设计了一种 18杆空间相机桁架式主支撑结构, 解决了大型离轴三反空间相机主支撑结构要求同时具备轻质、高刚度、高强度和高热尺寸稳定性的难题。分析了采用整体框架结构及桁架支撑结构作为离轴三反空间相机主支撑结构的优缺点, 根据光学系统及相机整体结构尺寸特点, 确定了桁架支撑方案。分析对比了单层 6杆桁架结构和双层 18杆桁架结构的动静态刚度。合理选取了桁架式主支撑结构的材料, 分析了对支杆基频的影响因素, 优化设计了支杆的结构参数, 分析了 18杆桁架支撑结构的力、热特性, 并对支杆与杆接头的胶粘结强度进行了试验测试。有限元分析结果表明, 相机桁架主支撑结构一阶固有频率为 78.4 Hz, 次镜在 X向重力作用下绕 Y轴的最大倾角为 4.6″, 动静态刚度均满足设计指标要求。碳纤支杆拉伸试验结果表明, 胶粘结支杆的抗拉强度为 5.85 MPa, 满足强度要求。

长焦距离轴三反(TMA)空间光学遥感器各光学元件的位置精度和动态稳定性与其主支撑结构相关，因此，本文研究了遥感器主支撑结构设计方案。对比分析了主支撑结构的常用形式，确定了桁架结构方案，并对其进行了材料选择和连接工艺分析。推导了三杆结构(桁架基本单元)的一阶频率解析式，并确定了其最佳形式。在初始设计的基础上，利用灵敏度分析和参数优化设计方法得到了一种24杆式主支撑结构。作为验证，对该支撑结构进行了静态翻转和动力学试验。试验结果表明，主支撑由竖直状态翻转到水平状态后，前端倾角变化小于10″，一阶固有频率为55 Hz，振动试验中支杆最大应力为135 MPa，满足各项设计指标要求。