中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
提出了一种空间相机用摆镜轻量化优化设计方法,并对尺寸为360 mm×560 mm 的空间相机用摆镜进行了轻量化优化设计。以镜体厚度、切角大小、镜面厚度和轻量 化筋的厚度为设计变量,以最小重量为设计目标,以面形峰值(Peak Value, PV)和均方根值(Root-Mean-Square, RMS)不大于55 nm和11 nm为边界条件 进行了优化,并将整体反射镜重量从初始模型的4 kg减到了1.72 kg (其面密度为8.0 kg/m2)。 然后以微重力变形条件下的最小面形为目标,对轻量化处理后的反射镜进行了侧边支撑点位置优 化,其面形PV为54 nm。采用有限元分析方法对反射镜在微重力、旋转惯性和温度载荷条件下的变形及反射镜模态 进行了计算和校核,其结果均满足空间使用要求。最后采用光机热集成仿真方法 对空间环境条件综合作用下产生的变形对像质的影响进行了分析。结果表明,由于该空间相机用 摆镜产生变形,摆扫式光学遥感器系统的传递函数下降,在70 lp/mm处由设计值0.735降至0.703, 相对降幅约为4.4%,满足设计要求。
空间摆镜 优化设计 轻量化 光机热集成仿真 space pointing mirror design optimization lightweight optical-mechanical-thermal integration analysis