超大口径空间光学遥感器的应用和发展

针对空间遥感技术的迅速发展及其对空间探测精度需求的提高,对研制更可行有效的超大口径空间光学遥感器的技术路线开展了研究。介绍了该领域已发射和计划发射的超大口径光学遥感器涉及的发展历史和结构特点,以及它们的研究现状和应用领域,主要包括整体式成像系统、分块可展开成像系统、光学干涉合成孔径成像系统和衍射成像系统等。分析对比了各种传感器的性能特点及现阶段的应用情况。最后,考虑我国高分辨率、高成像质量空间光学遥感器的应用需求,结合当前技术条件以及相关技术的发展趋势,分别针对2~4m大口径系统,4~10m超大口径系统和更大口径系统的成像需求提出了最佳解决方案。     

空间相机遮光罩的低功耗热设计

空间相机遮光罩的温度波动直接影响附近光学元件的温度波动,而光学元件的热变形将导致光学成像质量的下降。针对一种高分辨率空间相机的遮光罩,提出了几种不同的热控方案并进行了比对分析。首先,介绍了空间相机遮光罩的一般热控措施及效果并分析了影响空间相机遮光罩温度波动的外热流及传导热阻;然后通过仿真分析得到了三种不同热控方案下的温度数据及主动加热功耗数据,经过比对分析后选用了主动加热功耗少、温度波动范围小的热设计方案。最后,通过热平衡试验及在轨数据验证了选用方案的有效性。空间相机遮光罩的在轨温度范围为4.8~9.2℃,次镜温度范围为17.8~17.9℃,与仿真分析结果一致性良好,热设计合理有效,满足任务需求。     

静止轨道光学遥感器的滤光轮机构

为实现静止轨道空间光学遥感器的多谱段成像,研究了光学系统特定谱段的多光谱成像的方法。对两种滤光模式进行了对比,选择透射式滤光方案进行不同谱段光线的切换。结合本项目光学系统的特点,确定了在光学系统中光线集中度较高的焦平面附近设置滤光轮机构的方案。通过对多种转动机构特点的比较,设计了一种基于正五棱锥台基座的新型滤光轮机构,该机构由滤光轮组件和滤光轮驱动机构两部分组成。介绍了滤光轮机构的组成和工作原理,最后,在环境模拟试验前后对滤光轮机构进行了综合性能测试。测试结果表明:该机构具有结构强度高、结构紧凑、精度高、稳定可靠等特点。试验前后滤光片面形精度RMS值均优于λ/30,机构转动精度优于25″,机构自锁性能良好,满足复杂空间环境下光学遥感器多谱段成像的要求。     

空间光学相机调偏流机构设计

为了减小偏流角对空间光学相机成像质量的影响,分析了偏流角对空间光学相机成像质量的影响,对偏流角产生的原因及其像移补偿原理进行了研究。根据某空间光学相机的特点,采用在相机上设计调偏流机构的方法进行偏流角的补偿。通过几种常用的调偏流机构的比较,确定了采用双向丝杆螺母驱动的调偏流方案实现焦平面偏流角的调整。对调偏流机构进行了有限元分析,分析结果表明调偏流机构具有较高的刚度和动态强度。对调偏流机构进行了振动试验,并在试验前后进行调偏流机构精度的闭环检测,检测结果表明调偏流机构精度优于1′,调偏流机构偏流角调整范围为+5°～-5°,满足设计要求,实现了高精度的偏流角补偿。该调偏流机构具有强度高、刚度高、结构紧凑、稳定性好等优点。     

换热器管板的强度计算(一)

一、前言目前列管换热器所用较为精确的管板计算方法,例如Miller的工作、Gardner、Ji-Yuan Yu和其他人的工作,都能求得管板——管束(或者包括壳体)系统的弹性解。对一般的设计实践常用简化的方法,例如AD规范B5、CSN690010等,它们都考虑管束承载的影响,同样TEMA标准也是如此。但所有以上提及的方法都不能给出管板实际承载的确切情况。本文提出的方法是以管板——管束系统极     

焦面二维精密调整机构研究

针对大口径、长焦距的高分辨力空间光学遥感器对调焦和调偏流的要求,本文基于高刚度、高强度滚珠花键结构和高精度滚珠丝杠结构,提出了一种焦面二维精密调整机构,能够实现调焦和调偏流目的。焦面二维精密调整机构结构紧凑,占用空间小,质量轻,并具有足够的强度、刚度、良好的自锁性能及抗冷焊性能。机构的质量为5.5 kg,调焦范围为±2 mm,调焦分辨力为0.17μm,调偏流范围为±5°,调偏流分辨力优于0.000 2″,对机构进行精度检测,各项参数均满足指标要求,适合在大口径、长焦距的高分辨力空间光学遥感器空间光学遥感器中使用。     

基于多帧"差分"图像的分辨率提高算法

介绍了一种基于多帧"差分"图像重建高分辨率图像技术,并从CCD数字化采样能量的角度分析了多幅低分辨率的"差分"图像与高分辨率图像各像素灰度值的对应关系,给出了通过图像"差分"技术提高探测图像分辨率的倍数与所需CCD最少数目之间的一般规律.最后,采用Matlab软件以一幅黑白条纹均匀分布的图像作为目标物,模拟了图像"差分"技术的实现过程,仿真结果表明了该技术的可行性.     

真空逸气对复合材料尺寸稳定性的影响

为验证聚合物基体在真空环境产生的逸气效应对复合材料尺寸稳定性的影响,对环氧树脂和氰酸脂两种基体的碳纤维复合材料的真空逸气性能进行了试验研究。首先从理论上分析了膨胀系数与逸气系数之间的关系,获得了二者尺寸稳定性存在差异的理论依据。然后设计了能够精确测量尺寸和质量变化的试验组件,按照卫星环境试验条件对多组试验组件进行了3轮真空试验,精确测量了试验前后试验组件的尺寸和质量。试验结果表明:环氧树脂基体和氰酸脂基体的复合材料质损率(TML)分别为0.033%~0.06%和0.014%~0.029%;环氧树脂基体和氰酸脂基体的复合材料尺寸变化量分别为2~8μm和1~3μm。另外,环氧树脂基试件的质量变化约为氰酸脂基的2倍,说明两种材料在真空环境下的尺寸稳定性有差异。     

换热器管板的强度计算(二)

本工作针对固定管板换热器和壳体带膨胀节的换热器,其解与前篇文章的工作及其理论基础有关。过去对边缘影响和壳体影响是作为弹性考虑,现在整个系统作为极限塑性状态考虑。