发射主动段空间相机隔振技术研究.pdf

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1、第23卷第4期航天器工程Vol_23No．42014年8月SPACECRAFTENGINEERING39发射主动段空间相机隔振技术研究段鹏飞雷文平(北京空间机电研究所，北京100094)摘要由光机和光电组件组成的空间相机对发射过程中力学环境的适应能力极为有限。为了提高空间相机发射主动段的适应能力，文章依据单自由度被动式隔振系统理论，针对相机的正弦振动和随机振动环境力学条件，设计了一种阻尼橡胶隔振器。计算分析和振动试验结果显示隔振器的减振效率接近50％，能够将随机振动过程中相机内部结构的加速度均方根值响应衰减至减振前的1／10，并最终

2、保证在lOg左右，达到了相机材料及结构所容许的动力学条件要求，充分验证了隔振器的减振效果。文章针对相机的隔振技术应用及隔振设计方法，对于具有类似结构形式或布局形式的空间有效载荷的减振设计具有实用的参考价值。关键词发射主动段隔振；隔振器；隔振系统频率；隔振器阻尼中图分类号：V414；TBI23文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2014．04．007OntheVibrationIsolationforSpaceCameraDuringLaunchingDUANPengfeiLEIWenping(Be

3、ijingInstituteofSpaceMechanicsandElectricity，Beijing100094，China)Abstract：Asasystemofoptic—mechanicalandoptic—electronicalstructure，aspacecameraisverysensitivetothelaunchingvibrationperturbation．Anewisolatormainlyhavingfeatureofvibra—tionisolationandhighdampingisdevelo

4、pedintheassuranceofthelaunchofspacecamera．Boththeisolationfrequencyandtheequivalentdampingratioaredesignedwithanoptimalrangeofperturbationattenuation．Theexperimentalresultsofavibrationisolationsystemshowthatthesenewisolatorscaneffectivelysuppressbothlowerfrequencyreson

5、ancesandrandomvibrationinabroadfrequencyband．Thispaperisusefulasareferenceforotherrelatedspacepayloadstructurevibrationattenuation．Keywords：vibrationisolationduringlaunch；isolator；isolationfrequency；isolatordamping至是致命的。据美国国家航天局(NASA)对卫星发1引言射失败原因的调查报告，45的卫星发射失败是发射阶段的结构

6、振动或声激振动引起的L1]。航天器在发射过程中会承受动力过载、振动、冲作为光机和光电设备的空间相机，其内部构造击和噪声等多种准静态和动态载荷，力学环境恶劣。一般是具有玻璃材料的光机组件以及具有电子电路从频谱分析来看，环境载荷包含几赫兹的低频结构的光电组件；复杂的空间相机内部还会有转轴、枢轴振动，几百到上千赫兹的中高频随机振动和声激振等机构组件以及电机、旋转变压器等机构控制组件。动。这种力学环境对航天器的伤害是不容忽视，甚上述光机和光电组件以及机构和机构控制组件对力收稿日期：2013—09—05：修回日期：2014—06—25基金项目

7、：国家重大科技专项工程作者简介：段鹏飞，男，工程师，从事空间遥感相机光机设计，结构力学分析与环境试验工作。Email：dpfei1949@163．corn。42航天器工程数对传递率影响的分析，就可以针对性地去设计隔能够进行参数设计的是隔振器的刚度和阻尼。振器，以减小发射过程中相机的振动，保证相机能承3．1隔振系统的刚度设计受在发射主动段严酷的力学环境。卫星平台与相机的质量比约为l3，基频比约为0．2。根据图4(a)和图4(b)，频域上在．厂／．>3某空间相机隔振设计1．5后就进入隔振区，区域广泛，这意味着隔振器将会有较好的隔振效果。

8、某空间相机光机组件由摆镜(6kg)、镜头(8kg)除了考虑隔振效率，隔振器的频率还要避免与和相机安装底板(8kg)三部分组成。相机结构尺寸卫星上其它结构的耦合，这反映到正弦振动条件上为570mmX340minx230ram(长×宽×高