航天相机框架轻量化研究

对某在轨运行的航天相机框架进行了轻量化研究。在保留了原有结构的基础上,通过更换材料的方式对已有的框架进行了几种可能的改造,通过有限元计算分析了各框架对任务的满足程度、各种材料框架的优劣,将质量降低了14%,谐振频率提高了8%。     

小型连续变焦相机的结构实现

介绍了一种小型大变倍比变焦相机的主要技术参数,以及采用的变焦方法;详细描述了相机的组成结构,其中变倍和补偿透镜组通过滑架在主体内滑动,其运动轨迹取决于导钉在凸轮曲线槽内的运动状态;阐述了加工和装调过程中为保证相机设计质量而采取的精度保证措施,凸轮曲线槽与滚子的配合间隙应控制在6~9 μm,确保主体的刚度和圆柱度,变倍和补偿滑架在主体内滑动时的返回空回误差<2″,滑架直径D与滑架长度L之间的比值≥1。经高低温和振动试验后检测结果表明：在50 lp/mm空间频率下,相机光学传递函数>0.2,相机外景成像清晰,层次分明。     

空间光学遥感器长圆形反射镜组件优化设计与分析

为了减轻空间光学遥感器反射镜的镜体质量,并降低反射镜在恶劣空间环境下的面形误差,利用有限元技术对某长圆形反射镜组件进行了优化设计。首先在反射镜进行轻量化后,对其进行支撑点位置优化和结构拓扑优化;其次对柔性支撑进行优化设计,引入了一种新型柔性铰链,解决了因背板热变形导致反射镜径向变形的问题,改善了反射镜面形精度。优化后的反射镜面形RMS 最大值为14.6 nm,小于/30（=632.8 nm）,一阶固有频率大于100 Hz,满足了设计要求,证明了该优化设计方法合理可行。     

空间高分辨率宽视场红外光学系统设计

针对高分辨率、宽覆盖面积、全天时海洋目标的红外侦察与搜索需求,设计了一种大口径、长焦距的同轴折反射式中波红外光学系统。其工作轨道高度为1200km,波段为3.7~4.8μm,星下点地面像元分辨率优于10m。通过分析计算确定系统焦距为3000mm,相对孔径为1…4。采用镜头前组摆扫方式实现了视场角14.203°,地面覆盖宽度为300km。利用调焦机构在10℃~30℃温度范围内主动消热差,在奈奎斯特频率21lp/mm处全视场调制传递函数(MTF)大于0.39,接近衍射极限。实现了100%冷光阑匹配以抑制系统自身的杂散辐射。设计结果表明,该系统各项性能指标和结构的可实现性均满足要求。     

小型连续变焦相机的结构实现

介绍了一种小型大变倍比变焦相机的主要技术参数,以及采用的变焦方法;详细描述了相机的组成结构,其中变倍和补偿透镜组通过滑架在主体内滑动,其运动轨迹取决于导钉在凸轮曲线槽内的运动状态;阐述了加工和装调过程中为保证相机设计质量而采取的精度保证措施,凸轮曲线槽与滚子的配合间隙应控制在6~9μm,确保主体的刚度和圆柱度,变倍和补偿滑架在主体内滑动时的返回空回误差2″,滑架直径D与滑架长度L之间的比值≥1。经高低温和振动试验后检测结果表明:在50 lp/mm空间频率下,相机光学传递函数0.2,相机外景成像清晰,层次分明。     

空间相机大型轻质框架的选型与设计

针对某空间相机的光学设计结果,基于不同材料的机械加工特性,设计了几种结构形式的框架并进行了选型。采用有限元法对各框架的谐振频率进行了分析,对框架的经济性也进行了分析,最终确定了框架的结构形式。选定的框架为全桁架杆结构,重量为57 kg,一阶谐振频率为90.4 Hz。框架组件的力学试验验证表明,其一阶谐振频率为88.7 Hz。分析和试验结果均表明,该框架能够满足设计要求。     

离轴三反式多光谱相机的装调

离轴三反系统的装调是遥感相机研制中的一项难点.针对离轴三反式多光谱相机,利用多种仪器与计算机辅助装调软件相结合,对系统进行了装调.最终检测结果表明,相机各谱段实验室静态传函MTF＞0.24 (Nyquist频率处),满足指标要求.     

大口径空间红外相机铍铝合金反射镜组件材料选择与设计

针对某空间摆扫相机系统，为了保证空间红外相机获得轻质、可靠的摆扫头部，且各反射镜均具有良好的面形精度及较高的一阶固有频率，对其摆扫部分的结构进行了针对性研究。选择了铍铝合金材料作为Φ750 mm口径主反射镜材料，以钛合金材料的柔性支撑结构支撑，安装在铍铝合金材料的主镜室内。包含次镜组件、次镜支撑和遮光筒，整个摆动部分总质量为17.5 kg。采用有限元方法对反射镜组件在力热耦合状态下进行了仿真分析，结果表明反射镜全口径最大面形误差RMS值为27.04 nm，满足全口径范围内面形误差不低于λ/20(λ=632.8 nm) 的要求。摆动部分一阶谐振频率为122 Hz，为控制系统预留了较大的带宽。实体模型的力学试验结果与有限元分析结果接近，表明满足总体对摆扫部分的设计要求。     

光响应偶氮苯类小分子凝胶因子的合成及性能

合成了3个系列各6类的偶氮苯衍生物1a~6a, 1b~6b和1c~6c. 凝胶性能测试结果表明, 这些化合物均能在多种极性或非极性有机溶剂中形成凝胶. 运用扫描电子显微镜和核磁共振波谱仪对代表性化合物4b形成的凝胶结构和成胶驱动力进行了分析. 化合物4a~4c形成的凝胶在紫外光和可见光照射下, 能够发生凝胶-溶胶的相互转化. 计算了溶剂和凝胶因子的梯氏参数, 利用梯氏三角图分析了凝胶测试结果, 发现凝胶因子在溶剂中的4种行为(溶液、 半凝胶、 凝胶和沉淀)分别分布在三角图的不同区域; 在凝胶区域, 溶剂与凝胶因子之间的距离反映了凝胶的热稳定性, 距离越远表示凝胶的热稳定性越好.     

Ф2020 mm口径空间红外相机主反射镜设计

针对某Ф2 020 mm主反射镜,为了保证空间红外相机主反射镜具有良好的面形精度及较高的一阶固有频率,对其支撑结构进行了针对性研究。根据反射镜的尺寸形状和面形精度要求,确定了反射镜的背部支撑方案。设计了采用两种柔性方式串联的柔性结构用于主反射镜的支撑,并确定了柔性环节的应力最大位置。采用有限元方法对反射镜组件在力热耦合状态下进行了仿真分析,结果表明反射镜全口径最大面形误差RMS值为27.02 nm,组件一阶谐振频率为95 Hz。对相机处于装调状态装星状态时反射镜的面形进行了有限元分析,结果表明满足总体对主反射镜的设计要求。