摘要：为提高航空遥感器光学窗口的光学性能,对处于临近空间超声速飞行状态下熔石英材料的光学窗口进行了热光学评价。分析了光学窗口所处的飞行环境,根据空气动力学原理,计算了平均对流换热系数与马赫数的关系。根据热流密度,模拟了光学窗口温度场分布;计算了内外表面温差所引起的光程差;并分析了光学窗口热变形对航空遥感器光学系统传递函数的影响。分析结果表明:由热变形带来的光学窗口光程差PV=130.5 nm,满足光学设计要求(PV≤1/4λ)。此研究结果可为光学窗口系统设计提供必要依据。

摘要：考虑空间环境中温度是光学系统成像质量的主要影响源,针对离轴三反射光学系统提出了一套由有限元分析到光学分析的热光学分析方法。在有效分析均匀温度场对系统影响的基础上,采用有限元分析得到温差影响下的镜面面形畸变,并用Zernike多项式拟合畸变面形;将Zernike系数代入光学设计软件CODE V,理论分析了温差影响下的光学系统成像质量,提出了光学系统温控指标。以温控指标为依据对光学系统采用主动热控进行热光学试验,所得试验结果均达到56lp/mm下光学系统全视场MTF值>0.2的光学参数要求,实验结果证明了理论分析的准确性和温控指标的合理性。

摘要：针对某项目研制的相机结构特点和空间使用环境复杂性,在发射之前,为获取热光学调焦的规律,核对光机热集成仿真分析模型的正确性,检验输入与边界约束条件,因此要在地面模拟空间热真空环境,完成相机的热光学真空实验。由于相机在真空罐内的环境条件不利于工作人员在内部的操作,为此研制了热光学真空实验台,实现相机在真空罐内姿态方便调节。对实验台的参数进行了计算分析。采用光栅尺或编码器实现闭环控制,润滑采用低挥发的真空润滑脂,实验台的转动精度达到6″,移动精度达到±0.02 mm,能够满足相机的实验调节要求。热光学真空实验台的研制不仅能够完成相机热光学实验的要求,而且在实验时间上大大节省,提高了实验效率,有利地保证相机实验的顺利完成。

摘要：首先对论文的工程背景空间太阳望远镜进行了介绍;然后介绍了空间光学遥感器光 机 热集成分析的技术路径和技术实现,技术实现主要探讨如何将透镜的折射率温度系数效应和反射镜面的热变形效应数据变成光学分析软件可以接受的数据;最后以光 机 热集成分析为基础,对空间太阳望远镜主镜的热设计方案进行了论证。全文说明了光 机 热集成分析的可实现性以及其对热设计的指导、评价和优化。

摘要：随着机载红外设备的发展,红外窗口技术已发展成为一个特殊的技术领域。根据机载窗口和地基窗口的基本差别,讨论了机载光电设备红外窗口的选型及设计方案。在叙述了红外窗口典型材料的特点和最新进展的基础上,对窗口的机械强度进行了计算,并利用有限元分析方法,讨论了轴向温度梯度和径向温度梯度对光学窗口的影响。分析结果表明:机载光电设备窗口设计应着重考虑空气动力负载,进行工程核算;在考虑热辐射的解决措施时,应对径向温度梯度重点控制。选型方案和设计方法对工程应用具有实际指导意义。

摘要：为了克服空间环境剧烈的温度变化,利用有限元模型分析计算了星载三线阵相机在不同温度状态下的镜面面型畸变与筒长变化,并用输出的泽尼克(Zernike)系数表示畸变,将得到的Zernike系数与筒长变化量拟合入CODE V光学设计软件,进一步分析了光学系统在不同温度状态下的调制传递函数(MTF)曲线的下降;结合目标光学参数提出2℃温控指标。针对轴向温差温控指标的各种温度水平制订实验工况,对星载三线阵相机分工况进行热光学实验,测得的实验室静态传递函数都达到或接近目标值0.2,将测得的MTF值和理论分析结果相比较,验证了温控指标与温控手段的合理性。

摘要：阐述了运用ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＴ现代技术手段进行空间遥感相机热设计的技术路线，探讨了某空间遥感相机热光学性能、热控指标、空间环境下的热响应及热设计等技术问题。

摘要：在离轴三反射系统热光学理论分析的基础上,利用热光学实验测试了光学系统在不同热环境下的成像质量。将实测温度代入有限元模型,计算表征镜面变形的Zernike系数。将Zernike系数输入光学设计软件,复算光学系统的理论成像质量,并与测试结果进行对比分析。结果显示,理论复算值与实验实测值相吻合,证明了理论分析的正确性。试验检测表明,系统在Nquist频率下,18℃时的静态传递函数为0.247;14～21℃时的静态传递函数为0.221～0.254,满足系统成像质量要求。

摘要：介绍了一套空间光学遥感器的计算机辅助热分析方法 ,包括热平衡计算、热弹性分析、热光学分析、热光学灵敏度分析以及热设计方案评价等。热平衡计算用来预示遥感器的温度分布 ,热弹性分析用来计算热致变形和面型变化 ,热光学分析讨论热致位移和面型变化对成像质量的影响 ,热光学灵敏度分析则讨论不同形式的温差变化对成像质量影响的敏感程度。通过上述分析 ,能够弄清空间热环境对遥感器温度分布以及温度分布对成像质量的影响 ,进而提出热控制指标、制定合理的热设计方案。

摘要：根据某型号空间遥感相机的技术指标要求,对成像单元进行了详细的设计与分析。首先,给出了一种小体积、轻质量、高稳定性成像单元的结构形式;其次,针对遥感相机电子学设备在轨工作的复杂工况,提出了成像单元防护性设计方法,对大功耗元器件设计了主动热控措施;最后用有限元法对成像单元进行了详细分析,分析结果表明,成像单元一阶模态为184 Hz,远大于遥感相机基频106 Hz,具有较好的动态性能;成像单元在自重、±25℃工况条件下,力学及热稳定性较高。对成像单元进行了力学和热光学试验,力学试验结果表明成像单元的一阶频率为185 Hz,与理论分析结果一致性较好,热光学试验结果表明:成像单元对整机热光学性能影响很小,各项指标均满足设计要求。