|
Elle est réalisée à partir d’assemblage de profilés carrés en aluminium de 20 mm de côté.
Pour la facilité du travail, j'ai opté pour des profilés modulaires (Systeal)
qui disposent d'un ensemble d'accessoires de montage (équerres 90°, équerres 135°, éléments articulés, poignées, etc).
Ils sont certainement plus lourds et plus chers que des profilés carrés classiques mais ils permettent de faire facilement des essais
et des corrections d'erreurs par montage/démontage. En fin de processus, les éléments sont collés à l'araldite bleue pour rigidifier l'ensemble
et éviter que des vis se désserrent.
Ils ont aussi l'avantage de permettre des assemblages qui n'empiètent que sur les faces internes des profilés.
Ceci permet de laisser libres les faces externes (qui doivent s'ajuster à l'intérieur de la valise de rangement) ainsi que les faces
inférieures et supérieures (ce qui permet un empilement aisé de la cage du secondaire sur le barillet dans la valise).
L’araignée
C’est une copie conforme de celle utilisée sur le STROCK 250 et le T400 de Serge Vieillard, soit une araignée à 3 branches en T désaxée.
«Cette configuration originale permet de passer derrière le miroir et non devant, pour une compacité en hauteur évidente.
Elle limite considérablement le porte-à-faux du miroir par rapport au système de fixation.
De plus, elle est désaxée par rapport à l'axe optique du système. Cela permet de placer l'une des 3 vis de collimation du secondaire
sur cet axe optique.
Dans un newton, le secondaire doit être excentré de l'axe optique pour conserver le cône de pleine lumière.
C'est ce qui est appelé le " shifting " du secondaire. Un calcul ou une épure à l'échelle permet de dimensionner précisément ce décalage.
Le shifting est ici pris en compte dans les plans».
La modification majeure par rapport au STROCK 250 consiste à une forme pyramidale de l’assemblage des branches,
reliant directement l’anneau hexagonal au support du miroir secondaire.
Elle est réalisée en carbone et aluminium. Tous les assemblages sont collés.
Le support du miroir
Le miroir est collé au silicone sur sa plaque support selon le même protocole que celui décrit sur le site du STROCK 250 (utilisation
de colle pour aquarium).
Cette plaque est un morceau de circuit imprimé pour électronique. Elle a l'avantage d'isoler thermiquement le dos du miroir
contre le refroidissement nocturne et ralentit l’apparition de la buée (truc donné par Charles Rydel sur le site de "futura science"
où il décrit la fabrication d'un STROCK 250). Les cornières d'aluminium sont collées à l'Araldite sur cette plaque.
Sur les 2 cornières sont fixées 3 touches de contact où viennent s'appuyer les 3 vis de réglage.
La collimation de l'ensemble respecte le principe isostatique du point-trait-plan représenté par ces 3 touches.
Le point est dans l'axe optique du télescope (qui rappelons le, n'est pas celui du secondaire). Il est le pivot du système.
Il est matérialisé par la vis de collimation centrale dont l'extrémité est limée en pointe. Celle-ci vient se positionner dans une cuvette conique,
réalisée dans une des touches en laiton. Ainsi, le miroir peut bouger et pivoter en tout sens tout en conservant son centrage et sa hauteur par rapport à ce point,
donc au porte oculaire. Cette vis permet le réglage en hauteur du secondaire par rapport à l'axe du porte oculaire. Ce réglage est réalisé une bonne fois pour toute.
Le trait doit bloquer en rotation la plaque support du secondaire tout en participant et permettant son orientation.
Pour ce faire, sa direction doit passer par le point pivot. Il est impératif de faire au préalable une collimation soignée du secondaire avec le porte oculaire
pour repérer et marquer avec précision la position de la pointe de la vis par laquelle le trait passera.
Il est réalisé avec une petite lime ou une petite fraise conique de modélisme dans une des touches.
Le plan bloque par simple butée l'ultime degré de liberté qui reste à ce système. Ici, l'extrémité de la vis est arrondie pour permettre un bon glissement
sur la dernière touche.
Un ressort plaque fermement le support sur ces 3 vis.
Il est important que cet ensemble ne présente aucun jeu. C'est pourquoi, une fois le réglage de hauteur du secondaire parfaitement réalisé
(réglage définitif), il convient de bloquer la vis centrale par un point de colle.
Pour diminuer le jeu des 2 autres vis, dont le réglage est à refaire à chaque montage du télescope,
il faut utiliser des trous taraudés de longueur maximale. J'utilise des petites pièces de bois collées sur la cornière puis forées et taraudées
en même temps que celle-ci.
J'utilise des vis CHC M4 et, sur les 2 vis utilisés pour la collimation, j'ai enfilé et collé des petites perles de bois préalablement
percées d'un trou aux dimentions de la tête de la vis.
Le porte oculaire
Pour ce télescope, un porte oculaire (PO) de 50 mm de coulant serait sans doute un premier choix mais, pour des raisons budgétaires,
je n'ai pas l'intention d'acheter d'autres oculaires et filtres que ceux que j'utilise avec le STROCK 250.
Le choix de profilés modulaires rendant déjà la cage relativement lourde (environ 1kg), il était utile de compenser un peu avec
un porte oculaire poids plume. J'ai donc opté pour le KINEOPTICS HC-1. Il fonctionne très bien sur le Strock 250 et ne pèse que 60 grammes.
Bien entendu, on pourra regretter qu'il n'aie pas la précision d'un Crayford avec démultiplication...
La position
La forme octogonale impose naturellement la position du PO au centre d'un des tronçons. Pour faciliter les observations basses sur l’horizon,
ils sera placé "classiquement" à 45° par rapport à l’axe de rotation en altitude.
Le barillet
Les points de contacs
J'ai repris le principe du barillet à 18 points flottants du T400 de Serge Vieillard avec 6 triangles montés
2 à 2 sur 3 leviers basculants.
Ici aussi, le logiceil PLOP recommande de ne pas supporter uniformément le dos du miroir et propose une image similaire.
Le creux central sera masqué par le miroir secondaire.
|
|
| Points de contact calculés par PLOP |
Barillet vu du dessous |
|
|
|
| Plan général du barillet |
Zoom sur leviers et vis de collimation |
Levier basculant vu de profil |
La collimation
J'ai repris le génial concept mis en œuvre sur les STROCK 250 avec sa collimation par le haut "par devant" grâce à 2 vis de réglage,
agissant sur 2 leviers. Le 3ème point sera fixe.
Un barillet en aluminium
Le barillet est réalisé principalement en aluminium. C’est l’élément principal du télescope, sur lequel tous les autres viennent s’accrocher.
Le barillet est constitué d’un simple cadre de profilés modulaires assemblés et collés, selon le même principe que la cage du secondaire
(voir plus haut).
Il aura la même dimension extérieure que la cage du secondaire ce qui permettra de la poser facilement sur lui lors du rangement dans la valise
et facilitera la fabrication de l'accastillage des tubes.
La boite à miroir se posera sur lui mais il devra déborder de cette dernière pour permettre la fixation des tubes et
la pose d'équerres qui la bloqueront. Les profilés utilisés pour le cadre seront donc de section rectangulaire (40 x 20 mm)
L'écartement entre les équerres permettra également de bloquer la cage du secondaire lorsqu'elle sera posée sur le cadre
à l'intérieur de la valise.
Le cadre sera traversé par un profilé sur lequel viendront s'articuler les 2 leviers de collimation. Ces 2 leviers dessinent
un triangle et ont leur système de réglage du côté du cadre.
Leurs positions sont desinées de telle manière qu'ils s'insèrent dans l'ouverure de la boite à miroir lorsqu'elle sera posée dessus.
Sur ces 2 leviers et sur le profilé transversal viendront s'articuler les 3 leviers basculant avec, à leurs extrémités, les 6 triangles
de sustentation.
Les tourillons d’altitude viendront se fixer sur les 2 montants par le biais d’écrous adaptés à ces profilés (ils se glissent dans les fentes
et sont collés) et d'écous moletés. Pour plus de solidité, j'ai percé le profilé derrière les écrous de telle manière
que les vis traversent partiellement le profilé.
Les tourillons
Calcul du centre de gravité
Ces deux tourillons sont essentiels au bon fonctionnement du télescope. Leurs dimensions et leurs positions conditionnent l’équilibrage
final de l’ensemble. C’est pourquoi il est essentiel de calculer le plus finement possible de centre de gravité (CG) de l’instrument.
Tout au long de la conception, cela implique qu’on doit estimer le poids et la position des divers éléments.
Au fur et à mesure de l’avancement des travaux, ces données théoriques se matérialisent et se concrétisent, permettant de positionner exactement
le CG.
Pour le calcul il faut imaginer le barillet posé par terre (hauteur 0 mm). On pèse alors chaque élément et on multiplie le poids par
la hauteur moyenne de l'élément. On fait le total des poids et le total des (poids x la hauteur moyenne).
Enfin, on divise ce dernier total par le premier pour obtenir la hauteur du centre de gravité par rapport au sol.
| Elément | Poids (Kg) | Hauteur (mm) | Poids x Hauteur |
|---|
| Ecrous Serrurier | 0,072 | -10 | -0,72 |
| Barillet | 2,1 | 20 | 42 |
| Miroir primaire | 13 | 52 | 676 |
| Caisse miroir | 2,8 | 50 | 140 |
| Quincaillerie serrurier bas | 0,2 | 25 | 5 |
| Tubes serrurier | 0,358 | 767 | 274,586 |
| Qincaillerie serrurier haut | 0,2 | 1495 | 299 |
| Cage secondaire | 1 | 1497 | 1497 |
| Araignée | 0,15 | 1540 | 231 |
| Miroir secondaire | 0,42 | 1540 | 646,8 |
| Baffle | 0,125 | 1750 | 218,75 |
| oculaire lourd | 0,275 | 1540 | 423,5 |
| Quick finder | 0,075 | 1540 | 115,5 |
| Pointeur laser | 0,065 | 1540 | 100,1 |
| Total | 20,84 | | 4668,516 |
| Centre gravité | 224,0170825 |
Par ailleurs, il faut prendre en considération la variation de la position du CG, selon que l’instrument est équipé ou non de son système optique
le plus lourd (oculaire + barlow), CG max et CG min. Nous en déduisons un CG moyen qui devra être le centre de rotation du télescope
et plus précisément, le centre géométrique des tourillons.
Enfin, plus l’écart entre le CG min et le CG max est grand, plus le coefficient de frottement entre les tourillons et les patins
devra être important. On pourra jouer sur le choix des matériaux en contact, leurs surfaces et éventuellement, d’accroître artificiellement
le poids de l’ensemble par ajout de ressorts ou d'élastiques (sandow).
Pour ce télescope, le CG est donc à 224 mm du sol. La variation de la position du CG est de +/- 12 mm
(ou +/- 18 mm si j'achète un jour, une barlow powermate 2,5). C'est gérable sans avoir recours à l’usage de ressorts en utilant
de l'aluminium sur des patins de teflon (comme pour le STROCK 250).
La forme
Pour une bonne rigidité, je leur ai donné une forme de demi-lune avec un pan permettant la fixation sur le barillet.
Compte tenu de l'épaisseur des flans de la valise "rocker", ils devraient avoir 20 mm d'épaisseur.
Ce sont des éléments assez volumineux qu'il aurait été intéressant de construire en structure composite.
Pour éviter les stratifications de résines epoxy, j'aurais pu essayer une combinaison "CPT/Balsa/CPT" voire CPT/Polystyrène extrudé/CPT".
Par peur de mon inexpérience en la matière, je n'ai pas osé et ai opté pour du CPT plein. Cependant, comme je n'ai pas trouvé de CPT 20 mm,
j'ai utilisé du CPT 18 mm sur lequel j'ai collé un panneau de "sandwich alu/epoxy/alu" de 3mm (Systéal).
Celà donne un rendu assez joli mais ce n'est pas idéal d'un point de vue mécanique car les tourillons (épaisseur totale 21 mm)
débordent d'1 mm des flans du rocker ce qui m'a obligé à écarter d'1 mm les calles de teflon qui les guident.
Le contreventement
On remarque que si les tourillons fléchissent et se déforment, ils perturbent d'autant la collimation de l’instrument.
Leur rigidité doit être maximale et ils doivent être fermement maintenus en place dans toutes les positions.
J'ai utilisé une structure triangulée en tubes de carbonne. J'ai pris du 14 mm car, dans cette marque, on trouve des raccords
articulés à partir de ce diamiètre. La structure se fixera aux tourillons et à la la valise du miroir, ce qui contribuera au bloquage
de cette dernière.
Le rocker et la base
Le principe
Le mouvement en altitude se fait en supportant les 2 tourillons par 4 patins.
On respecte ainsi les règles de l’isostatisme qui démontrent qu’un cylindre – les 2 tourillons - peut être parfaitement maintenu
par 2 vés générant chacun 2 points de contact – les 4 patins.
Un guidage latéral est nécessaire pour bloquer le 5ème degré de liberté. Ainsi, il ne reste que la rotation libre autour de l’axe du cylindre.
C’est le rocker.
Pour le mouvement d’azimut, on transmet les charges du télescope par l’intermédiaire de 3 patins frottant sur un plan horizontal,
la base et ce, toujours pour respecter les sacro-saintes règles de l’isostatisme – un plan porté par 3 points,
un axe supprimant 2 degrés de liberté, reste une rotation.
Ces cales sont fixées sous le rocker et disposées à 120 ° par rapport à l’axe de rotation vertical.
La forme
Pour que la valise soit une partie constituante du téléscope, j'ai utilisé la formule du Strock 250.
Une moitié de la valise sert de socle. Elle dispose d'un axe central rétractable et de trois patins de teflon.
L'autre moitié sert de rocker, elle dispose d'un anneau en mélamine pour réduire les frictions en rotation.
Ses flancs comportent les patins utilisés pour les mouvements en altitude et le blocage latéral des tourillons.
Ils sont découpés de telle manière que les tourillons se posent sur ces patins.
Pour garantir une bonne stabilité de l’instrument, le rocker et la base sur laquelle il frotte doivent être d’une grande rigidité.
Cette valise est l'élément le plus massif du téléscope et l'utilisation de CPT plein l'aurait rendue très lourde.
Je me suis donc lancé dans la réalisation d'un composite "CPT/Polystyrène/CPT" pour les 2 faces.
Comme je ne souhaitais pas dépasser une épaisseur de 19 mm, j'ai utilisé du CPT 5,5 mm et une épaisseur de Polystyrème de 8 mm.
Ce ne fut pas une mince affaire car les paneaux de polystyrème extrudé les plus minces que j'ai trouvé faisaient 20 mm d'épaisseur.
Jai donc du découper deux tranches de 8 mm dans leurs épaisseurs.
Les flancs étant très découpés et devant supporter l'essentiel des charges, je les ai laissé en CPT plein de 18 mm.
Malgré l'utilisaton de composite pour les faces, cette valise reste lourde. J'aurais peut-être pu essayer avec du CPT 3 mm ....
La largeur de la valise est conditionnée par la taille du cadre du barillet (identique à celle de la cage du secondaire).
Sa longueur doit lui permettre de contenir le cadre du barillet plus le débordement du porte oculaire mais c'est surtout
la taille des tourillons qui est l'élément le plus déterminant.
Son épaisseur minimum doit permettre d'empiler le cadre du barillet et la cage du secondaire (avec son miroir). L'araignée pyramidale
permettant de récupérer l'espace autour du miroir, les tourillons pouront occuper cet espace.
La taille des tourillons dépend de deux paramètres, la position du centre de gravité et l'angle formé à partir de ce centre avec les patins
de frottement. Plus cet angle sera petit, plus les tourillons seront petits mais plus haut devront être placés les patins, ce
qui augmentera l'épaisseur de la valise.
On recommende généralement un angle compris entre 55° et 65° (le T400 de Serge Vieillard descend à 50°, ce qui est sans doute
un minimum à ne pas dépasser sous peine de mettre en péril la stabilité de l'instrument).
Dans mon cas, un angle de 64° semblait un bon compromis qui permettait de maintenir l'épaisseur de la valise à son minimum sans trop
augmenter sa longueur.
|
