摘要：光电测量吊舱工作于高速、高空、高风载、高振动条件下,且受制于其气动特性,故体积无法太大,因此吊舱舱体内部的结构部件需要完全适应上述苛刻条件,且做到结构紧凑。首先分析了吊舱头部局促空间的设计要求。该吊舱头部最大外形尺寸为390mm×600mm。但该空间内包含三对轴承、四个框架、两套可见光电视系统、一套光路快速控制系统及相关的电路、控制陀螺等元器件。因此在如此狭小的空间内合理配置如此多的系统必须进行相应的结构优化设计与分析。根据充分的论证分析提出了一系列设计要求。根据设计要求对吊舱头部关键部件进行了参数计算、型号选择、结构设计。应用MSCPATRAN软件对基座和横滚框架进行了有限元模态和静力学分析,验证了设计的合理性。

摘要：对透射式和反射式扩束系统应用于高功率激光扩束的优缺点进行了对比研究。采用次镜为凸抛物面,主镜为凹抛物面的无焦卡塞格林系统,运用ZEMAX光学设计软件,按激光扩束系统的扩束倍率和系统的波像差要求,设计出多波段高功率激光扩束系统。对用于高功率激光反射镜的基底材料进行分析,选用无氧铜作为基底材料;采用金增强的膜系设计,膜系从近红外到远红外宽光谱波段激光的反射率均在98%以上。面形精度均方根值优于λ/40(λ=0.632 8μm)的平面镜作为基准镜,采用光学干涉方法对设计的激光扩束系统进行检测实验,结果表明:该扩束系统的扩束倍率为3.53,波像差为0.206λ,满足多波段高功率激光光束发射要求。

摘要：设计了一款紧凑型刚性支撑式快速控制反射镜(FSM),以适应机载运动平台的高振动、大冲击和高低温等恶劣工作环境。考虑机载FSM的工作需求,分别对FSM的支撑轴系、驱动元件和测角元件等进行设计与选择。针对刚性支撑轴系设计了轴系间隙调整机构,提高了FSM系统的轴系精度,进一步增大了FSM的承载能力;针对机载FSM研制了专用小尺寸微位移测量传感器,通过将4个传感器非轴线对称布置,并利用二次差分的方式实现反射镜位置的实时监测,进一步减小了FSM系统的体积,提高了它的测量精度。最后,对机载FSM的控制带宽和指向精度进行了实验检测。结果显示:所设计的FSM系统控制带宽约为110Hz,方位指向误差不超过3.4″,俯仰指向误差不超过3.8″,表明所设计的FSM控制系统稳定、响应速度快、指向精度高,满足机载运动平台的应用要求。

摘要：为了获得高面形精度、高反射率的轻质反射镜,选用Si C为基底材料,对反射镜的加工制备工艺进行了深入研究。首先从车载大口径FSM中平面反射镜的应用需求出发,提出了反射镜的主要设计指标。然后,针对反射镜的轻量化结构采用反应烧结法获得镜坯,并通过机械加工使其接近成型;继而采用物理气相沉积法对Si C反射镜进行表面改性处理,进而采用古典抛光法对反射镜进行光学精加工;最后在反射镜的工作表面镀覆金反射膜。在完成车载大口径FSM用Si C反射镜的加工制备后,对反射镜的面形精度和反射率进行了实验检测。结果显示:Si C反射镜的面形精度(RMS值)优于λ/30;对中波激光的反射率约为98.0%,对长波激光的反射率约为98.2%;均满足车载大口径FSM的应用需求。

摘要：紧凑型高精度高可靠性多路激光合束与扩束结构的设计在工程应用中具有非常大的价值。在此背景下创造性地提出一种对基准平台进行分体式铸造,将短、中、长三波段多个激光器安装于长宽高分别为1280mm、990mm、815mm的舱内小空间及具备空间位置调整的紧凑型结构设计方案。对某型激光合扩束主体结构进行了设计,同时对部分重要部件进行了有限元静力学分析。在该平台中各路激光器沿激光出射方向的角度调整量均大于±30′,平台总质量为600kg。该过渡基准平台系统在承载转台负载的前提下,其受力最大应变量为0.005mm。这表明该结构完全能够满足这种激光器的小空间合扩束及调整要求,该方法可以推广到其他光路合束结构设计中。

摘要：为定量分析大尺寸望远镜自身重力对主镜镜面变形造成的影响,采用有限元的手段以非线性分析方法的ABAQUS软件为研究工具对某大尺寸望远镜主镜组件进行了精确有限元分析。在分析过程中将罚函数的摩擦形式引入至主镜组件的摩擦接触中,分别对组件的球头接触、芯轴接触进行了建模,完成了对于组件Y向与Z向的各部分应变分析。分析表明该主镜组件因自身重力作用造成的面形变化非常小,RMS方面的Y向与Z向面形变形分别为16nm和13nm,而主镜绕X轴倾斜量在Y向和Z向分别为0.5″和0.02″,完全满足使用条件。该分析为该望远镜的后续研制提供了参考。

摘要：为了准确评估车载桅杆型光电探测系统在设计阶段的效能,提出了将与探测系统直接相关的光电分系统、桅杆分系统、载车分系统进行参数综合化来分析系统作战效能的方法。引入模糊综合评估方法,以专家打分为主要评估手段对车载高架式光电探测系统进行基于总体的作战效能评估研究。将该评估方法应用于某车载高架式光电探测系统,对其搜索跟踪与引导能力、系统可用能力、系统生存能力进行了量化评估。上述三项指标的效能评估值分别为79、85和87,而系统总体效能值为82,这与系统的实际效能基本一致,证明了本方法具有一定的科学性,可推广至其他光电类系统的作战效能分析。

摘要：野外环境下的红外成像既要受到内部设备的散热影响又要受到外部环境的温度变化影响.温度变化导致的红外成像系统的机械结构变形及成像质量不稳定问题关系到各类成像系统能否有效工作.结合红外成像系统的特点,在机械结构设计与光学结构设计两方面对某型红外成像系统温度适应性进行研究,设计了合理的结构形式.后续的对比实验表明本设计在因温度造成的成像脱靶量约为未采用温度适应性设计系统的17%.系统完全能够满足温度稳定性要求,能够保证较好的成像质量.

摘要：以某型红外辐射测量吊舱的研制为背景,针对其可靠性进行了相应的理论分析与实际分配。首先根据该类设备的特点选择了按指数规律进行可靠性分配的分配理论,然后探讨了该型吊舱在设计过程中可靠性方面需遵循的原则,最后采用分配理论对该型吊舱进行了分系统划分与可靠性分配,得到了MTBF为303.3h的吊舱总体可靠性分配结果,远远大于系统所要求的200h参数。该方法可以在此类装备的可靠性研究中进行推广。

摘要：以光机结构与伺服控制的可靠性分析与分配为基础对某小型光电探测系统进行了可靠性设计。设计中采用指数方法对影响该系统可靠性的各个因素进行了全面分析,采用相关分配理论对该型光电探测系统进行了分系统划分与可靠性分配,得到了MTBF为420h的总体可靠性分配结果,远远大于系统所要求的240h连续无故障工作时间。通过该设计与分析总结了此类小型设备在设计过程中可靠性方面需遵循的原则,为后续的工作奠定了理论基础。