新型中小口径反射镜消热刚性支撑结构设计

Abstract

为解决传统柔性支撑中小口径空间反射镜组件热稳定性与结构刚度间的矛盾,提出了一种新型刚性支撑结构,并为某高分辨率空间相机研制了通光口径?214 mm的高精度次镜组件。采用"镜体-锥套-支撑筒-刚性基板"组合,通过延长、优化热应力在组件内部的传递路径实现了消热目的。刚性支撑次镜组件重2.6 kg、4 ℃均匀温升工况下面形变化均方根(RMS)仿真值为2.573 nm,装调重力工况下镜体倾角和位移分别为2.028″、0.566 μm,与传统柔性支撑方案相比具有突出的优势。实测次镜的面形精度RMS为0.0181λ(λ=632.8 nm),在16 ℃及24 ℃时次镜面形变化量不超过0.0025λ;组件基频达到502.1 Hz,在快速高低温循环及大量级振动后次镜面形基本维持不变;装配容差测试中,次镜在0.02 mm不平度的作用下仅发生微弱变形。刚性支撑结构可以显著提升中小口径反射镜工作性能,在遥感器光机结构研制领域内具有广阔的应用前景。