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长条形SiC空间反射镜轻量化结构优化设计

在保证空间光学遥感相机反射镜结构刚度、面形精度的同时,最大限度的降低反射镜质量,成为各国新兴的、重要的研究课题。本文从材料、支撑形式、相关几何参数以及轻量化结构形式等方面对反射镜进行详细设计。提出了通过拓扑优化确定反射镜背部轻量化形式的方案。采用有限元分析法对获得的优化结果进行分析。分析结果表明:重力载荷下面形精度达到λ/10PV,λ/50RMS(λ=632.8nm),PV

第3 9卷第 2期 21 0 2年 2月

光电工程 Op o El cr ni gi e rn t - e to cEn n e i g

V_ .9 NO 2 03. . 1

Fe, 0 2 b 2 1

文章编号:10—0 X 2 1)2 04— 5 0 35 1 (020—0 30

长条形 SC空间反射镜轻量化结构优化设计 i 齐光一,,李景林,王书新一,,任建岳 ( .中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春 10 3; 1 3 0 3 2 .中国科学院研究生院,北京 10 4 ) 00 9

摘要:在保证空问光学遥感相机反射镜结构刚度、面形精度的同时,最大限度的降低反射镜质量,成为各国兴新 的、重要的研究课题。本文从材料、支撑形式、关几何参数以及轻量化结构形式等方面对反射镜进行详细设计。相 提出了通过拓扑优化确定反射镜背部轻量化形式的方案。采用有限元分析法对获得的优化结果进行分析一 析结 果表明:重力载荷下面形精度达到 21 V,25 MS( 628 m) V值 7a/0 P/0R 2 3 .n,P= m,R MS值 1 8n . m,反射镜组件 6 一

阶固有频率 2 6Hz 5,均优于传统结构形式的反射镜,能够满足应用要求。

关键词:空间相机;长条形反射镜;轻量化;有限元分析 中图分类号:V 4 .; H1 4 58 T 6文献标志码:A d i 03 6 ̄i n1 0 0 X. 1. 0 o:1.9 9 .s. 35 1 2 2( 0 9 s 0 0 2

Li h weg tS r cu eDe i n f rRe t n u a i S a eM ir r g t i h t u t r sg o c a g l rS C p c。 r o QI a g, n ,L igl Gu一 I n - n,WAN S uxn J i G h -i,R iny e EN Ja -u ( . h n c u ntu fO t sFn Meh nc a d hs s 1C ag h nIsi t t eo pi, ie ca i n P y i, c s c C iee c dm S i csC a g h n10 3, hn; hn s A a e yo ce e, h n e u 3 0 3 C ia f n 2 G a u t U i ri C iee c d m S ine, e i 0 0 9 C ia) . rd ae nv st o hns A a e yo cecsB in 10 4, hn e yf f jg Ab t a t o me tt e r q i

e n so i h l c t n a c r c n u f c g r c u a y f rr c a g lr s a e mi o, s r c:T e e u r me t fh g o a i c u a y a d s ra e f u e a c r c o e t n u a p c r r h o i r

n r u e rr g t xr l at met, ea e w a ot sac jc scu te adt d c ro ih t me t e a meb cmeh e di p r teerhsbetnmot o n i . oe mi we e e y s h i t n n m n a r u i rs T e ma ei ls l ci n u p r f r h t r e e t,s p o o m,g o er a a t r d l h weg tsr cu e f r ae t k n i t c o ti e a o t e m ty p me e s a g t i h tu t r m a e o a c u t r n i o r n n n h

d sg f ca g l p c i o . u t gf r rd t e t p l g p i z t n e s e em i o a k l h eg t r e i n o r t u a s a em r r P ti wa o o o y o t ae n r r n o h mi a i n u st r rb c g t i h m. o r h r i w o f By u i g f i l me t ay i c n q e t e sai t f e so emi o s n l z d T ea ay i r s l h w a: e sn n t e e n l ss e h i u, h t t si n s f h r ri a a y e . h n l s e u t s o t t t i e n a t c f t s s h h

sr c c ay ece/0P uf e cu c ahs 1 V,25 M S( 6 28 m) dr rvt a, Vv le s n R a e .8 m, a a r r 2/0R 2 3 .n u e a i l d P a m, MSv l ss 6 = n g yo u i7 u i1 a a d tem i o o n r r c mp n n rto d r n t r l ̄ q e c s 2 6 Hz h r o e tf s- r e au a e u n y i 5 ,wh c s b a r t a a i o a tu t r r f i ih i e e n t d t n lsr

cu e f ms o h r i o mi o s a d c n me t h p l a i nr q ie n s r r, n a e ea p i t e u r me t . t c o

Ke r s p c a r; e t g l r r l h e h; nt e me t n ls ywo d:s a e mea rc n a mi o;i t i t f i l n a i c au r gw g i e e a y s

0引言 随着空间对地观测技术的不断发展,各国都对空间光学遥感相机提出了新的要求,即轻型、宽覆盖、 高分辨力。离轴三反射镜消像散 (MA) T光学系统正是由于具有大口径、大视场、长焦距等优点,符合人们

对空间光学遥感相机新的需求,并逐步取代传统的同轴光学系统遥感相机,在航空、航天领域得到了广泛的应用。然而,T光学系统要求反射镜具有大尺寸、大长宽比, MA势必导致反射镜重量、卫星发射成本随之增加。如何既满足反射镜的大尺寸要求,又在保证反射镜结构刚度、面形精度的条件下,去除多余的、 收稿日期:2 1 6 2,收到修改稿日期:2 1 92 0卜0—4 0卜0— 9 基金项目:国家 83计划资助项目(6-—-—3 ) 6 832511B

作者简介:齐光 (9 1)男(族) 18一,汉,吉林白城人。助理研究员,硕士研究生,主要从事空间光学仪器的研究,空间光学仪器光虮结构设计。 Emalywx 1 13 o — i g 0@ 6 . m。: t

ht/www g g .Cc tp:/ d ca n

长条形SiC空间反射镜轻量化结构优化设计

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