空间遥感器电控箱结构设计

空间遥感器电控箱的在轨不可维修性要求其具有高的电磁屏蔽能力和力学稳定性。针对电磁屏蔽能力和力学稳定性要求,设计了一种框架式结构的双腔隔离电磁屏蔽结构。该结构主体采用稳定的框架式结构,力学性能好。电控箱整体结构分为两个封闭的腔体,一个腔体用来承载电子学器件,一个腔体负责数据信号的转出,具有极高的电磁屏蔽能力。通过反应电控箱结构屏蔽能力的电场辐射抗扰度试验（RS103）和电场辐射发射试验（RE102）证明了该结构的电磁屏蔽效果满足航天应用需求。并且,对整个结构进行了有限元分析和动力学试验,基频是235HZ,满足设计要求的120HZ,双腔隔离电控箱具有优良的力学性能和极高的电磁屏蔽能力。     

长焦距空间相机调焦机构设计

长焦距空间相机容易因环境变化产生离焦现象,引起相机成像质量下降。根据空间相机不同的结构特点和工作环境,需要设计相应的调焦机构。从保证相机成像质量和结构空间要求的角度出发,阐述了调焦机构的工作原理和组成,进行了调焦机构的方案选择,分析了调焦机构误差分布,提出了一种由精密滚珠丝杠和直线轴承实现导向和运动方向转换的调焦机构。对调焦机构进行了力学试验和分析。试验结果表明,调焦机构较强的结构刚度和稳定性能够满足空间相机在复杂环境条件下精确可靠调节调平面位置的要求。     

空间遥感器圆柱体电控箱的设计与分析

针对空间相机上方形电控箱体积大、质量重、信号干扰大的缺点,设计了一种体积小、质量轻且能有效减小信号干扰的圆形空间相机电控箱。通过对比分析方形、圆形电控箱的优缺点及对整机性能的的影响,给出了空间相机圆柱体电控箱的优化设计结果。相机电控箱采用轻质高强的MB15镁合金材料;针对电控箱本身及其中对整机影响较大的电子元器件进行了相应的防辐照设计;有限元分析结果显示,应力远小于材料的屈服极限,强度空间足够大;设计的圆柱体电控箱结构固有频率达到了120Hz,符合设计指标提出的不小于100Hz的技术要求。设计的空间相机圆柱形电控箱能在复杂的空间环境下正常工作,满足航天使用要求。     

空间相机主次镜间的薄壁筒和支杆组合支撑结构

为了满足大口径、长焦距空间相机中次镜相对于主镜的位置精度要求,设计并研制了主次镜间的支撑结构,分析和试验验证了组合支撑结构的稳定性。首先,根据给定的光学系统,确定了主次镜之间采用薄壁筒和支杆组合的支撑结构形式,对比了支撑杆和薄壁筒的结构形式以及二者之间的连接方式,通过优化,完成了组合支撑结构的设计。然后,讨论了重力对支撑结构的影响,并进行了固有频率和正弦振动响应分析。最后,通过量级逐增力学试验,采用光学方法测量了主、次镜间的角度变化量,验证了支撑结构的结构稳定性。试验结果表明:主、次镜间的角度变化量10″,组合支撑结构的一阶基频75 Hz。这些结果满足主、次镜间角度变化量要求,具有较好的结构稳定性。     

振动弛张筛运动规律及其实验研究

了深入研究振动弛张筛工作时主浮筛框的运动规律,假设弛张筛主浮筛框的运动为平动与转动的叠加,在忽略阻尼作用的前提下,考虑转动,建立了振动弛张筛的力学模型,并通过振动微分方程求出解析解。求出了弛张筛上任意一点的运动轨迹方程,重点分析了运动规律,特征点的运动轨迹。通过实验测试了FFS2461型弛张筛的特征点的轨迹,对比了理论方法计算出的轨迹与实际轨迹的拟合程度,求出测点实测振幅的最大值和用考虑转动方法求出的振幅最大值的相对误差,并简要探讨了理论轨迹与实测轨迹产生偏差的原因。验证了假设的正确性,可以利用这种建模方法计算运动轨迹,并用以指导工程实践。     

紧凑型多光谱空间光学遥感器焦平面的设计与拼接

为实现高分辨率、多光谱、宽覆盖的遥感测量,对空间光学遥感器由3片TDI CCD组成的焦面组件进行了设计,并提出了一种新的拼接方法。根据空间光学遥感器采用的多光谱TDI CCD外形尺寸较大、几乎占满整个结构设计空间的特点,对其焦平面进行了紧凑型的机械交错拼接设计;根据紧凑型多光谱焦平面的特点,结合图像处理技术进行了拼接,对由CCD拼接仪产生的图像进行了放大和处理,以尽量消除因人眼视觉误差对拼接精度产生的影响,提高拼接精度;最后进行了拼接验证。结果表明,该方法拼接出的焦面各片CCD之间的搭接误差〈3μm,两排CCD的平行度误差〈3μm,共面性误差〈5μm,满足空间光学遥感器的成像要求。     

Lymanα与可见光双波段内掩式日冕仪

太阳是地球能量的主要来源,太阳活动和变化对地球影响极大。为了满足天文学家对太阳观测和研究的需求,设计一种新型Lymanα和可见光双波段内掩式日冕仪(SCI日冕仪),能够在121.6 nm和700 nm两个波段同时对日冕进行高分辨率成像观测。根据太阳在121.6 nm和700 nm日面与日冕的辐射特性确定仪器的参数,给出了日冕仪的初始结构,建立评价函数对初始结构进行优化。分析了日冕仪光学系统的成像性能和各个光学元件产生杂散光对成像性能的影响,确定影响系统杂散光抑制水平的主要光学元件和机械结构,提出了对光学元件表面粗糙度的要求,给出了里奥光阑的位置和通光口径。还设计了日冕仪光学反射镜和光学分色镜的膜系结构,实现了对内日冕在121.6 nm和700 nm两个波段的同时成像。实验结果表明:SCI日冕仪视场覆盖1.1~2.5个太阳半径(Rs,取1 Rs=0.267°),空间分辨率优于4.8″,杂散光抑制水平在1.1Rs处优于10-6量级,在2.5Rs处优于10-8量级,满足观测需求。     

菲佐干涉仪移相器的结构优化设计

介绍了菲佐干涉仪在干涉检验领域的主要用途及干涉仪中移相器的工作原理。根据工作原理,基于压电陶瓷驱动和双柔性四连杆传动,设计了一种移相器结构,压电陶瓷与四连杆以并联形式装配。对双柔性四连杆的铰链参数进行了优化设计,用于提高移相器的固有频率,进而提高其动态特性和抗干扰能力。通过计算机对移相器进行有限元仿真分析,确认了优化设计的有效性。