Projekt małego teleskopu SST DC i prowadzone prace konstrukcyjne

Transkrypt

1 Projekt małego teleskopu SST DC i prowadzone prace konstrukcyjne J. Michałowski, M. Dyrda, W.Kochański, J. Niemiec, K.Skowron, M. Stodulski, P. Ziółkowski, P. Żychowski Instytut Fizyki Jądrowej PAN im. H.Niewodniczańskiego, Kraków

2 Teleskop typu Daviesa Cottona Czasza sferyczna z ogniskową f Identyczne zwierciadła sferyczne o promieniu krzywizny R=2f Każde zwierciadło jest tak ustawione, że wektor normalny z jego środka celuje w punkt na osi optycznej teleskopu w odległości 2f Najmniejszy obraz z każdego zwierciadła w odległości f (w płaszczyźnie ogniskowej czaszy kamera) Redukcja aberracji optycznych w porównaniu do konstrukcji parabolicznych Wada brak izochroniczności promieni d 2

3 Niektóre wymagania stawiane SST DC Pole widzenia teleskopu: 7 o 10 o Rozmiar pixela: < 0.25 o Rozmiar czaszy d: m f/d = 1.4 Powierzchnia luster: m 2 Energia fotonów: TeV 3

4 Projekty struktur SST DC Średnica czaszy 6 m Napędy osi: Pozioma - siłowniki hydrauliczne Pionowa przekładnia zębata/silnik elektryczny Napędy osi: przekładnie zębate / silniki elektryczne 4

5 Projekty struktur SST DC Średnica czaszy 7.5 m Napędy osi: przekładnie zębate / silniki elektryczne 5

6 Struktura prototypowa SST DC Średnica czaszy 4 m IFJ PAN 1. Maszt z uchwytem na kamerę 2. Struktura nośna czaszy 3. Przeciwwaga 4. Czasza 5. Podstawa teleskopu 6. Stacja parkingowa 7. Zwierciadła z aktuatorami (CBK,..) 8. Kamera z obudową (UJ, AGH, CBK) 5 6

7 Struktura prototypowa SST DC wymiary i waga Podstawa teleskopu Struktura nośna czaszy + maszt Czasza + zwierciadła Wieża + głowica Przekładnie ślimakowe + łożyska (2 x 500 kg) Struktura nośna czaszy przeciwwaga maszt czasza Zwierciadła + uchwyty (18 zwierciadeł x 35 kg) 1.9 t 1.0 t 2.7 t 1.6 t 0.2 t 0.5 t 0.6 t kamera Kamera 0.3 t Całkowita masa 8.8 t 7

8 Struktura prototypowa SST DC deformacje w trakcie obserwacji: ciężar własny, wiatr 36 km/h + porywy, Maksymalne przemieszczenie kamery względem zwierciadeł YZ [mm] Kąt elewacji [deg] Kierunek wiatru Z przodu 6,7 5,9 5,0 4,0 2,4 Z tyłu 7,8 7,6 7,8 7,6 6,2 Z boku 7,5 7,0 6,3 5,8 4,9 Z przodu 45 6,6 5,9 5,1 3,9 2,7 Z tyłu 45 8,2 8,2 8,0 7,6 6,6 8

9 Struktura prototypowa SST DC naprężenia w trakcie obserwacji: ciężar własny, wiatr z tyłu 36 km/h + porywy, trzęsienie ziemi Maksymalne wartości w rejonach koncentracji (poza rejonem koncentracji) [MPa] Kąt elewacji [deg] Przypadek obliczeniowy (100) 216(180) 312(184) 360(130) 353(125) 2 193(120) 222(200) 315(220) 360(180) 353(190) 3 252(110) 232(100) 333(125) 386(140) 379(132) 9

10 Struktura prototypowa SST DC Naprężenia w pozycji parkingowej ciężar własny, lód, wiatr 200 km/h, trzęsienie ziemi Maksymalne wartości w rejonach koncentracji [MPa] Przypadek obliczeniowy Kąt elewacji-13 [deg] Wiatr z boku

11 Struktura prototypowa SST DC częstości drgań własnych I 3.8 Hz (30 ) II 4.5 Hz (90 ) III 11.4 Hz (30 ) 11

12 System napędu i sterowania Każda z osi napędzana jest przekładnią ślimakową z dwoma ślimakami napędzanymi silnikami synchronicznymi pracującymi w trzech trybach: 1. Synchronicznie przy pozycjonowaniu (oba silniki pracują synchronicznie). 2. Przeciwsobnie przy śledzeniu celem kasacji luzów przekładni. 3. Przeciwsobnie prędkość = 0 12

13 Napędy osi poziomych i pionowych Czasza 6 m i 7.5 m Oś pozioma zębatka R=2.8 m (1.5 m) Oś pionowa łożysko z wieńcem zębatym D=2 m Czasza 6 m Oś pozioma siłowniki hydrauliczne Oś pionowa łożysko z wieńcem zębatym D=2 m Czasza 4 m Oś pozioma i pionowa - przekładnie ślimakowe z dwoma ślimakami 13

14 Zwierciadła z aktuatorami i uchwytami mocującymi Projekt uchwytów wykonuje IFJ PAN 14

15 Status poszczególnych podzespołów Struktura teleskopu przygotowanie we współpracy z PONAR Żywiec dokumentacji technicznej koniecznej do ogłoszenia przetargu Systemy napędu i sterowania unieważniony I przetarg Przekładnie ślimakowe firmy IMO i łożyska - w trakcie zakupów bez przetargu 15