摘要：为了满足人类对地观测和宇宙探索的更高性能要求,空间望远镜反射镜口径已经从米级向十米量级迈进,呈现不断增大的趋势。大口径反射镜支撑与反射镜面形精度和稳定性直接相关,是决定空间望远镜实际观测能力乃至任务成败的关键技术之一。首先对大口径反射镜的三种主要支撑形式进行了介绍并做出适用性比较。在此基础上,从影响反射镜支撑设计的各个因素出发,讨论了反射镜支撑的设计原则。然后结合设计原则的讨论和国内外研究进展对支撑点数量和位置优化、无热化设计、无应力装配设计等大口径反射镜支撑关键技术及发展方向进行了探讨,期望对我国大型空间望远镜的研制提供借鉴,在新一轮空间探索热潮中实现跨越发展。

摘要：为了使一种全新的离轴四反射式光学系统达到很好的光学性能,对在该光学系统中的四个大小形状不一的球面反射镜分别进行了分析。结合反射镜的结构形状和相对位置特点找出了最适合每片反射镜的支撑方案。经过有限元分析进行了辅助设计和优化设计,使各个支撑结构达到了性能最佳、整机重量最轻、公差分配最合理。

摘要：本文针对某空间遥感器一重要光学元件即反射镜组件进行了结构设计。该反射镜的结构特点是长宽比大且口径大,经过优选反射镜材料、认真分析矩形反射镜支撑特点及对反射镜支撑定位原理的仔细研究,提出了一种基于半运动学定位原理的柔性支撑方案,即背部三点支撑加三点辅助定位的复合支撑形式,并应用计算机仿真手段进行了静、动态及热特性分析。经试验验证,方案合理可行。该方案普遍适用于大长宽比的大口径的反射镜,解决了大长宽比大口径反射镜结构支撑难题。

摘要：大型空间遥感仪器为适应苛刻的发射和工作环境,通常要求具有很高的热、力学性能,并且对重量有严格限制。这对大口径反射镜及其支撑结构的质量、刚度和环境适应性提出了很高的要求。针对某型号Φ620 mm口径光学遥感仪器的主镜及支撑结构进行了详细的分析计算、设计和试验验证。通过对比多种支撑方式的不同特性,选择了符合仪器要求的质量轻、刚度高的中心支撑;并利用等强度原理设计了放射状轻量化形式;在支撑环节上,利用柔性材料解决了因温度变化产生的局部接触应力增加的问题,有效减小了结构对光学镜面的影响。经测试反射镜重15.2 kg,轻量化率71.2%,支撑零件3.5 kg;组件一阶模态420 Hz;面形精度优于0.03λRMS,满足仪器要求。目前该仪器已投入使用,在轨性能良好。

摘要：针对同轴三反式空间光学遥感器对大口径主反射镜组件的高刚度、高强度、高热稳定性等特殊要求,提出一种基于Cartwheel型双轴柔铰的三点柔性支撑结构。首先利用无量纲方法研究了单个柔性支撑的柔度特性,然后利用有限元方法对反射镜组件的静力学、动力学与热特性进行灵敏度分析,确定了支撑结构中柔性环节的几何尺寸参数,并进行了有限元数值仿真。最后,利用面形值为λ/40均方根(RMS)的非球面镜进行了反射镜组件面形检测实验并利用等效球面镜组件进行了动力学实验。仿真与实验结果表明:当柔性环节尺寸为:壁厚t=8mm,直梁高度h=4mm,直梁长度L=8mm时,在正交三向自重与15℃稳态温升作用下,反射镜面形精度RMS小于12nm;反射镜组件一阶固有频率实验值为296Hz,与仿真结果相差6%,能够满足使用要求。

摘要：粘接结构由于其结构简单、紧凑,应力分布均匀,温度适应性好等优点在光学仪器中应用广泛。对反射镜背部嵌套粘接金属衬套的支撑结构做了详细研究,选择弹性模量较低的粘接剂作为粘接结构用胶;从力学性能角度分析胶层厚度和粘接面积,从热学角度分析胶层的消热粘接厚度。对粘接结构对反射镜位置精度的影响进行分析,包括反射镜的偏心量和光轴方向的移动量。

摘要：针对空间遥感器反射镜组件的结构复杂性和高性能需求,对空间遥感器反射镜组件的设计方法进行了研究。提出了一种经验设计、拓扑优化与尺寸参数优化相结合的设计方法,该方法可使设计结果快速收敛,获得最优化的设计结构。采用该方法完成了某空间遥感器反射镜组件的结构设计,通过有限元分析的手段得到了表征反射镜成像质量的RMS值,同时对整个反射镜组件进行了动力学分析计算,最后利用环境试验对有限元分析结果的正确性和设计的合理性进行了验证。结果表明:在重力载荷、温度载荷、镜面加工残差和装配误差的综合影响下,反射镜组件面形误差RMS值满足使用要求;整个结构有一个好的动态刚度和合理的模态分布,反射镜组件动态性能优良,满足使用要求。针对反射镜组件的设计,该设计方法是一种有效的、可靠的设计方法。

摘要：调焦反射镜组件作为空间相机整体光机结构设计的组成单元,其结构设计的优劣直接关系到相机成像质量的好坏。该论文的研制背景基于某宽幅相机,调焦反射镜具有长宽3:1的狭长形轮廓,使得支撑结构设计难度较大。为保证调焦反射镜光学表面始终保持良好的成像性能,调焦反射镜柔性支撑结构必须具有良好的动、静态特性,并且具有较轻的质量,较高的比刚度和良好的加工、装调性。经分析计算,本文设计的柔性支撑结构使调焦反射镜在使用工况下面形达到1/50λ,一阶模态达到275Hz,满足性能指标要求。

摘要：相机在从地面到太空的过程中,需要经历重力、温度、气压、辐射等多种环境因素的变化,而这些因素都可能导致空间相机分辨率下降、像质变坏、功能失效甚至系统破坏。所描述的系统工作于18±15℃的温度环境,要求光学反射镜在30℃温度变化范围内仍能正常成像。经优化设计,应用计算机仿真手段进行了静、动态及热特性的分析,提出了一种采用中心粘接结合Bipod柔性支撑形式,解决了在大跨度环境温度范围下的反射镜结构支撑问题。

摘要：对同一种反射镜支撑形式的试验件用同一种光学环氧胶进行了两种不同的胶的固化工艺路线,经过分析对比,得出了一种比较合理的可以应用于反射镜支撑粘接用胶的固化工艺路线,经过试验检验,本工艺路线能有效释放光学环氧胶在固化过程中产生的内应力,从而保证了所粘接反射镜的面形精度。