книги из ГПНТБ / Мельников А.А. Теория и расчет фотозатворов

Обозначим

N — число отверстий в диске;

со •

N

Подставив эту формулу в уравнение (158), получим

Ч

Формула (159) показывает, что в одних и тех же условиях съемки, т. е. при постоянном значении величин N, kc и р вы­ держка зависит только от к. п. д. и ее нельзя изменить, не изме­ нив при этом к. п. д. (п). Это происходит потому, что для полу­ чения заданного числа снимков в секунду угловая скорость диска не может изменяться и перемена выдержки может проис­

3. ДВУХДИСКОВЫЙ РОТОРНЫЙ АЭРОФОТОЗАТВОР

Затвор приводится в движение электродвигателем. Диски расположены на одной оси, но вращаются в противоположные стороны.

Для увеличения коэффициента светоотдачи отверстия в дис­ ках должны иметь вторую форму (сектор). Для того, чтобы

НО

Перед экспонированием последняя открывается. Это происходит в то время, когда действующее отверстие объектива закрыто дис­ ками. Равномерно вращающиеся диски производят открывание объектива и механически после экспонирования закрывают за­ слонку, исключая тем самым вторичное засвечивание одного и

141

Один оборот дисков происходит за время t + tu и если бы не было заслонки, то затвор был бы не пригоден для аэрофото­ съемки, так как нельзя было бы получить нужный интервал между экспозициями.

Предохранительная заслонка должна успевать открывать объектив перед экспозицией и закрывать его после экспозиции как раз в течение времени затемнения. При этом необходимо, чтобы конструкция затвора обеспечивала не только скорость движения заслонки, но чтобы это закрывание происходило за

время затемнения, непосредственно следующего после экспони­ рования.

стия 45° (ooi = 45°) и делает 900 об/мин, а второй диск имеет угловую ширину 90°, то он должен делать 1800 об/мин. Вы­ держка у такого затвора составляет 1/120 с. При этом время затемнения первого диска будет 7/120 с, а время затемнения второго-—3/120 с. Из рис. 81 следует, что если бы оба диска делали по 1800 об/мин, то заслонка должна была успевать от­ крываться за 3/120 с и после экспозиции также за 3/120 с дол­ жна была закрываться. Вследствие же того, что первый диск делает только 900 об/мин, открывание и закрывание заслонки может быть более медленным и должно укладываться в 7/120 с.

На этом примере мы убеждаемся, что подбором скоростей дисков можно увеличить время открывания и закрывания за­ слонки, сохранив при этом заданную выдержку. Но изменение соотношения скоростей дисков повлияет на к. п. д. затвора.

В самом деле, если в формуле (163) заменить /гд по формуле (162), то получим

142

но,, изменение времени затемнения t\ вызывает изменение и ве­ личины К. П. Д. Г).

Время, в течение которого диск делает один полный оборот,, обозначим буквой ^о-

Тогда (0 = t + t\.

Подставив сюда t\ из формулы (163), найдем

,60

равно времени затемнения диска, делающего меньшее число оборотов.

На рис. 82 изображены характеристики затвора. Диски двигаются с разными угловыми скоростями, но угловые пути

их за время фазы открывания одинаковы ( р а в н ы — 4 ) . Каждый

диск открывает от центра только половину отверстия объектива. Из формул (140) и (141) вытекает, что уравнение восходя­ щей ветви характеристики для каждого диска будет иметь вид

F = ri<b qsin fearcsm —

Казалось бы, что при одинаковых уравнениях и восходящие ветви характеристик должны совпадать. Они действительно и совпадут, если строить характеристики в функции пути. Но нас интересуют истинные характеристики (т. е. F в функции време­ ни т). А время фазы открывания у второго диска будет вдвое

143

меньше, чем у первого. Это значит, что свою половину площади отверстия объектива второй диск откроет вдвое быстрее, чем

за счет повышения угловой скорости обоих дисков увеличена их относительная ширина светового отверстия, а скорости дисков одинаковы (кривая 5);

уменьшение скорости одного диска (первого) для увеличения времени затемнения сопровождается уменьшением его угла ссо и относительной ширины /п, а это последнее вызывает уменьше­ ние коэффициента светоотдачи (кривая 3);

уменьшение скорости обоих дисков (при равенстве их) еще больше понижает к. п. д. (кривая 4);

время затемнения у кривых 3 и 4 одинаково (в нашем при­ мере 7/120 с) и в 2 с лишним раза больше, чем у кривой 5, но

144

к. п. д. кривой 3 выше, чем у кривой 4; поэтому целесообразнее иметь разные скорости дисков, если у более скоростного т > 1, что дает увеличение времени затемнения и к. п. д. (по сравнению с кривой 4).

Увеличение времени затемнения, естественно, уменьшает воз­ можную частоту съемки.

Метод разных скоростей дисков для увеличения t\ можно применять и в том случае, когда т = 1, если скорость вращения не особенно велика. В таком случае обороты одного из дисков надо не уменьшать, а увеличивать, увеличив соответственно и относительную ширину его светового отверстия.

Пусть первый диск вращается со скоростью па\ = 2000 об/мин и имеет следующие данные:

я

а0 1 = — ;

4

т = - Р - ' •

/ = 3,75 мс = —-— с;

267 t0 = 0,30 мс;

200 I

со = я — .

3 с

Если бы и второй диск имел такие же характеристики, то время затемнения было бы равно 26,25 мс; т) = 0,576.

Но мы изменим характеристики второго диска следующим образом:

' 'гд2 = 3000 об/мин;

3

«02 = — л;

о

т = 1,5;

t = 3,75 мс;

/0 = 20 мс;

со= ЮОя — .

с

ческие нагрузки при открывании и закрывании предохранитель­ ной заслонки.

Но можно увеличить время затемнения t\ и несколько иным способом, а именно, введением дополнительной пары дисков.

Вводим в конструкцию вторую — дополнительную пару дис­ ков, которая сама по себе работает как обычный двухдисковый

26,25не

пЛ = 2700 об/мин; t" = 1/240 с; = 4,3/240 с; /о = 1/45 с.

На рис. 84 представлена схема работы основной и дополни­ тельной пар дисков. Пусть первые выдержки обеих пар дисков

146

совпали, тогда будет получен снимок. Но вследствие разности угловых скоростей вторые открытия отверстия объектива сдви­ нутся по фазе и произойдут неодновременно. Снимка не будет.

уменьшится вдвое, но зато время затемнения затвора t\ уве­ личится и будет равно сумме времени затемнения основной пары t\ и времени ее одного оборота to

t\ = U + to •

Время затемнения вместо 7/240 с станет равным 15/240 с, т. е.

оборотов, быстрее открывает отверстие объектива. Поэтому ха­ рактеристика затвора будет определяться не дополнительной, а основной парой дисков и по сравнению с тем, что дает эта пер­ вая пара, изменений не произойдет. Значит, характеристика

четырехдискового затвора определяется той парой дисков, кото­ рая вращается с меньшим числом оборотов.

тельных дисков. Данные основной и дополнительных пар дисков сведены в табл. 12. Кроме того, построена диаграмма (рис. 85) работы дисков. На ней первые выдержки всех пар дисков совме­ щены. Основная пара дисков обозначена цифрой 0. Она имеет время затемнения, равное 0,09 с.

1

Обороты всех дополнительных пар дисков больше основной и подобраны таким образом, чтобы сдвиг по фазе против основ­ ной пары равнялся t; 21; 3t и т. д. Сочетания основной пары дисков с одной из дополнительных имеют различные моменты (номера выдержек основной пары) совпадений открывания от­ верстия объектива. Так, комбинация 0—1 (т. е. основной и пер­ вой дополнительной пар) дает ближайшее совпадение десятой выдержки основной пары с одиннадцатой дополнительной.

Рис. 85. Диаграмма к подбору комбинаций пар дисков

Ближайшие (после первой) выдержки дополнительных пар, совпадающие с одной из выдержек основной пары, обозначены кружочками н они соединены прямыми линиями. Последующие совпадающие открытия объектива на рис. 85 не отмечены.

Казалось бы, что лучше всего выбрать комбинацию 0—1, как дающую наибольшее время затемнения (0,89 с). Но это сочета­ ние имеет и свои недостатки. В тот момент, когда заканчивается вторая выдержка первой дополнительной пары, начинается от­ крывание основной пары (ее вторая выдержка). Такое же явле­ ние имеет место на девятой выдержке основной и десятой дополнительной пар. Это требует весьма точной сборки и регу­ лировки затвора и соответствующей точности в изготовлении деталей, в противном случае произойдет кратковременная за­ светка пленки. И даже в таком случае наличие люфтов не га­ рантирует от засветки.

Подобными аналогичными отрицательными свойствами обла­ дают также комбинации с третьей и седьмой дополнительными парами.

Комбинации с возможной засветкой (с опасными «стыками» выдержек), а также не дающие увеличения времени затемнения (как не достигающие цели) мы исключаем. К последним отно­ сятся сочетания с пятой и восьмой дополнительными парами.

149