超音速飞行器光学窗口气动压力载荷分析

为了提高光学窗口设计的可靠性与使用性能,对超音速飞行器进行了计算流体力学分析,得到27种飞行状态下光学窗口的气动压力载荷分布.通过有限元建模仿真,计算了窗口在各压力载荷状态下的应力和变形.通过分析变形对光学成像的影响可知,ZnS平板的两个变形面在光学上具有相互补偿的作用,因此,压力载荷下的变形对光学成像的影响可以忽略.为了使窗口设计满足使用强度要求,在最严酷的一种飞行状态下,分析了不同厚度ZnS窗口玻璃的变形和应力,当平板厚度为10mm时,能够在结构强度和质量之间达到设计的平衡.此分析结果对高速载体的光学窗口设计具有一定的指导作用.     

具备调焦功能的空间光学载荷支撑结构设计(特邀)

由于空间环境变化,高分辨率空间光学载荷在轨会产生不同程度的离焦从而影响成像质量,因此需要进行在轨调焦。为了适应高分辨率、轻小型空间光学载荷发展需求,设计了一种集支撑功能、调焦功能为一体的结构,通过热控系统对支撑结构温度的精准控制来调整次镜组件在光轴方向的位置,从而使载荷具备调焦功能。首先,根据光学系统参数进行调焦精度分析,确定支撑结构的设计要求;然后,基于连续拓扑优化中的变密度法(SIMP)进行支撑结构的全局优化;最后,开展了热光学试验,验证支撑结构的热控调焦功能并测量热控调焦系数。试验结果表明:该光学载荷支撑结构热控调焦系数为0.071 mm/℃,可实现0.014 mm调焦精度和±0.385 mm调焦范围。基于该调焦方法设计的“吉林一号”高分03星已经完成在轨测试,调焦精度和调焦范围满足设计预期。     

空间微型光学载荷主结构优化设计与试验

针对某微型光学载荷主结构质量过重,地面重力变形过大以及基频太低的问题,提出以质量最小、随机加速度响应RMS值为目标,基频、变形为约束条件,建立优化数学模型,并对光学载荷主结构进行拓扑优化设计。对优化后的主结构进行工程分析,结果表明,优化后主结构质量为12.5 kg,降低了68.71%;基频由优化前的11.18 Hz提高到268.7 Hz;最大变形为0.3 m;光学载荷安装位置随机加速度响应值放大倍率1.2,小于总体指标1.5;最后对主结构和其上端安装的光学载荷进行了力学试验、热循环试验,并对试验后的设备进行了性能检测,结果满足总体指标,证明了所设计的主结构具有良好的性能,同时该主结构优化方法有效可行。     

光学载荷的激光防护

光学载荷是航天器的眼睛,最容易受到激光武器的杀伤,而目前地基激光武器已具备了实战能力,对光学载荷武器造成威胁.分析了激光参数及大气对地基激光武器性能的影响,介绍了激光对光学载荷的干扰和毁伤机理,分析了光学载荷的激光防护措施,包括被动防护和主动防护,比较了各防护措施的优缺点.针对具体光学载荷对不同波段视场内和视场外入射的...     

金属橡胶减震器在轻型光电载荷隔震设计中的应用

轻型光电载荷在对目标进行搜索、探测、识别、跟踪时,必然要受栽机的振动、风阻扰动等干扰因素的影响,造成视轴抖动,视频图像晃动、模糊,降低成像质量,设计合理的隔震系统,提高光电裁荷视轴的稳定性和跟踪精度显得光为重要.从结构设计的角度出发,对隔震系统的隔振理论、工作机理和设计要点进行了详细说明,给出了橡胶减震嚣和金属橡胶减震器各自的适用范围.振动试验结果表明:金属橡胶减震器设计合理、性能可靠;光电载荷成像质量好、稳定精度高.     

大口径光学元件装夹转运结构设计及分析

为了实现大口径光学元件的安全装夹、转运,通过光学元件开槽与不开槽两种装夹方式的分析,得出开槽夹紧转运方式将带来微裂纹、应力集中、成本高等缺陷,提出了利用摩擦力克服光学零件的重力和惯性力的低应力装夹转运方案。通过对光学元件低应力夹紧结构设计,并利用有限元分析方法,得到不开槽装夹方式下,光学元件的最大主应力为1.11 MPa,最大切应力为0.73 MPa,远低于光学元件破坏的强度极限,且受力均匀,无应力集中现象。     

卫星光学载荷真空定标技术研究进展

为了提高卫星定量化应用水平,需要进一步提高卫星光学载荷的定标精度。当前载荷定标依然以地面定标为主,为了缩小在轨与地面因环境因素引起的定标误差,需要模拟在轨真实环境进行定标试验。针对当前发展迅速的光学载荷真空定标技术,描述了国内外发展现状,阐明了真空定标专业的概念与分类,并结合真空定标技术的应用现状,分析了真空光谱定标和辐射定标的系统组成和技术难点,最后就未来我国真空定标技术的发展提出了建议与展望。     

基于ECRS分析法的光学载荷发射场测试流程设计和优化

ECRS分析法是取消、合并、重排和简化英文首字母的简称,该方法在工业工程中有着重要而广泛的应用。针对航天发射场光学载荷测试的特点, 在继承前期发射任务的基础和确保可靠性安全性的前提下,分析了测试流程之间的关系,使用ECRS进行流程优化工作,缩短了测试时间,增强了 测试发射能力。最后对发射场测试流程优化工作做了展望。     

高空高速环境热光学分析及光学窗口设计

为提高高空高速环境下机载光谱相机光学系统的成像性能,分析了飞行高度对光学窗口面型变形的影响,合理设计光学窗口厚度。基于有限元流固耦合、流热耦合模型,仿真高空高速环境下气动压力、气动热载荷对光学窗口的作用,分析了飞行高度对不同厚度光学窗口面型变形的影响;初步选择光学窗口厚度,利用Zernike多项式对该光窗面型变形进行拟合并输入光学软件,以MTF及波相差为评价指标,分析了光学窗口变形对光学系统成像性能的影响,最终确定合理的光学窗口厚度。结果表明:飞行器在5～30 km高空以3 Ma速度、5毅攻角飞行时,口径200 mm的光学窗口合理设计厚度为15 mm。为不同飞行高度范围光学窗口厚度的选择及优化提供了一定依据。     

美国无人机的光电载荷与发展分析

介绍了美国无人机光电载荷的发展历程以及装备的研制、改进情况,指出了在现代战争中发展无人机的优势和重要性,重点探讨了几种无人机的性能及其特点,最后论述了美国无人机的光电载荷与发展分析.     

电液伺服减振器测试平台的设计与开发

本文设计开发了一种电液伺服减振器测试平台,以xPC Target为控制原型,建立了测试系统仿真模型,同时给出系统软硬件设计,以三挡阻尼可调汽车减振器为测试对象,完成了示功实验和振动实验,为减振器的性能分析提供了有效依据.     

基于压电陶瓷的减振器的设计

在有限元软件ANSYS软件进行模态分析和静力结构分析的基础上,设计制作了一种家电用压电主动减振器.该减振器由压电陶瓷、Diamond-Shape位移放大机构构成.对该减振器进行了放大率的计算,其放大率可达3.30;并对减振器进行阻抗分析、低温性能检测及减振降噪测试.通过减振降噪测试数据表明,该减振器可对一定频段的家电振动与噪音起到抑制作用,最大可降低噪音32％.     

冲击载荷下航天用PBGA焊点的优化设计

从动力学角度考虑PBGA焊点承受不同加速度情况下冲击载荷的情况,对PBGA焊点尺寸建立了正交设计表。运用有限元分析技术对该表中各种因素和水平分别进行有限元分析,运用数理统计对正交结果进行分析,在现有尺寸结构上提出了最优化设计。对各种因素进行了显著性分析及比较,得出在动力载荷下,焊点直径、高度等参数对焊点可靠性的影响比焊点位置参数对焊点可靠性的影响要低得多。在动力载荷下,焊点位置、形状变为可靠性设计的主要考虑因素。并通过扩大参数取值范围得到二次正交设计表验证了其正确性。     

冲击试验台隔振系统的分析与设计

对冲击试验台的冲击隔振是积极隔振。根据振动控制理论,隔振系统中控制振动及其传递的三个基本因素是:弹簧或隔振器的刚度、被隔离物体质量及系统支承。本文运用先进分析软件,结合动态响应计算及模态分析的方法,依据所建立的力学模型,对冲击试验台隔振系统设计进行研究及分析。目的在于指导设计,为设计提供依据,其结果得到了验证,并已应用于生产实践。     

AlCN太阳能选择性吸收薄膜光学常数测定

本文讨论了太阳能选择性吸收薄膜ＡｌＣＮ各膜层的光学常数谱ｎ（λ）与ｋ（λ）的测定方法，用分光度计测量各膜层的反射率谱Ｒ０（λ），运用Ｋ－Ｋ关系，获得ｎ（λ）的谱值，最后用台阶仪测定各膜层的厚度，用分光光度计测量同适射率谱Ｔ０（λ）。运用Ｈａｄｌｅｙ方程，计算出反射率谱Ｒ和透射率谱Ｔ（λ），其值与分光光度计的实测值吻合。     

应用于FED的金刚石薄膜的光学和结构分析

本文比较研究了不同晶粒大小和结构的金刚石薄膜的场发射性质,这些金刚石薄膜通过热丝辅助化学气相沉积法(HFCVD)获得.研究结果表明纳米尺寸效应对金刚石薄膜的场发射性能有非常重要的影响,通过比较不同晶粒尺寸的金刚石薄膜发现纳米金刚石薄膜相对于大晶粒金刚石薄膜(比如微米级的金刚石薄膜)有更好的场发射性能.从拉曼光谱得到,含有一定量非金刚石相的金刚石薄膜有更好的场发射能力和更低的开启电场(E0).另外,具有(111)定向的金刚石薄膜比起其他结构的金刚石薄膜,它的电子发射能力更强.     

钢带纵包成形工艺及受力分析

本文探讨钢带纵包成形工艺,并分析了影响钢带纵包成形的因素,提出了工艺上解决的方法。最后,从中心管式缆对钢带纵包过程中伸长的要求出发,求出了模子的理论最佳角度。     

防鸟架空光缆的结构设计

架空通信光缆常常遭到鸟类的破坏,给光缆的正常运行带来了极大挑战。为降低鸟类对光缆的损害,提高架空光缆的使用寿命,就此讨论了鸟类啄伤光缆的原因,对比了几种不同防鸟光缆的结构,从不同方面分析了鸟啄光缆的受力。最后,总结了防鸟架空光缆的结构设计方向。     

一种微机械光开关的分析和设计

对悬臂梁微机械光开关的机电特性进行了理论分析.利用机械和电学特性,导出了悬臂梁的弯曲量和所加的电压的解析关系,并给出了阈值电压的计算公式.指出外加电压与梁的宽度无关,与梁的长度的平方成反比.悬臂梁尖端的弯曲量不能超出相邻电极间距的1/3.这些结论是悬臂梁微机械光开关设计和研制的直接依据.     

一种微机械光开关的分析和设计

对悬臂梁微机械光开关的机电特性进行了理论分析 .利用机械和电学特性 ,导出了悬臂梁的弯曲量和所加的电压的解析关系 ,并给出了阈值电压的计算公式 .指出外加电压与梁的宽度无关 ,与梁的长度的平方成反比 .悬臂梁尖端的弯曲量不能超出相邻电极间距的 1/ 3.这些结论是悬臂梁微机械光开关设计和研制的直接依据