卫星高精度载荷安装平台热变形隔离技术研究

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1、第26卷第2期航天器工程V01．26No．22017年4月SPACECRAFTENGINEERING69卫星高精度载荷安装平台热变形隔离技术研究王志国彭海阔满孝颖马超(上海卫星工程研究所，上海201109)摘要针对我国高分辨率卫星对结构在轨变形的控制要求，提出了一种基于柔性连接的卫星高精度载荷安装平台热变形隔离控制方法，从理论上对该方法进行了分析，并以型号应用为背景进行了验证方案设计及试验验证。验证结果表明，在同样的加载条件下，柔性连接载荷安装基板变形相对刚性连接降低了近1个数量级，表明通过对卫星平台与有效载荷

2、安装基板之间连接结构刚度的柔性设计，能够有效避免卫星平台结构的热变形作用于有效载荷安装基板，使得高精度载荷安装基板不致产生明显的翘曲变形，从而保证安装基板上各敏感载荷的在轨指向相对变化满足指标要求。关键词卫星结构；高精度；柔性连接；热变形；隔离技术中图分类号：V416．1文献标志码：ADOJ：lo．3969／j-issn．1673—8748．2017．02．oloResearchonThermalDeformationIsolationforHigh—precisionSatellitePlatformMoun

3、tedPayloadWANGZhiguoPENGHaikuoMANXiaoyingMAChao(ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai201109，China)Abstract：Inordertocontroltheon—orbitdeformationofhighres01utionsatellite，thispaperpres—entsamethodofthermaldeformationisolationbasedonflexibleconnect

4、ionforhigh—precisionsat—elliteplatformmountedpayload．Inthebackground。fmodelapplication，thetheoreticalanalysisiscarriedoutandtheverificationexperimentisdesignedforthemethod．Thetestresultsshowthatcomparedtorigidconnections，thedeformationdecreasesbyanorderofmag

5、nitudewhenthepayloadmountingplateisflexiblyconnectedwithsatelliteplatf。rm．Theflexibleconnectioncaneffectivelypreventtherolesofthermaldeformationfromsatelliteplatform，sopayloadmountingplatedoesnotproducesignificantwarpage．Thetechnologycanguaranteepointingaccu

6、racyforsensitiveinstrument．Keywords：satellitestructures；hig卜precision；fle)【ibleconnection；thermaldeformation；deformation—isolationtechn0109y1引言高分辨率是太空观测和对地遥感卫星发展的重要趋势，直接决定了发现、识别、确认、跟踪目标种类和概率。目前，代表性的高分辨率遥感卫星有美国锁眼一12(KH一12)军事侦察卫星、詹姆斯一韦伯太空望远镜(JWST)等‘“。然而由于卫星在极端

7、空间环收稿日期：2017一O卜18；修回日期：2017一03—29作者简介：王志国，男，高级工程师，从事航天器结构设计工作。Email：wz97892@163．com。70航天器工程境条件下运行，卫星在轨热变形成为影响新一代高分辨率遥感系统成像性能的关键问题比]。对高分辨率对地遥感卫星而言，由于受日照交变以及季节的影响，卫星结构温度环境波动较大，有效载荷及其安装基板会产生变形，从而导致有效载荷指向发生变化，影响卫星在轨成像和定位性能。为减小热变形对卫星性能的影响口]。针对引起热变形的原因可以采用多种方式对卫星在

8、轨热变形进行控制，如采用具有低热膨胀系数的材料、对复合材料结构件进行“零”膨胀设计、控制温度梯度等。对于光学成像卫星而言，对有效载荷影响较大的直接原因为载荷安装基板翘曲变形。为控制高精度有效载荷安装基板的翘曲变形，安装基板结构通常设计为高刚度结构抵抗热变形，但是，相比于有效载荷安装基板难以无限地加强刚度设计而言，较为简便的方式是改善有效载荷安装基板与卫星平台之间的连接关系，使其具有较强