"Гармошки" рулят
В последнее время монтировки на деформационно-волнововых или называемых иначе гармонических редукторах (в простонародье - "гармошки") набирают популярность благодаря своей легкой и компактной конструкции, отсутствию противовесов и улучшенным возможностям подключения по сравнению с классическими экваториальными монтировками на червячном часовом приводе. Почти все ведущие производители астрономического оборудования, да и не только они, выпустили недавно свои модели монтировок. Даже любители астрономии начали самостоятельно изготавливать "гармошки". Постараемся разобраться, чем хороши эти монтировки и какие у них при всех плюсах есть недостатки, а также какие монтировки на таких приводах сейчас имеются у нас на рынке.
Как работают "гармошки"
Вообще говоря, не смотря на нарастающий сейчас ажиотаж, деформационно-волновой редуктор был изобретен в 1957 году К. Уолтоном Мюссером. А термин «Harmonic Drive» является торговой маркой деформационно-волнового механизма, зарегистрированной компании c таким же названием - Harmonic Drive. Он отличается хорошим передаточным числом, высоким крутящим моментом, точностью и надежностью.
Схема работы деформационно-волнового редуктора.
Гармонический привод состоит из трех ключевых компонентов: генератора волн, гибкого шлица и кругового шлица. Генератор волн имеет эллиптическую форму и состоит из эллиптической ступицы и специального тонкостенного подшипника, повторяющего эллиптическую форму ступицы. Это вход зубчатой передачи, соединенный с валом двигателя.
Принципы работы червячной передачи (использовавшейся ранее в монтировках, слева) и волновой передачи (справа). Можно заметить, что в волновой передаче внутренняя шестерня смещается относительно внешней шестерни.
В системе гармонического привода выходное движение достигается не за счет жестко связанной чевячной передачи с большим передаточным отношением, состоящей из червячной шестерни с круговой резьбой и "червяка", как в классических монтировках, а за счет упругой деформации гибкой зубчатой передачи во взаимодействии с жесткой шестерней со внутренней резьбой через центральный эллиптический маховик - генератор волн.
Из-за разницы в количестве зубьев между гибким шлицем (внутренней шестерни) и круговым шлицем (внешней шестерни) при каждом повороте генератора волн на 180 градусов зацепление зубьев приводит к тому, что гибкий шлиц будет поворачиваться только на один зуб относительно генератора волн, а при полном обороте 360 градусов - на два зуба. Если гибкий шлиц имеет 200 зубьев, генератор волн должен сделать 100 оборотов, чтобы гибкий шлиц сделал один полный оборот. Это дает соотношение редуктора 100:1.
Использование такой конструкции привода часовой оси в монтировках устраняет необходимость в противовесах, поскольку сама система привода не опирается на гравитационные силы для балансировки, в отличие червячной передачи. Тем не менее, установка противовеса на монтировке с деформационно-волнововой передачей улучшает устойчивость, обеспечивая большую грузоподъемность.
Плюсы и минусы "гармошек"
Основные преимущества таких приводов, такие как нулевой люфт, высокий крутящий момент (до 800:1 в современных монтировках), точность и надежность, делают их полезным в областях, требующих точного управления движением, таких как робототехника, аэрокосмическая и автомобильная промышленность, медицинские машины, фрезерные станки, производственное оборудование и в монтировках телескопов.
При использовании монтировки с волнововой передачей без противовеса, балансировка нагрузки не требуется, что существенно упрощает эксплуатацию.
Но пожалуй самым основным преимуществом "гармошек" является их компактная конструкция и почти втрое меньший вес по сравнению с классическими экваториальными монтировками немецкого типа.
Также монтировки с прецизионными деформационно-волнововыми передачами обладают отличными характеристиками для астрофотографии: низкой периодикой и хорошей точностью гидирования.
Единственным минусом, который скорее можно назвать особенностью конструкции, является необходимость тормозного устройства, которое срабатывает при пропадании питания, чтобы несбалансированный телескоп не проворачивался.
Краткий обзор монтировок, доступных в магазине «Звездочет» (на июль 2024 г.)
ZWO AM3 Самая доступная на рынке монтировка с волновым приводом. При своем весе 3,9 кг монтировка может нести нагрузку 8 кг без противовеса и 13 кг с противовесом до 5 кг (коэффициент нагрузки 2,05). Она может работать как в экваториальном, так и альт-азимутальном режиме. Помимо управления с ПК через интерфейсы ASCOM, INDI, монтировка может управляться компьютером ZWO ASIAIR, что делает ее идеальной для владельцев оборудования экосистемы ZWO. ZWO AM5 New Самая популярная в России монтировка. В июле 2024 года компания ZWO представила вторую версию данной монтировки. При своем весе 5,5 кг монтировка может нести нагрузку 15 кг без противовеса (коэффициент нагрузки 2,73) и 20 кг с противовесом до 5 кг. Как и AM3, она может работать как в экваториальном, так и альт-азимутальном режиме, а также управляться компьютером ZWO ASIAIR. 
iOptron HAE29 При весе 3,70 может нести нагрузку 14 кг без противовеса (коэффициент нагрузки 3,78) и 18 кг с противовесом. Редукторы монтировки имеют передаточное число 480:1 по оси прямого восхождения и 360:1 по оси склонения. В отличие от монтировок AM3 и AM5 имеет многофункциональный пульт управления с OLED-дисплеем. Поддерживается управление астрокомпьютерами ZWO ASIAIR и iOptron iMate. 
iOptron HAE43 Средняя по своей грузоподъемности монтировка. При весе 5,80 кг может нести нагрузку до 20 кг без противовеса (коэффициент нагрузки 3,45) и 25 кг с противовесом. Редукторы монтировки имеют передаточное число 480:1 по оси прямого восхождения и 360:1 по оси склонения. Монтировка комплектуется многофункциональным пультом управления, поддерживается управление астрокомпьютерами ZWO ASIAIR и iOptron iMate. 
iOptron HAE69 Самая грузоподъемная монтировка в обзоре. При весе 8,60 кг может нести нагрузку 31 кг без противовеса (коэффициент нагрузки 3,6) и 36 кг с противовесом, что уже позволяет ее причислять монтировкам, предназначенным для установки стационарных инструментов. Имеет очень высокое передаточное отношение по обеим осям 800:1, а значит и самое высокоточное ведение. Комплектуется многофункциональным пультом управления, Поддерживается управление астрокомпьютерами ZWO ASIAIR и iOptron iMate. 
Emcan EM31 Pro Монтировка от китайской компании EmCanAstro. При весе 4 кг может нести нагрузку до 16 кг без противовеса (коэффициент нагрузки 3,2) и 20 кг с противовесом, может работать как в экваториальном, так и в альт-азимутальном режимах, при чем работа в альт-азимутальных режимах с использованием дополнительного оборудования возможна в разных конфигурация, что позволяет устанавливать на монтировку не только трубы, но и большие бинокуляры. Монтировка управляется системой OnStep (пульт управления входит в комплект поставки), поддерживается управление астрокомпьютерами ZWO ASIAIR.
Подводя итоги
Уже сегодня многие российские любители астрономии переходят на современные решения в области астрономических монтировок — монтировки с волновыми редукторами. Пожалуй, самой доступной монтировкой этого класса сейчас является ZWO AM3, по грузоподъемности и качеству ведения сравнимая с HEQ5, но по весу в 4 раза легче ее и при этом еще и на треть дешевле. Обладая такими отличными свойствами, как нулевой люфт, высокий крутящий момент, точность ведения и гидирования, компактность и легкий вес, «гармошки» в скором времени с большой вероятностью полностью заменят классические монтировки с червячными передачами, а нам, астрономам-любителям, не придется таскать с собой в поля много «железа» - от тяжелой монтировки до противовесов к ней.
Эдуард Важоров, специально для магазина "Звездочёт"
