Телескоп с зеркалами своими руками

Ньютоновский телескоп из того, что под рукой. Или как сделать телескоп своими руками.

Всегда хотел иметь телескоп для наблюдения за звездным небом. Ниже приведена переводная статья автора из Бразилии который смог сделать зеркальный телескоп своими руками и из подручных средств. Прилично при этом сэкономив.

Далее от автора в машинном переводе.

Каждый любит смотреть на звезды и смотреть на Луну в чистом ночном. Но иногда мы хотим видеть далеко. Мы хотим видеть его рядом. Тогда человечество создал телескоп!

Сегодня
мы имеем много видов телескопов, включая классический рефрактор и рефлектор Ньютона. Здесь, в Бразилии, где я живу — телескоп «роскошь». Он стоит между R$1,500.00 (около США$ 170.00) и Р$ 7,500.00 (долларов США 2,500.00). Легко найти рефрактор на R$500,00, но это рядом 5/8 заработной платы, учитывая, что у нас много бедных семей и молодых ожидая лучшей жизни состояние. Я один из них. Затем я нашел способ смотреть на небо! Почему бы нам не сделать наш собственный телескоп?

Еще одна проблема здесь, в Бразилии, что у нас очень маленькое содержание о телескопах.

Зеркала
и объектив не особо дорого. Так, у нас нет условий для покупки потом. Простой способ сделать это, используя вещи, которые больше не являются полезными!

Но где найти эти вещи? Легко! Телескоп рефлектор сделан из:

— Первичное зеркало (вогнутое)

— Вторичное зеркало (план)

— Оптическая линза (самое сложное!)

Где найти эти вещи?
— Вогнутые зеркала используются в салонах красоты (макияж, магазины, парикмахерская и т. д. );

— Плоские зеркала находятся во многих вещах. Вам просто нужно найти небольшое зеркало (около 4 см2);

— Оптическая линза выносливее найти. Вы можете получить его из сломанной игрушки или сделать это самостоятельно. (Я использовал старый объектив 10х из сломанного бинокля).

— Можно использовать водопроводные трубы (что-то между 80 мм и 150 мм в диаметре), но я использую пустой чернила олово и полотенца олова.

— Какие-то черные брызги.

Вы
нужны трубы из ПВХ, разъемы и несколько картонных рулонов тоже.

Вы можете использовать горячий клей или силиконовая паста.

Так что, нет больше ждать! Давайте это началось!

Шаг 1: Расчет оптических компонентов

Я получаю 140 мм Диаметр вогнутого зеркала с Сагита от 3.18 мм (измеряется штангенциркулем).

Но сначала вы должны знать, что зеркало Сагитта. В глубине зеркала (расстояние между самой нижней частью поверхности и высоты границ).

Зная это, мы имеем:

Зеркало радиусом (R) = д / 2 = 70 мм

Радиус кривизны (Р) = Р2 / 2С = 770.4 мм

Фокусное расстояние (F) = р / 2 = 385.2 мм

Светосилой (Ф) = Ф / д = 2.8

Теперь мы знаем все, что нам нужно сделать наш телескоп!

Шаг 2: оформление основной трубки

По странной случайности наши краски идеально подходят для полотенца жесть!

Сначала нужно удалить краску на дне не можем.

Затем нужно измерить расстояние между вогнутого зеркала и окуляра месте. Для этого нужно учитывать радиус баллончик с краской.

Затем мы отмечаем высота 315 мм. Это около 30 см.

На этой высоте, мы делаем отверстие в баллончике, как на фото. В данном случае, я сделал отверстие около 1,4 дюйма, чтобы соответствовать разъем ПВХ.

Как вы можете видеть на следующем фото, в зеркало прекрасно вписывается в может.

Шаг 3: Монтаж на плоскость

Я решил исправить для поддержки зеркала через 3 точки, как на чертеже.

Подходит к зеркалу плоскости, я использовал две деревянные палочки и маленький деревянный треугольник с 45°.

Затем я сделал некоторые меры. С дрелью, я сделал отверстия вставить палочки.

Потом я вычислил расстояние между центром зеркала и ручки отверстия. Это 20 мм.

Сделать отверстия в банку с краской, со сверлом.

Так я поправил палки до плоскости зеркала, когда наблюдаются глазные отверстия, показывают мои собственные глаза.

*Я прикрепил зеркало в поддержке с горячим клеем.

Шаг 4: Фокус корректировки

Я использовал постамент микрофон в качестве штатива для телескопа. Установлены с лентой и эластичной.

Чтобы найти очаг, мы должны стремиться солнце с телескопом. Очевидно, никогда не смотрите на солнце через телескоп!

Положил бумагу в передней части глазного отверстия и найти меньшее световое пятно. Затем измерьте расстояние между отверстием и бумаги, как на рисунке. Я с расстояния 6 см.

Это расстояние необходимо между отверстием и окуляр. Чтобы соответствовать окуляра я использовал картон рулон (от туалетной бумаги), порезанные и исправлено с немного скотча.

Шаг 5: Поддержка & Наряд

Что-либо в трубе внутри должен быть черным. Это предотвращает свет отражая в других направлениях.

Я нарисовал чернилами снаружи жесть черная только на внешний вид. Я тоже гнал заколки, чтобы держать лучше полотенца олова в краску олова.
Некоторые другие barretes провести лучше вторичного зеркала палочки… а потом я починил «гнездо для штатива ПВХ» с заклепкой и горячий клей.

Я намазал золотой пластиковой кромкой в верхней части чернил олова, чтобы сделать его красивым.

Шаг 6: тесты и итоговые соображения

Я ждал темноты, как ребенок ждет Рождественского подарка. Затем наступила ночь, и я вышел на улицу, чтобы проверить свой телескоп. И вот результат:

Как мы знаем, очень трудно фотографировать на телескоп.

Но, как видите, это работает!

Очень важная книга, чтобы помочь с этим проектом был:
НИКОЛИНИ, Джин. «Руководство не Astrônomo Амадор». Папирус, 2 изд., 1991.

Мне нужно ждать лунном свете, потому что мы в Нью-Мун. Тогда я постараюсь сфотографировать Луну.
Спасибо за внимание.

Источник

Дешевые параболические зеркала из майлара своими руками

Всем привет! С Вами Виталий Соловей. Сегодня моя статья будет на тему параболических зеркал и вообще энергии солнца. Пару лет назад на просторах интернета США я наткнулся на уникальное по тем временам устройство — параболическое зеркало, которое так же ещё называют концентратором прямых солнечных лучей. Визуально оно напоминает спутниковую тарелку с зеркальной поверхностью внутри.

Принцип действия данной тарелки таков, что при попадании солнечных лучей на зеркальную поверхность, лучи отражаются и скапливаются в одной точке. Это происходит благодаря параболической форме тарелки и луч света отражается точно под таким же углом, под которым попал на зеркальную поверхность.

При правильном исполнении, так называемого, выпуклого зеркала, температура в месте скопления лучей может достигать 2 000 градусов по товарищу Цельсию.

В подтверждение этого приведу видеоролик

Поверхность параболического зеркала может быть либо цельная, то есть без швов, либо из кусочков зеркал или отражающей плёнки. На видео выше, зеркало состояло из 5800 отдельных маленьких зеркал. Но сложность состоит в том, чтобы правильно их все разместить. Разместить все 5800 мини зеркал под правильным углом.

• Так же поверхность может быть покрыта кусочками отражающей серебряной плёнки, что тоже не есть гуд, так как из-за многочисленных швов, солнечные лучи слегка рассеиваются и эффект будет значительно слабее.
• Вы ходом в данной ситуации может быть, если саму выпуклую тарелку изготовить из нескольких продольных частей, на которые ровно наклеена отражающая плёнка.
• 

Простейший и наиболее эффективный вариант, который я нашёл — это метод вакуумной формовки параболического зеркала.

• В основу была взята пластиковая посудина, края (торцы) которой смазаны универсальным клеем, типа «Момент».
• На клеевой торец клеится покрывающий кусок отражающей солнечный свет плёнки. И даётся время высохнуть и закрепнуть клею.

Во время приклеивания, плёнку лучше расстелить зеркальной стороной к столешнице, а оклееной посудиной накрыть её и немного прижать.

• Теперь чтобы сформировать параболическую форму для плёнки, потребуется откачать воздух из получившегося сосуда. Для этого просверлим отверстие в любой части пластиковой посудины и вставим туда велосипедный золотник.

. Важно ! Золотник требуется установить обратной стороной наизнанку, так как мы будем выкачивать воздух, а не накачивать его внутрь посудины.

• Золотник так же укрепим универсальным клеем. Теперь откачав воздух из пластиковой посудины, получим качественно сформированное параболическое зеркало. которого вполне будет достаточно, чтобы закипятить 0,5 литра воды или подогреть холодную закуску.

И вот, что должно получиться в идеале:

На этом пока всё, в последующих статьях ещё расскажу о других, не менее важных применениях параболического зеркала. А напоследок видео о том, как развести огонь с помощью туалетной бумаги и столовой ложки:

Солнечная печь своими руками

Уже наступило лето и совсем скоро яркое солнце будет жарить вовсю! Самое время вспомнить науку и использовать солнечную энергию себе на благо. Одно из таких применений – это солнечная кухня.

Многие развивающиеся страны, уже не одну сотню лет варят каши без огня: первая известная солнечная печь была сделана швейцарцем по имени Хорас де Соссьюр еще в 1767 году (около 250 лет назад)! [на картинке не она]

То есть можно приготовить пищу не сжигая топливо и без электрической энергии, а используя только солнечное излучение.

Для этого нужно сконцентрировать лучи солнца, т.е. собрать их все вместе в одну точку, усилив тем самым их действие во много раз. Эту задачу выполняют так называемые оптические концентраторы, которые представляют из себя вогнутую зеркальную поверхность.

В этой статье мы расскажем о двух конструкциях солнечной печки из легкодоступных материалов, а именно из картона и алюминиевой пищевой фольги.

В основном, в мире, при использовании подобных конструкций, основной упор делается на приготовлении пищи, либо обеззараживания воды без использования огня. Сейчас солнечные кухни используются от жарких пустынь Африки до лесов Канады. В Республике Беларусь такие кухни могут реально работать примерно 5-6 месяцев в году (пока ярко светит солнце).

Модель 1. Солнечная кухня «Параболическая тарелка»

Эта конструкция представляет собой обычное вогнутое зеркало, собирающее лучи в своём фокусе. Совсем необязательно добиваться идеальной геометрии такого зеркала, т.к. в фокусе обычно расположена весьма большая по площади кастрюля.

Особенность таких кухонь является большая температура нагрева «цели». Т.е. её удобно использовать, когда нужно быстро, как на обычной плите, приготовить относительно небольшое количество пищи.

Недостатками такой конструкции являются: необходимость следить за солнцем (приходится поворачивать зеркало примерно раз в полчаса), и возможность получения ожогов глаз и рук при неосторожном обращении.

Несмотря на кажущуюся сложность изготовления отражателя, он также весьма прост и может быть изготовлен из картона и фольги. Пример и последовательность сборки одного из вариантов, показаны на рисунках ниже.

• 

Рисунок 1. Общий вид параболического зеркала печки.

Рисунок 2. Раскройка одного из лепестков. Всего 12 шт.

1) Лепестки из картона вначале соединяют по длинной стороне.
2) Затем соединяют внутреннюю часть полученной тарелки-концентратора в кольцо и обклеивают фольгой изнутри.

1. 
2. 3) Стягивают проволокой или веревкой основание.
3. 
4. 4) Вот, что получается в результате (вид снаружи и изнутри).
5. 5) Далее делаем подставку для кастрюли.

Для этого проделываем 4 отверстия в нижней части нашей печки. В эти отверстия насквозь вставляем палочки 35 см в длину.

Затем наклеиваем сверху вставленных палочек кусочки картона для дополнительной жесткости. Также неплохо бы закрутить на концах палочек резинку или проволоку, чтобы палочки не выскочили.

Затем прикручиваем еще две палочки изнутри поперек при помощи проволоки. Получилась подставка для кастрюли.

Наша солнечная кухня готова! Можно приступать к тестированию.

• Модель 2. Панельная модель солнечной кухни
• Вот такую солнечную печку продают в магазине за 86 $.
• Мы же расскажем как сделать такую печку самому затратив не более 2 $.
• Панельная схема солнечной печи является наиболее простой по конструкции, и представляет собой зеркало-концентратор, состоящее из нескольких плоских зеркал-панелей и кастрюли, которая теплоизолирована от окружающего воздуха обычным полиэтиленовым пакетом.

Ниже дана выкройка одной из реальных отработанных конструкций подобных печей. Напомню, в качестве зеркала используется обычный картон с наклеенной на одну его сторону алюминиевой фольгой.

1. Выкройка зеркала для панельной солнечной печи.
2. Особенностью данной конструкции, является возможность её складывания в компактный блок размерами, примерно, 33х33 см.
3. Схема складывания.
4. А вот как печка выглядит в готовом виде.
5. Бонус: Подробная видео-инструкция создания солнечной печи

Зеркало для деревянного телескопа своими руками

Перевёл alexlevchenko92 для mozgochiny.ru

Звездное небо всегда тянуло исследователей, наверное каждый хоть раз в жизни мечтал открыть какую-нибудь звезду или созвездие и назвать его в честь близкого ему человека.

Представляю вашему вниманию небольшое руководство, которое состоит из двух частей в которых приводятся подробное описание, как сделать с нуля своими руками деревянный телескоп.

В этой части будет показано, как вы можете изготовить ключевой элемент телескопа: первичное зеркало.

Хорошее зеркало поможет вам рассмотреть различные детали Луны, планет солнечной системы и других объектов далёкого космоса в то время, как зеркало плохого качества даст вам только расплывчатые очертания предметов.

Зеркала телескопа требуют чрезвычайной точной поверхности. В большинстве случаев отменное качество зеркал достигается путём ручной полировки, а не машинной полировки.

Это одна из причин, почему некоторые люди предпочитают изготавливать собственные зеркала, а не покупать дешёвые промышленные образцы.

Вторая причина –вы приобретёте необходимые знания по производству высококачественных оптических приборов, а как известно знания за плечами не носить.

Шаг 1: Материалы

• Стакан-заготовка изготовлена из материала с низким коэффициентом расширения (пирекс, боросиликатное стекло, Дюран 50, Церодур, и т.д.);
• Карбид кремния различной зернистости (60, 80, 120, 220, 320 единиц);
• Оксид алюминия (25, 15, 9 и 5 мкм);
• Оксид церия;
• Смола;
• Точильный камень;
• Водонепроницаемая штукатурка (зубной гипс);
• Керамическая плитка;
• Эпоксидный клей.

Шаг 2: Подготовка заготовки

Стеклянные заготовки часто приходят с метками на поверхности. «Круглый знак» в нижней части – оставлен печкой, а верхние отметки – появились в следствии разности температур при охлаждении стекла.

Начнём с обработки кромок стекла, чтобы ограничить риск сколов. Точильный камень является прекрасным инструментом для выполнения данной операции. Не забывайте о средствах индивидуальной защиты органов дыхания и помните о том, что стекло и камень следует смачивать водой (так как стеклянная пыль очень плохо влияет на легкие).

Нижняя часть зеркала должна быть, как можно более плоской (прежде чем начинать работать на нём). Для выравнивания поверхности воспользуемся грубым карборундом (карбид кремния # 60).

Распределим порошок и воду на плоской поверхности и потрём стеклом по нём. Через несколько секунд, вы увидите серую пасту. Смойте её и добавьте влажный песок.

Продолжайте, пока поверхность не будет очищена от ям и выбоин.

Шаг 3:

• 
• Эта приспособа будет использоваться для создания вогнутой поверхности на стеклянной заготовке.
• 

Накроем стекло полиэтиленовой пленкой. Сделаем картонный цилиндр вокруг заготовки и зальём гипс внутрь. Дадим ему высохнуть, после чего снимем картон. Осторожно отделите стекло и обработайте заусенцы на краях.

Шаг 4: Покрытие из керамической плитки

Нам нужна твёрдая поверхность, для того чтобы отшлифовать стекло. Вот почему выпуклость заготовки нужно покрыть керамической плиткой.

Приклеим плитку на гипсовую основу эпоксидной смолой.

Обратите внимание, что следует избегать размещения плитки или отверстий в центре. Вместо этого, немного сместите плитку, чтобы избежать какого-либо центрального дефекта на зеркальной поверхности.

Шаг 5: Начинаем шлифовку

1. Положим немного влажного песка на поверхность плитки и начнём тереть стекло по ней.

После нескольких проходов, повернём зеркало и продолжим шлифовку в другом направлении. Это обеспечивает хорошую обработку, со всех ракурсов и предотвратит ошибки.

Шаг 6:

Продолжаем шлифовать, пока не получим желаемый изгиб. Чтобы оценить кривизну, необходимо использовать калькулятор из набора измерений Sagitta.

• Если вы хотите построить телескоп для наблюдения за планетами, вам понадобится больше фокусное соотношение (F / 8 или выше).
• С другой стороны, если вы хотите созерцать просторы галактики и звёздные туманности, вам понадобится небольшое фокусное соотношение (F / 4, например).

Фокусное соотношение F / 4,75. Sagitta моего 20 см зеркала 0,254 см.

Шаг 7: Сглаживаем поверхность

После того, как будет достигнута необходимая кривизна, нужно сгладить поверхность, при этом сохранив ту же кривизну.

Отметьте маркером крупные изъяны и продолжайте шлифовать до полного их удаления. Это будет визуальным подтверждением того, что вы можете переключиться на более мелкий абразив.

Перейдём на карбида кремния # 320. После того, как вы достигли этого шага, вы должны начать видеть некоторые отражения при всматривании в заготовку зеркала.

Шаг 8:

Нам нужно изготовить еще один инструмент для данной операции. Вы можете сделать такую приспособу из гипса или толстой фанеры. Она будет покрыта мягким материалом – смолой.

1. Смола хвойных деревьев – очень липкая и трудно отчищается.

Сделайте еще один цилиндр вокруг основания приспособы. Растопите большое количество смолы и залейте её в цилиндр. Дайте смоле остыть и снимите картонный кожух. После этого начнём формировать поверхность, необходимо придать ей небольшую выпуклость. Созданные каналы также помогут вам при обработке стекла.

Шаг 9: Полируем

Положите немного влажного порошка церия на смолу и начинайте тереть о нём зеркалом. Церий будет проникать в поверхность смолы. Используйте мыльную смазку, если нужно.

Шаг 10: Изготовляем Фуко тестер

Фуко тестер – инструмент предназначен для анализа поверхности параболических зеркал. Он имеет источник света, который светит на зеркало. Когда свет возвращается, то фокусируется в другом районе (если он пришел от края или центра зеркала).

Тестер использует этот принцип, чтобы вы визуально могли увидеть ошибки в диапазоне от 1 миллионной см. Добавив экран Ronchi к тестеру вы сэкономите время, потому что будете получать представление о поверхности без каких-либо измерений.

Для того, чтобы сделать жизнь проще, сделайте стенд для зеркала. Винт в задней части позволяет регулировать угол наклона.

Шаг 11: Изготавливаем параболоид

После стадии доводки у нас должно получиться полностью полированное зеркало с красивой сферической поверхностью. Тем не менее, сфера не подходит для астрономических целей. Мы должны получить параболоид.

Разница между сферой и параболоидом мала (порядка 1 микрона). Для достижения этой разницы будем использовать тестер Фуко. Так как мы знаем, как должно выглядеть отражение, мы будем делать специальную доводку оксидом церия, пока отражение на зеркале не совпадет с теоретическим.

Внешний вид шлифовки будет напоминать «W». Амплитуда должна быть 4/5 диаметра в поперечном и продольном направлении.

Существует также полный перечень различных приемов, чтобы исправить ошибки конкретной поверхности.

Шаг 12: Контроль поверхности с помощью тестера Фуко

1. Так выглядит отражение в Фуко тестере, что снабжён сеткой Рончи.
2. В зависимости от случая (сетка разрезает свет перед радиусом кривизны или после), можно интерпретировать линии и вывести форму поверхности.

Шаг 13: Завершаем зеркало

• После того, как поверхность достигнет определённых критериев, можете считать зеркало законченным.
• Маска Couder используется для измерений с тестером Фуко.

Шаг 14: Алюминирование

Для того, чтобы полностью завершить поделку, её нужно отправить на алюминирование. В настоящее время зеркало отражает только 4% света. Алюминиевый вклад в поверхность увеличит процент более чем на 90%.

1. Необязательное дополнение – покрытие из SiO2 поможет защитить металл от любого источника окисления.
2. Можно добавить отпечаток центра – это помогает при коллимации и не влияет на качество зеркала, так как центр не участвует в формировании изображения, что вы будите видеть в окуляре.
3. Продолжение следует…
4. (A-z Source)

Самодельный солнечный концентратор из зеркальный пленки

Огромное количество свободной энергии солнца, воды и ветра и многого другого из того, что может дать природа, люди используют давно.

Для кого-то это хобби, а кто-то не может выжить без приспособлений, которые могут извлекать энергию “из воздуха”.

Например в африканских странах солнечные батареи давно стали спасительным спутником для людей, в засушливых деревнях внедряются системы орошения на солнечных батареях, устанавливаются “солнечные” насосы на колодцы и др.

Солнечные печи в этом китайском магазине.

В европейских странах солнце не светит столь ярко, но лето довольно жаркое, и очень жаль, когда дармовая энергия природы пропадает зря. Существуют удачные разработки печей на солнечной энергии, но в них используются цельные или сборные параболические зеркала.

Это во-первых дорого, во-вторых утяжеляет конструкцию и поэтому не всегда удобно в эксплуатации, например, когда требуется малый вес готового концентратора.
Интересную модель самодельного параболического солнечного концентратора создал талантливый изобретатель.

Для ее изготовления не нужны зеркала, поэтому она очень легкая и не будет тяжелым грузом в походе.

Мастера покупают изобретения в лучшем китайском интернет-магазине.

Электроника для самодельщиков в китайском магазине.

Для создания самодельного солнечного концентратора на основе пленки требуется совсем немного вещей. Все они продаются на любом вещевом рынке.
1. Самоклеющаяся зеркальная пленка. Она имеет ровную блестящую поверхность и поэтому является прекрасным материалом для зеркальной части солнечной печи.
2. Лист ДСП и такой же по размеру лист оргалита.

3. Тонкий шланг и герметик.

Сначала из древесно-стружечной плиты нужного вам размера электролобзиком вырезаются два кольца, которые надо приклеить друг к другу. На фото и видео фигурирует одно кольцо, но автор указывает, что позднее он добавил второе кольцо.

По его словам, можно было бы ограничиться одним, но пришлось увеличить пространство для формирования достаточной вогнутости параболического зеркала. В противном случае фокус луча будет располагаться слишком далеко. Под размер кольца вырезается круг из оргалита для формирования задней стенки солнечного концентратора.

Кольцо следует приклеить к оргалиту. Обязательно хорошо все промажьте герметиком. Конструкция должна быть полностью герметичной.
Сбоку аккуратно, чтобы были ровные края, проделайте небольшое отверстие, в которое плотно вставьте тонкий шланг. Для герметичности соединение шланга и кольца также можно обработать герметиком.

Поверх кольца натяните зеркальную пленку.
Откачайте воздух из корпуса установки и таким образом сформируйте сферическое зеркало. Шланг загните и зажмите прищепкой.

Сделайте удобную подставку для готового концентратора. Энергии данной установки достаточно, чтобы расплавить алюминиевую банку.

Внимание! Параболические солнечные отражатели могут быть опасными и могут при неосторожном обращении привести к ожогам и повреждениям глаз!
Посмотрите процесс изготовления солнечной печки на видео.

Использован материал с сайта забацай.ру. Как сделать солнечную батарею – тут.

Параболическая антенна своими руками

На Ютуб выложили дельное видео, поясняющее, что такое параболическая антенна. Сделали скрин, указываем источник www.youtube.com/watch?v=6Cku8eGomec, чтобы авторы получили долю рекламы. Видимое на изображении происходит на 50-х секундах видео.

Парабола является линией-местоположением точек, равноудаленных от заданной-фокуса и линии, именуемой директрисой. Физическая особенность параболы: пришедшие с единого направления лучи собираются в фокальной плоскости (плоскость, параллельная директрисе и содержащая на поверхности фокус).

Причем, если направление перпендикулярное, точкой приема станет фокус. За счет изложенного происходит многократное усиление сигнала, что используется в спутниковом телевидении.

Параболическая антенна, собранная собственноручно, была мечтой радиолюбителей в СССР – в свободной продаже подобных устройств не присутствовало…

Суть работы параболической антенны

Эволюция параболических антенн

Параноидально настроенные люди вели Холодную войну. Для связи со спутником требовалась антенна с невероятным коэффициентом усиления, стандартные модели не подходили. Чтобы шпионить, решили приспособить существующие для локаторов параболические антенны.

Смысл уже описан выше. За счет своеобразной формы поверхности получается тонкий луч с невероятным усилением. Возникли две сложности, порожденные одной: как уследить за движущимся космическим аппаратом, как шпион неподвижный геостационарный спутник бесполезен.

Итак, тонкий луч антенны постоянно нацеливается на движущийся спутник. Аппарат меняет непрестанно ориентацию для глаз наблюдателя: вначале обращен первым боком, потом вторым. Следовательно, линейная поляризация для передачи подходит неважно, пришлось бы менять угол наклона антенны, провоцируя лишние вычислительные и энергетические затраты.

На спутниках шпионах поляризацию применяли круговую. Как ни смотри, сигнал ловится. НТВ+ используют круговую поляризацию, не приходится конвертер поворачивать в сторону при настройке оборудования. А непосредственно параболоид сориентировать по прямой на спутник требуется, иначе пришедшие лучи в фокальной плоскости соберутся помимо фокуса.

Кстати, указанное свойство используется, чтобы с единственной тарелки набором конвертеров принимать перечень спутников. Располагаются в фокальной плоскости на прямом отрезке стальной арматуры, именуемом мультифидом. Осталось добавить, что размер тарелки выбирается произвольно. В магазине найдется ряд типоразмеров, рекомендуем копировать, изготавливая антенну самостоятельно.

Просто конвертеры рассчитаны на работу с указанными устройствами, действовать иначе – значит, создавать сложности. Вместе с читателями собираемся изучить требования к поверхности. Параболические антенны капризны к форм-фактору, допуски на отклонения от номинальных размеров малы (единицы и доли миллиметра для связного диапазона).

Принцип действия параболической антенны подобен зеркалу, если поверхность окажется неровной, лучи не сойдутся в нужном месте. Точных допусков по памяти не приведем, окунемся в учебник.

Это интересно! Учитель-предметник рассказывал, что в СССР неудачную партию параболоидов выбросили в детские магазины под видом санок. Местные радиолюбители мгновенно разобрали товар.

Требования к самодельной параболической антенне

Договоримся сделать параболическую антенну попроще. Идеально подойдет способ, применяемый на судоверфях. Согласно методике, фигура сечется плоскостями вдоль и поперек, потом для конкретного случая вырезается из стали образующая. В будущем листы корпуса кладутся сверху. Свариваются, образуя часть днища, дальше пойдет корабль. Предлагаем:

• достать книгу по анадиреклитической геометрии;
• найти формулу параболоида;
• решить задачу сечения плоскостями, вдоль и поперек;
• вырезать из фанеры нужный шаблон;
• собрать костяк из пересекающихся под прямыми углами досок;
• обклеить в один слой миткалем, пропитанным типичным клеем герметиком, важно выдержать плавность переходов;
• подождать, пока формочка станет твердой окончательно;
  Фольга для изготовления антенны
• осторожно покрыть поверхность фольгой;
• испытать конструкцию (немного весит) с конвертером на любом спутнике;
• если тест пройден, получилась отличная формочка, при помощи которой легко собрать любое количество параболических антенн.

Ума не приложим, кому сегодня потребовалась самодельная зеркальная параболическая антенна, если азарт не прошел, приступим к реализации мелочей. Миткаль выбран за грубость и тонкость ткани. Обе характеристики важны. Если уверены, что сумеете ровно обклеить костяк другим материалом, используйте талант по назначению. Расчет параболической антенны ведется по формуле:

Как видим, сложность при изготовлении самодельной параболической антенны в поиске параметра а. Значение не слишком важно, но условились следовать заводским моделям, значит, разработать методику определения нужного размера обязаны.

В литературе пишут, что фокусное расстояние составляет 0,2 – 0,4 диаметра тарелки. Диаметр типичной тарелки составляет 90 см при фокусном расстоянии 45 – 55 см. Это совпадает с нашими цифрами.

Плюс самодельной конструкции: можем выбрать диаметр, фокусное расстояние согласно собственным потребностям. Стараемся копировать заводские модели.

Как связать фокусное расстояние с параметром а, чтобы просчитать координаты для фанерок. Предоставляем ссылку на сайт http://www.teleradio.ru/arials/part2/CHAPTER6/6-1.htm, где присутствует готовый расчет для параболы диаметром 2 метра и фокусным расстоянием 75 см.

Примечание. Если интересно, на указанном ресурсе предлагается изготовить бугор из камней и цемента по шаблону антенны. Параболоид сечется в нулевой точке. Потом из стали изготавливается по координатам лекало.

Подвешиваемое за центр вращается над бугром, чтобы придать нужную форму камням. В результате получится многоразовый шаблон, по которому изготовим параболические антенны. На наш взгляд, подобная параболическая антенна выйдет в копеечку.

Вес у конструкции большой, в домашних условиях не изготовишь.

Проще создать шаблон из фанеры, обклеить тонкой тканью, потом по мере надобности править шпатлевкой. Подобную работу желающий проделает дома или – для больших экземпляров – в гараже. Шаблон получается мобильным и весит сравнительно мало.

Итак, связь фокуса и параметра а… В учебниках даны научные трехэтажные формулы, но не написано, как увязать воедино два простейших значения. Имеется величина р, называется параметром параболы, а фокусное расстояние равно половине. Увяжем формулы с а. Простая математика.

Попробуем проверить на данных, приведенных на сайте. Примите к сведению дополнительное уравнение параболы:

• z = x2 / 2p;
• В этом случае p = 2 х 0,75 = 1,5 метра, а в нулевой плоскости сечения формула имеет вид:
• z = x2 / 3;
• Чтобы не мучиться, возьмем точку из таблицы на метровом удалении от центра: 1; 0,333 и видим, что все сходитсяк:
• 4f = a2; откуда находим связь:
• а = 2√f.

Самодельная параболическая антенна

Теперь читатели знают, как соотнести оба уравнения и просчитать ряд плоскостей, чтобы собрать из перекрестий дельный шаблон. Рекомендуем не связываться с каждым миллиметром, чтобы борьба со шпоном не обернулась каторгой. Вместо этого берите ключевые расстояния через каждые 5 см. Потребуется потом обтянуть ровно тканью, смазанной клеем.

Как изготовить по шаблону параболическую антенну

Лекала возможно вырезать с двух сторон относительно тарелки: внешней и внутренней. Читателям внимательным уже понятно, как действовать.

Сказали, что проверим шаблон с фольгой, стало быть, обрезка велась внешних частей, получилась вогнутая чаша.

Скажем больше: можете взять уже готовую параболическую антенну и по образу и подобию лепить свои в любом количестве. Кто знаком с изготовлением игрушек из папье-маше, уже поняли:

1. Самодельная параболическая антенна начинается со смачивания чаши и выстилания газетой в один слой.
2. Тонкая ткань, смоченная клеем, ложится в один слой. Важно не образовать складки и сохранить фактор формы.
3. Застывший образец аккуратно изымается, с обратной стороны обклеивается слоями, пока не наберет заданную прочность.
4. Готовая болванка оклеивается тонкой фольгой для создания проводящего слоя и образования зеркала. Готовая конструкция вполне способна к приему спутникового вещания.

Кстати, геометрический фактор выдерживается, не чтобы волны попали в раскрыв, а чтобы попали электромагнитные колебания в одной фазе. Отклонения от формы мгновенно нарушают работоспособность изделия. А что касается раскрыва конвертера, положение не столь критично. Сделать параболическую антенну самостоятельно не просто. Пробуйте, через некоторое время получится дельная конструкция.

Как сделать параболическое зеркало своими руками

13 сентября 2019

Маленькое зеркало из дамской косметички, отражающее поток солнечных лучей, способно с легкостью зажечь пучок сухой травы в ясный день. Эта нехитрая забава известна многим поколениям граждан, проводившим на улице дни летних каникул с утра и до позднего вечера.

А что будет, если увеличить площадь зеркала? Несложно догадаться, что в этом случае количество пойманной и отраженной солнечной энергии резко увеличится.

И было бы обидно не найти ей достойное применение, тем более что цены на тепло сегодня растут в геометрической прогрессии.

Пытливые умы, знающие физику, быстро догадались сконструировать солнечную печь. Ее первые модели легко подогревали пищу и кипятили воду, но с более сложными задачами справиться не могли. Выходом стала сборка так называемого параболического рефлектора с зеркальной внутренней поверхностью.

Солнечный свет, отраженный от изогнутой поверхности и сконцентрированный в одной точке, давал до 1 кВт энергии, причем совершенно бесплатной. Дело оставалось за малым – разместить в точке совпадения лучей емкость для приготовления пищи и следить, чтобы поверхность параболы всегда смотрела прямо на солнце.

Минимум затрат и высокая эффективность – неплохо, когда речь идет о дачном или походном быте.

Быстро оценив возможности и перспективы параболических зеркальных систем, ученые сумели задействовать их в масштабных технологических процессах. Сегодня модели диаметром около 50 м успешно используют для обработки тугоплавких материалов, затраты на переработку которых в промышленных условиях целиком поглотили бы ожидаемую прибыль на много лет вперед.

Огромные зеркальные конструкции, установленные в высокогорных районах Европы и Америки, дают до 1200 Вт бесплатной тепловой энергии, а температура в точке схождения лучей достигает 3000° С, одновременно расплавляя несколько сот килограммов металлических соединений.

Быстро, экономически эффективно и бесплатно – именно так действует параболическое зеркало, превращая убийственную энергию раскаленного светила в полезное и бесплатное тепло.

Параболическое зеркало своими руками: немного теоретической подготовки

Внешне параболическое зеркало напоминает спутниковую тарелку, внутренняя поверхность которой изготовлена из фрагментов зеркал. Попадающий на нее солнечный свет полностью отражается.

При этом угол падения равен углу отражения, поэтому отраженный поток света концентрируется в одной точке на небольшом расстоянии от конструкции. Несложные расчеты, касающиеся диаметра и угла наклона стенок зеркала, позволяют увеличить температуру в месте схождения лучей до 2000° С.

Этого вполне достаточно, чтобы приготовить вкусное и ароматное мясное блюдо на несколько человек в небольшой металлической кастрюле.

Ложка дегтя в огромной бочке меда от солнечной печи – проблема сборки зеркальной поверхности. Отдельные фрагменты здесь неприемлемы: их будет непросто разместить под одинаковым углом на выпуклой емкости конструкции.

А многочисленные швы и стыки ослабляют отраженный солнечный поток, что дает уменьшение объема полученной тепловой энергии. При конструировании сборных параболических зеркал значительных размеров такой проблемы не возникает, т.к. на большой поверхности работать проще.

А вот при попытке создать небольшую модель приходится либо собирать тарелку из отдельных зеркальных фрагментов, либо использовать вакуумную технологию наклеивания отражающей пленки.

Последовательность изготовления параболического зеркала своими руками

Прежде чем конструировать модель промышленных размеров, лучше потренироваться, сделав своими руками параболическое зеркало небольшого диаметра. При минимуме затрат вы получите пользу в виде действующей конструкции и отработки возможных ошибок.

• Основой будущего параболического зеркала может стать пластиковая посуда небольшого размера, например, глубокая тарелка или миска, внутренняя поверхность которой имеет выпуклую форму.
• Края выбранной посуды покрывают слоем быстродействующего клея типа «Момент».
• На обработанную клеем поверхность укладывают покрывающий слой пленки. Сделать это лучше следующим образом: фрагмент пленки диаметром, превышающим размеры тарелки, укладывается на стол зеркальной стороной вниз, а посуда кладется сверху и надежно придавливается грузом для быстрой фиксации поверхностей.
• Необходимо выждать, чтобы пленка надежно приклеилась к посуде.

• Теперь получившаяся емкость полностью герметична, напоминает стаканчик йогурта с припаянной сверху крышкой из фольги. Чтобы заставить отражающую пленку принять нужную форму и ровно покрыть внутреннюю поверхность тарелки, необходимо откачать воздух из внутреннего пространства. Для этого подойдет обычный велосипедный насос. Просверлив небольшое отверстие в тарелке, в него вставляется золотник, который фиксируется универсальным клеем. Вставлять золотник нужно обратной стороной, поскольку требуется не накачать, а выкачать воздух из внутренней емкости.
• По мере удаления воздуха образующийся внутри вакуум надежно притягивает пленку к стенкам тарелки.

Конструкция компактного параболического зеркала готова. Остается аккуратно снять насос и заделать отверстие под золотник.

Испытать изделие можно в ближайший солнечный день, разместив небольшую металлическую емкость с холодной водой в расчетной точке концентрации солнечного света. Следите, чтобы параболическое зеркало было направлено на светило – это ускорит процесс кипячения.

И не забывайте о технике безопасности, своевременно убрав от полезной конструкции легкоплавкие предметы и воспламеняющиеся жидкости.

Параболическое зеркало для телескопа-рефлектора при помощи самодельного ЧПУ-станка

Расчет и проектировка чертежа зеркала

Подбор материалов и инструмента для зеркала

Источник