空间反射镜的轻量化及支撑设计研究.pdf

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1、第43卷第2期红外与激光工程2014年2月Vo1．43No．2InfraredandLaserEngineeringFeb．2014空间反射镜的轻量化及支撑设计研究陈洪达．-，陈永和，史婷婷，刘晓华，傅雨田(1．中国科学院上海技术物理研究所，上海200083；2．中国科学院大学，北京100049)摘要：大型空间遥感仪器为适应苛刻的发射和工作环境，通常要求具有很高的热、力学性能，并且对重量有严格限制。这对大口径反射镜及其支撑结构的质量、刚度和环境适应性提出了很高的要求。针对某型号qb620mm口径光学遥感仪器的主镜及支撑结构进行了详细的分析计算、设计和试验

2、验证。通过对比多种支撑方式的不同特性，选择了符合仪器要求的质量轻、刚度高的中心支撑；并利用等强度原理设计了放射状轻量化形式；在支撑环节上，利用柔性材料解决了因温度变化产生的局部接触应力增加的问题，有效减小了结构对光学镜面的影响。经测试反射镜重l5．2kg，轻量化率71．2％，支撑零件3．5kg；组件一阶模态420Hz；面形精度优于0．03ARMS，满足仪器要求。目前该仪器已投入使用，在轨性能良好。关键词：反射镜支撑；轻量化；SiC；中心支撑中图分类号：V443．5；TH703文献标志码：A文章编号：l007—2276(2014)02—0535—06Lig

3、htweightandmountingdesignforprimarymirrorinspacecameraChenHongda，ChenYonghe，ShiTingting，LiuXiaohua，FuYutian(1．ShanghaiInstituteofTechnicalPhysics，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200083，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：Thelargespaceremotes

4、ensinginstrumenthashighrequirementsforheatingandmechanicalcharacteristics，aswellasstrictlimitationinweight，toadapttoseverelaunchingandworkingenvironment．Thusthemirrorandsupportingsystemisstringentinweight，rigidityandenvironmentalflexibility．Thepaperanalyzed，designedanddemonstrate

5、dtheparametersofaqb620mmremotesensingml_rToranditsmountingstructure．Thecentralmountingsystemwasservedtomeetthelightweightandrigidityrequirementscomparedwiththeothermountingmethods．Radicalweight-reductionslotmorphologywasdevelopedinaccordancewithequals~engthprinciple．Thepartialcon

6、tactstresswouldincreaseastemperaturechanged．Aflexiblematerialwasutilizedtosolvetheproblem，whichwould收稿日期：2013—06—10；修订日期：2013—07—25基金项目：国家自然科学基金(4077610o)作者简介：陈洪达(1983一)，男，硕士，助理研究员，主要从事空间反射镜支撑、运动部件设计开发方面的研究。Email：chenhongda@mail．sitp．ac．cn导师简介：刘晓华(1971-)，男，研究员，博士，现主要从事光学精密机械、光学遥感

7、仪器方面的研究。Email：xhliuz@mail．sitp．ac．Cll536红外与激光工程第43卷mitigatethestructureeffecttoopticalmirror．Theresultsshowthattheweightofmirroris15kgandmountingaccessoryis3．5kg，withtheweightreductionrateof71．2％．Thefirstmodeis420Hz：Theprofileaccuracyofmiroris0．03ARMS．Thetechnicalparametersaresta

8、bleandsatisfiedwiththeopticalsystemrequi