空间相机反射镜结构优化及其支撑结构研究

发布时间：2024-03-13 21:33

　　近年来随着航天科技的快速进步,空间相机在研究地球生态环境,探索太空未知世界等领域发挥的作用越来越大。反射镜作为空间相机的核心元件,伴随着人们对空间相机成像质量要求的提高,其口径也不断增大,口径的增大势必会导致反射镜在重力作用下或温度变化时镜面的变形加剧,严重影响空间相机光学系统的成像质量。为了保证反射镜光学表面能够拥有良好的面形,对反射镜及其支撑结构进行合理的轻量化设计是至关重要的。本文结合某Φ620mm口径空间反射镜设计任务,对反射镜组件轻量化设计开展了相关研究工作。论文分析了反射镜组件在制备、发射、在轨运行等阶段所经历的载荷环境。依据成熟的设计理论和前人总结的经验,建立了反射镜初始化模型,利用经验公式确定了反射镜的镜体厚度、支撑点数、支撑位置,选择了镜坯材料、轻量化形式以及轻量化孔形状。结合灵敏度分析方法,选取了对反射镜面形影响较大的结构参数,并对其进行了参数优化。完成了反射镜结构的轻量化设计之后,对反射镜支撑结构进行了设计。分析了常用的四种反射镜支撑形式的适用条件和范围。针对本文所研究反射镜的特点,选取了背部3点支撑方案,并对背部三点支撑结构中的锥套、柔性结构和支撑背板进行了选材...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1Hubble望远镜

第1章绪论3防止光学表面氧化，反射镜光学表面的面形精度RMS值小于λ/50[7]。在HST主镜的支撑系统中主动支撑与被动支撑并存，包括轴向的3个背部支撑点和径向的3个侧面支撑点，并在反射镜背部配有24个促动器实时对镜面变形进行调节[8]。(a)望远镜系统(b)主反射镜图1.1Hu....

图1.2SOFIA望远镜

第1章绪论4像质量，整个反射镜系统的主要部件是在德国完成组装，包括反射镜、支撑系统等，组装后整个系统重2060kg，一阶固有频率为70Hz。（a）主反射镜（b）支撑系统图1.2SOFIA望远镜（3）赫歇尔空间望远镜(HerschelSpaceTelescope)大型红外太空望远镜....

图1.3Herschel主镜和支撑结构

第1章绪论5料制成，由于钛合金材料的线膨胀系数接近反射镜材料的线膨胀系数，从而可以减小反射镜由温度变化引起的镜面变形[13]。图1.3Herschel主镜和支撑结构（4）詹姆斯·韦伯空间望远镜(JamessWebbSpaceTelescope,JWST)JWST作为HST的继承者....

图1.4詹姆斯韦伯(JWST)太空望远镜

第1章绪论6(a)JWST光学系统(b)Hubble与JWST主镜大小对比图1.4詹姆斯韦伯(JWST)太空望远镜其他国外已成功发射或正在研制具有代表性的望远镜概况如表1-1所示表1-1其他国外望远镜概况发射时间名称主镜口径/m材料面密度(kg/m3)支撑方式2003Spitze....

本文编号：3927600