光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2014年
3期
712-719
,共8页
孔林%王栋%姚劲松%金光%李宗轩
孔林%王棟%姚勁鬆%金光%李宗軒
공림%왕동%요경송%금광%리종헌
空间相机%支撑桁架%精确控温%PGS%热控制
空間相機%支撐桁架%精確控溫%PGS%熱控製
공간상궤%지탱항가%정학공온%PGS%열공제
space camera%supporting truss%precision temperature control%Pyrolytic Graphite Sheet (PGS)%thermal control
由于长焦距相机中支撑桁架的温度变化会降低光学系统成像质量,本文研究了空间相机支撑桁架的热控设计.根据某高分辨相机的结构参数、光学系统对支撑桁架温度的要求及卫星的轨道参数分析了桁架杆的吸收外热流并确定了加热功率;讨论了桁架热平衡公式,并确认桁架杆的轴向温差主要与桁架杆加热片功率和加热片粘贴位置有关.在对桁架杆简化数学模型理论分析的基础上,得到了杆的温差方程,进而提出两种满足支撑桁架精确控温的热设计方法:增大加热片面积和增加杆的等效导热率.实验证明了新型导热材料PGS(Pyrolytic Graphite Sheet)可以很好地满足支撑桁架等效导热率及轻型化的要求,使用0.076mm厚的PGS时,可以将支撑桁架的轴向温差由7.9℃减小为0.83℃,且每根桁架杆质量只增加1 2 g.最后,通过热分析模型进行仿真实验,证明了理论分析的正确性,通过对桁架杆温差测量试验和热真空试验,验证了仿真分析结果和PGS的空间适应性.得到的结果证明了本文提出的空间桁架的精确控温方法是适用且有效的.
由于長焦距相機中支撐桁架的溫度變化會降低光學繫統成像質量,本文研究瞭空間相機支撐桁架的熱控設計.根據某高分辨相機的結構參數、光學繫統對支撐桁架溫度的要求及衛星的軌道參數分析瞭桁架桿的吸收外熱流併確定瞭加熱功率;討論瞭桁架熱平衡公式,併確認桁架桿的軸嚮溫差主要與桁架桿加熱片功率和加熱片粘貼位置有關.在對桁架桿簡化數學模型理論分析的基礎上,得到瞭桿的溫差方程,進而提齣兩種滿足支撐桁架精確控溫的熱設計方法:增大加熱片麵積和增加桿的等效導熱率.實驗證明瞭新型導熱材料PGS(Pyrolytic Graphite Sheet)可以很好地滿足支撐桁架等效導熱率及輕型化的要求,使用0.076mm厚的PGS時,可以將支撐桁架的軸嚮溫差由7.9℃減小為0.83℃,且每根桁架桿質量隻增加1 2 g.最後,通過熱分析模型進行倣真實驗,證明瞭理論分析的正確性,通過對桁架桿溫差測量試驗和熱真空試驗,驗證瞭倣真分析結果和PGS的空間適應性.得到的結果證明瞭本文提齣的空間桁架的精確控溫方法是適用且有效的.
유우장초거상궤중지탱항가적온도변화회강저광학계통성상질량,본문연구료공간상궤지탱항가적열공설계.근거모고분변상궤적결구삼수、광학계통대지탱항가온도적요구급위성적궤도삼수분석료항가간적흡수외열류병학정료가열공솔;토론료항가열평형공식,병학인항가간적축향온차주요여항가간가열편공솔화가열편점첩위치유관.재대항가간간화수학모형이론분석적기출상,득도료간적온차방정,진이제출량충만족지탱항가정학공온적열설계방법:증대가열편면적화증가간적등효도열솔.실험증명료신형도열재료PGS(Pyrolytic Graphite Sheet)가이흔호지만족지탱항가등효도열솔급경형화적요구,사용0.076mm후적PGS시,가이장지탱항가적축향온차유7.9℃감소위0.83℃,차매근항가간질량지증가1 2 g.최후,통과열분석모형진행방진실험,증명료이론분석적정학성,통과대항가간온차측량시험화열진공시험,험증료방진분석결과화PGS적공간괄응성.득도적결과증명료본문제출적공간항가적정학공온방법시괄용차유효적.
