回転炉

回転炉は、軸対称の 放物面の断片である凹面を持つ固体物体を作るための装置です。通常、物体はガラスで作られています。この炉は、回転する液体の上面の遠心力による形状が、反射望遠鏡の主焦点ミラーの形状と同じ凹面放物面になるという事実をすでにニュートンが知っていたことを利用して作られています。

放物面は、銀メッキを施した後、反射望遠鏡やソーラークッカーの主鏡としてなど、さまざまな用途に使用できます。^[1]

炉には、上部が開いた容器を垂直軸を中心に一定速度で回転させる機構が組み込まれています。鏡を作るのに十分な量のガラスを容器に入れ、完全に溶けるまで加熱し、その後、完全に固まるまで回転させながら冷却します。ガラスが固まると回転が停止し、上面の放物面形状が維持されます。^{[2] [3]このプロセスは}スピンキャスティングと呼ばれます。

同じプロセスを使用して、凹面放物面を持つレンズを作ることができます。もう一方の面は、溶融ガラスを保持する容器が鋳型として機能して形作られます。この方法で作られたレンズは、屈折望遠鏡の対物レンズとして使用されることがあります。

回転軸は放物面の軸になります。この軸はガラス容器の中心にある必要はなく、容器を貫通する必要もありません。容器を軸から離して配置することで、軸外放物面セ​​グメントを鋳造できます。これは、複数のセグメントで構成されるミラーを備えた非常に大きな望遠鏡の作成で行われます。

放物面の焦点距離は、液体が回転する角速度と次の式で関係します。は焦点距離、は回転速度、 は重力加速度です。地球の表面では、は約 9.81 メートル毎秒の二乗なので、メートル毎秒の二乗です。^{[3]同様に、1 ラジアン毎秒は約 9.55 回転毎分 (} RPM )なので、 となります。ここで、 はメートル単位の焦点距離、 はRPM 単位の回転速度です。 ${\displaystyle 2f\omega ^{2}=g}$${\displaystyle f}$${\displaystyle \omega}$${\displaystyle g}$${\displaystyle g}$${\displaystyle f\omega ^{2}\approx 4.905}$${\displaystyle fs^{2}\approx 447}$${\displaystyle f}$${\displaystyle s}$

一般的に、スピンキャスト放物面は、望遠鏡の鏡やレンズとしてそのまま使用できるほど精度が高くないため、コンピューター制御の研削盤で修正されます。研削量と廃棄されるガラス材料の量は、スピンキャストを行わない場合に比べて大幅に少なくなります。

スピンキャスティングは、望遠鏡の鏡ほど正確に放物面である必要のないスポットライト反射鏡や太陽エネルギー集光器などの試作放物面の製造にも、ガラス以外の材料でよく使用されます。製造されるすべての放物面をスピンキャスティングで製造するのは時間がかかり、コストもかかるため、試作は比較的迅速かつ安価に、十分な精度で単純にコピーされます。

液体鏡望遠鏡には、水銀などの液体金属やガリウムの低融点合金でできた回転鏡があります。これらの鏡は固化せず、液体のまま回転して使用されます。回転により、望遠鏡の主反射鏡として使用できるほど正確な放物面が形成されます。スピンキャストガラス鏡は固化中および固化後に生じる歪みのために補正が必要ですが、これらの鏡ではそのような補正は必要ありません。

• 遠心鋳造
• 最大の光学反射望遠鏡のリスト
• スピンキャスティング
• スピンキャスト（ミラー）
• 液体鏡望遠鏡