如今航天技術(shù)日新月異,中國(guó)也逐漸向著航天強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。航天科技的發(fā)展帶動(dòng)了空間探測(cè)技術(shù)的進(jìn)步,探測(cè)精度越來(lái)越高,分辨率也不斷提升,對(duì)航天遙感器技術(shù)指標(biāo)要求越來(lái)越苛刻;同時(shí)航天遙感器的外太空工作環(huán)境復(fù)雜,這對(duì)探測(cè)器性能穩(wěn)定提出了更高的要求。本文針對(duì)大口徑低溫反射鏡支撐技術(shù)主要進(jìn)行了如下研究:通過(guò)某相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果中的主反射鏡相關(guān)參數(shù)和指標(biāo)要求,對(duì)反射鏡進(jìn)行輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并且對(duì)其相關(guān)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行優(yōu)化;通過(guò)有限元分析軟件分析對(duì)比各種支撐方式下反射鏡的鏡面變形程度,最終確定選用背部支撐方式;通過(guò)對(duì)反射鏡不同支撐點(diǎn)位置鏡面變形的仿真分析以及反射鏡支撐結(jié)構(gòu)安全公式的研究確定了支撐結(jié)構(gòu)采用6點(diǎn)支撐,并找到支撐點(diǎn)適宜的位置。根據(jù)不同工作環(huán)境對(duì)反射鏡組件的指標(biāo)要求,分別設(shè)計(jì)了三種階段下的大口徑反射鏡支撐結(jié)構(gòu);利用有限元軟件對(duì)不同反射鏡組件進(jìn)行仿真分析,分析結(jié)果均滿(mǎn)足反射鏡鏡面精度指標(biāo)要求;另外對(duì)發(fā)射階段支撐結(jié)構(gòu)承受力學(xué)環(huán)境的情況進(jìn)行考察,驗(yàn)證結(jié)果符合要求,表明了反射鏡支撐結(jié)構(gòu)的合理性。 

【文章來(lái)源】：北華航天工業(yè)學(xué)院河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

GalileoAvionicaSiC反射鏡運(yùn)動(dòng)學(xué)支撐組件

С漚峁菇?瓷渚底榧?芭湓凇?-2-1型”運(yùn)動(dòng)學(xué)支撐座的三個(gè)低摩擦球形軸承上，最后又裝配到銅環(huán)形安裝基板上，其中三個(gè)彈簧柱塞用于為球形軸承提供預(yù)載，三條銅導(dǎo)熱帶用于增加與反射鏡間的導(dǎo)熱性能[6,7]。經(jīng)測(cè)定，常溫重力環(huán)境下反射鏡的面型PV=0.0068λ，RMS=0.0016λ，20K低溫重力環(huán)境下反射鏡的面型PV=0.0869λ，RMS=0.0162λ。測(cè)試結(jié)果表明此種支撐形式在低溫環(huán)境下的工作性能卓越[8]。圖1.1GalileoAvionicaSiC反射鏡運(yùn)動(dòng)學(xué)支撐組件為提高反射鏡的定位和面型精度，GabbyKroes等人對(duì)這種支撐的結(jié)構(gòu)形式作了進(jìn)一步改進(jìn)，如圖1.2所示。其中反射鏡背部基座的中心銷(xiāo)釘孔用于精確定位，3道經(jīng)尺寸優(yōu)化的細(xì)槽將反射鏡主體與3個(gè)螺栓孔及防轉(zhuǎn)銷(xiāo)釘孔隔開(kāi)。這些細(xì)槽的設(shè)置，不但增加了背部法蘭盤(pán)的柔性，還延長(zhǎng)了裝配面處的裝配應(yīng)力及熱應(yīng)力與反射鏡主體之間的傳導(dǎo)路徑，因此可得到更好的光學(xué)性能。圖1.2改進(jìn)后支撐結(jié)構(gòu)EToddKvamme提出了一個(gè)已通過(guò)振動(dòng)和熱真空測(cè)試驗(yàn)證的安裝座，可以成功安裝大型（70mm-94mm）氟化鋰光學(xué)器件，用于太空，討論了顯示光學(xué)器件在空間發(fā)射振動(dòng)

北華航天工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文3環(huán)境中的存活率以及冷卻至30K的運(yùn)行熱環(huán)境，該安裝座主要安裝在集成科學(xué)儀器模塊（ISIM）中的科學(xué)儀器上面[9,10]。裝配后的反射鏡組件如圖1.3所示。ABoesz設(shè)計(jì)了一種新型的支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)用于EUCLID近紅外光譜儀和光度計(jì)（NISP）的光學(xué)系統(tǒng)中，該支撐結(jié)構(gòu)利用適配環(huán)提供所需的位置精度，保證鏡頭在環(huán)境以及工作溫度下的公差和穩(wěn)定性[11]。圖1.4說(shuō)明了適配環(huán)的設(shè)計(jì)。韓國(guó)科研院的HagyongKihm等人采用了側(cè)面支撐的支撐方式，反射鏡的直徑為1000mm，采用微晶玻璃材料，他們所設(shè)計(jì)的支撐結(jié)構(gòu)主要是在反射鏡的側(cè)面加工了三個(gè)安裝凸臺(tái)，然后有柔性三腳架與凸臺(tái)相連接，實(shí)現(xiàn)了對(duì)反射鏡的柔性支撐方式。其主要支撐結(jié)構(gòu)如圖1.5所示[12]。俄羅斯的一些專(zhuān)家也有做過(guò)關(guān)于大口徑低溫反射鏡支撐結(jié)構(gòu)的研究，他們?cè)O(shè)計(jì)的支撐結(jié)構(gòu)則普遍采用在反射鏡背部中心位置加工盲孔，盲孔與可卸載重力、應(yīng)力的相關(guān)柔性支撐元件連接的支撐方式[13,14]。圖1.3反射鏡組件圖1.4適配環(huán)的設(shè)計(jì)圖1.5柔性側(cè)面支撐結(jié)構(gòu)1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)有關(guān)于大口徑反射鏡支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究有許多，支撐方式大多數(shù)都是不相同的，主要采用背部支撐與側(cè)面支撐相結(jié)合的支撐方式，少數(shù)采用中心支撐、周邊支撐等支撐方式。背部支撐的原理主要是通過(guò)背部設(shè)置一定的連接孔，在連接孔處通過(guò)膠與熱膨脹系數(shù)相接近的柔性結(jié)構(gòu)相粘接，這種支撐方式可以較好的卸載掉大口徑反射鏡的重力，而且在一定程度上能減少反射鏡鏡面由于環(huán)境溫度差造成的結(jié)構(gòu)熱變形[15-17]。側(cè)面支撐的原理則是在反射鏡的側(cè)面安裝凸臺(tái)或是柔性鉸鏈等類(lèi)似的支撐結(jié)構(gòu)，可選擇與反射鏡熱膨脹系數(shù)相近的支撐結(jié)構(gòu)機(jī)械連接，也可用膠粘接[18]。柳鳴，張立中等人對(duì)某型號(hào)相機(jī)中的反射鏡組件進(jìn)行了技術(shù)研究，反射鏡組件

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3107445