复合材料在长焦距空间光学遥感器上的应用-论文.pdf

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1、Vo1．23NO．1航天器工程第23卷第1期32SPACECRAFTENGINEERING2014年2月复合材料在长焦距空间光学遥感器上的应用吴俊宋志清毛建杰(北京空间机电研究所，北京100094)摘要对碳纤维增强聚合材料(CFRP)和碳化硅颗粒增强铝基(SiCp／A1)复合材料在空间光学遥感器的应用进行了介绍，并以某长焦距空间光学遥感器的主支撑结构为例，对应用不同材料时遥感器的质量、固有频率、热位移等进行了研究。研究结果表明：应用复合材料能够使主支撑结构质量降为278kg，从而降低发射成本；结构具有较大的刚度，固有频率为156．09Hz，满足设计指标；可以更加有效控制结构热变形引起的光学元件

2、刚体位移，提高成像品质。文章对复合材料更好地应用于长焦距空间光学遥感器，具有一定的参考价值。关键词长焦距空间光学遥感器；碳纤维增强聚合材料；碳化硅颗粒增强铝基复合材料中图分类号：V257文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2014．01．005ApplicationofCompositeMaterialsinLong—focusSpaceOpticalRemoteSensorWUJunSONGZhiqingMAOJianjie(BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity，Beijing100094，China)A

3、bstract：ThispaperdiscussestheapplicationofCFRP(carbonfiberreinforcedpolymer)andSiCp／A1compositematerialsinspaceopticalremotesensor．Takingmainsupportingstructureofalong～focusspaceopticalremotesensorasanexample，thispaperstudiestheweight，naturalfrequencyandthermaldisplacementofsensorwhendifferentmateri

4、alsareused．Theresultsshowthatthecompositematerialsarehelpfultodecreasetheweightofthemainsupportingstrue—tureto278kg，therebycuttingdownthelaunchcost．Withhighstiffnessandnaturalfrequencyof156．09Hz，thestructuremeetsthedesignspecificationsandcancontrolmoreeffectivelytheopti—calelementrigidbodydisplaceme

5、ntcausedbythermaldeformationtoimprovetheimagequality．Thispaperhasareferencevaluefortheapplicationofcompositematerialsinlong—focusspaceopticalremotesensor．Keywords：long—focusspaceopticalremotesensor；CFRP；SiCp／A1compositematerial因优异的性能及关键制备技术的研究深入，已广泛1引言应用于航天器本体结构、天线结构和太阳翼等，对各类航天器结构质量的减小和性能的改善发挥了显著近年来

6、，小质量、高刚度和高强度的复合材料，作用，产生l『Fi大的效益。收稿日期：2012l113：修回日期：20131024基金项目：国家重大航天工程作者简介：吴俊，男，硕士，从事空间光学遥感器光机结构设计工作。Email：395445205@qq．corn。第1期吴俊等：复合材料在长焦距空间光学遥感器上的应用在空间遥感领域，遥感卫星的空间分辨率要求(AcMC)与亚利桑那大学光学研究中心合作，采用不断提高l_1]，需要加长光学系统的焦距_2]，这势必扩SiCp／A1制成了超轻空间望远镜的主镜和次镜，在大空间光学遥感器的总体结构尺寸，对控制遥感器230~340K之间进行320次热循环后，镍反射层仍的质

7、量增长提出更高的要求。同时，保证整机及其能保持I／10可见光波长的平面度。由于结构的改组件在动力学环境中能够正常工作，不产生残余变进，SiCp／A1反射镜比传统玻璃类反射镜的质量小形并保持遥感器良好的光学性能，要求遥感器各光50以上。主镜直径为o．3m，整个望远镜质量仅学组件结构具有足够高的强度和刚度。另外，空间为4．54kgl7]。在国内，北京航空材料研究院采用光学遥感器在轨运行时所处的热环境与