покрытия на одной из панелей на петлях установлена дверца 16, откидываемая вверх.
Подъемник 3 состоит из двух наклонных стальных профилей 17 с рельсовыми путями и подвижной каретки 18 с ограждением для персонала, перемещаемой тросовым приводом. Подъемник снизу закреплен на главной стальной раме 4, сверху соединен с площадкой обслуживания, закрепленной в нижней части купольного покрытия 2 непосредственно под дверцей 16.
Транспортировка и монтаж
Основные узлы доставляются, например, автотранспортом на колесном или гусеничном ходу. После разгрузки на месте установки рама закрепляется на основании, основные узлы соединяются вместе в исходном положении. Затем производится подъем из исходного в рабочее положение посредством приводов самой конструкции.
Отличительные особенности
Простота и удобство монтажа в труднодоступных местах, например, в Арктике, Антарктике, горных местностях. Это обеспечивается за счет подъема башни вместе с купольным покрытием из исходного в рабочее положение. Вся конструкция выполнена из типовых деталей, имеющих невысокую стоимость.
Стойкость к сложным метеорологическим условиям: сильным ветрам, снеговым зарядам. Обеспечивается за счет узкой прямоугольной щели и двух приводных раздвижных створок, установленных на одной из наклонных панелей. Каждая створка в верхней части установлена на поворотном шарнире, в нижней части входит в направляющую.
Функционирование и проведение наблюдений
Поворот наблюдательного инструмента вокруг вертикальной оси выполняется вместе с поворотом купольного покрытия на поворотном круге. Поворот инструмента вокруг горизонтальной оси – за счет привода его монтировки.
Наблюдения выполняются в основном дистанционно. Периодическое обслуживание и наладку оборудования выполняет оператор, поднимающийся на каретке с ограждением на площадку обслуживания и далее внутрь покрытия через подъемную дверцу.
Представляемый аван-проект разработан с целью обеспечения следующих требований:
- предельная простота изготовления
- удобство при транспортировке.
- минимальные дополнительные требования для монтажа на месте в сложных полевых условиях.
Указанный объект может представлять интерес для астрономических экспедиций в различных климатических поясах. Он с успехом может быть применен как для указанных задач, так и для устройства школьных астрономических обсерваторий в отдаленных местностях.
Участники разработки аван-проекта:
Автор проекта — Юрий Сергеевич Стрелецкий, главный конструктор оборудования основных астрономических инструментов ГАО.
Научный консультант — Старший научный сотрудник Арктического и антарктического научно-исследовательского института, кандидат физ. мат. наук Сергей Николаевич Шаповалов.
Участники изготовления макета:
Инженер-механик Валерий Романович Лесов
Валерия Александровна Стрелецкая
Татьяна Юрьевна Стрелецкая
Комментарии (15)
VT100
15.06.2019 11:13Не повлият-ли относительно малый объём под куполом на температурный режим?
technarium Автор
15.06.2019 13:36Температурный режим внутри — такой же как снаружи. В чем состоит вопрос?
jaiprakash
15.06.2019 12:291. Конструкция выглядит крайне хлипкой, в горах и степи её будет расшатывать ветром. Ещё и с такой высотой… Шарниры… Для выездов берут трейлеры с опорами, например.
2. Подъёмник вместо простой лестницы? Ну не знаю… Может стокилограммовое что-то устанавливать.technarium Автор
15.06.2019 13:32Это макет. Быстровозводимые сооружения для подобных целей, которые ранее предлагались и были запатентованы, содержат, например, наклоняемую траверсу. Здесь опорная часть, рассчитанная на установку инструмента на высоте 4 м, содержит стальную трубу диаметром 40 см, которая в рабочем положении замоноличивается. Суппорт под куполом фиксируется тросовыми растяжками с талрепами.
Подъёмник простой, направляющие из стандартных профилей, привод стандартный. В жестких условиях окружающей среды поднимать инструменты, принадлежности итп по лестнице на такую высоту не вполне удобно.
CombaSoft
15.06.2019 13:52Это нужно как-то затащить в горы. При таком раскладе затащить это в горы выглядит таким же сложным как затащить в горы купол, башню и оборудование для их монтажа. За счет чего обеспечивается автономность работы — из проекта это не видно.
Простота и удобство монтажа в труднодоступных местах, например, в Арктике, Антарктике, горных местностях
Так и собирали бы не на ровной поверхности стола, а на имитации «косогора» или другого «сложного рельефа местности» — чтобы наглядно показать применимость конструкции в таких условиях.
Еще нет обоснования применения башни, а не каких-то очистных устройств, срабатывающих при снегопаде. Сложность монтажа башни и её стоимость против стоимости «дворников» и их применимости вообще.
Так же интересно для чего тащить в горы нечто мелкое, если уже существуют обсерватории в местах с хорошим астроклиматом — какие практические задачи может решить такое оборудование?technarium Автор
16.06.2019 00:43Основные узлы доставляются, например, автотранспортом на колесном или гусеничном ходу.
Рама всегда выставляется в горизонтальное положение.
Аван-проект создан под реальные задачи наблюдений, поставленные научным сотрудником НИИ Арктики и Антарктики. Рассчитан на телескопа с зеркалом до 500 мм.
jaiprakash
15.06.2019 15:30Так же интересно для чего тащить в горы нечто мелкое, если уже существуют обсерватории в местах с хорошим астроклиматом — какие практические задачи может решить такое оборудование?
Нет аренды и очереди на наблюдения
CombaSoft
15.06.2019 17:01Выше было в комментариях про то, что длительные выдержки в такой «будке» невозможны.
О выдержках какого порядка речь? — интересен ли в итоге будет такой сетап?
Пока всё еще не ясно для чего это — вложиться, поставить и пытаться конкурировать с chilescope например? Если же для пользования одним конкретным ЛА или группой — то это выглядит сомнительной затеей — непонятно кто мог бы «потянуть» подобное по финансам. Добсонов 16-18" по стране хорошо если два десятка наберётся; что-то более основательное — так люди объединяются, «Астроколхоз» из Питера тому яркий пример.
Это же еще и обслуживать нужно — кто может себе позволить регулярно, хотя бы раз в месяц катать в горы?
В общем, я лично не понял зачем это, кому может быть полезным и мне хотелось бы услышать от автора и причастных какой вы видите эксплуатацию этого устройства. Кто бы мог этим пользоваться, для достижения каких результатов.
DmitrySpb79
15.06.2019 21:57Интересно, только причем здесь ИТ? Если бы в Пулково простую конструкцию башни для астрономов-любителей разработали, в рамках этого сайта все же было бы полезнее.
technarium Автор
16.06.2019 00:49Макет башни (из недорогих материалов и с несложным монтажом) для астрономов-любителей по предложению того же автора, Ю.С.Стрелецкого тоже недавно создан. Его можно будет представить позднее.
CombaSoft
15.06.2019 22:36Интересно как будет реализовано крепление рамы (4 на первой фотографии) к так сказать рельефу местности. Допустим, можно найти плато и там расположиться, но всё равно скорее перепад в пару дециметров придётся как-то обыграть. Будете ли делать выравнивание рамы? Ведь свойство параллелограмма — противоположные стороны параллельны, а значит, купол (или что там будет) будет выставлен точно так же как и основание. Это свойство используют например в монтировках «параллелограмм» для биноклей. Там это свойство выполняет полезную функцию. Тут оно тоже может пригодиться, но только при условии, что раму сможете выставить по горизонту. Возможно, будет проще не раму выставлять по горизонту, а сделать сторону, которая параллельна колонне («поворотные плечи» №6 на фотографии), с актуатором.
Ожидаемый вес купола не прикидывали? Я прикинул, получается в районе 450кг.
Это грубый подсчет: если взять за основу конструкции купола геодезик(полный шар, не усеченный), ребра 30х30мм, то вес таких ребер из сосны будет около 82кг(на деле меньше, т.к. я заложил влажность 90%), обшивка… ну допустим из влагостойкой фанеры 15мм — это еще ~275кг, из оборудования — маунт в пределах 25кг, труба тоже в пределах 25кг(если говорим о 10-12" инструменте) + гид, камера, колесо фильтров.
p.s. я если что не астрофотограф, так что расчеты прикидочные.
p.p.s. как будете делать удалённые мониторинг и управление? Как обеспечите бесперебойное питание, канал связи, какое программно-аппаратное решение для управления и снятия данных телеметрии будете использовать? — что-то готовое или своё писать будете?technarium Автор
16.06.2019 01:06Расчет сделан на простоту конструкции, с обычным выравниванием рамы.
Грани купола — из алюминиевого листа. Раскладку по весам элементов представим в отдельном комментарии.
Мониторинг, управление, бесперебойное питание — эти вопросы не прорабатывались. Все это будет отражено в ТЗ в случае заказа на изготовление и монтаж.
technarium Автор
17.06.2019 10:03Макет выполнен в масштабе 1:10. Обшивка купола — алюм.лист толщиной 2 мм. Масса купола 250-300 кг, поворотного круга — 100 кг, трубы телескопа с зеркалом 40 см — 60 кг.
DryominG
Я так понимаю в конструкции не предусмотрено разделение опор для оптического оборудования и обвязки (купол, конструкция опор, каретка и т.п.) — как это повлияет на качество астрономических наблюдений и длительных экспозиций при фотосъёмке?
technarium Автор
Оптическое оборудование базируется на стальной трубе диаметром 40 см, которая в рабочем положении замоноличивается. Фотосъёмка с длительными экспозициями в данном варианте не предусмотрена. При сильных ветрах/снегопадах шторки на наклонной плоскости граненого купола закрываются приводом.