大口径空间反射镜轻量化设计及其柔性支撑

来源：激光与红外杂志2017年第11期北京时间：

作者：李慎华

单位：长春工业大学机电工程学院,吉林 长春 130012；中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033；

摘要：设计了空间相机1.5 m口径反射镜组件的结构系统。首先,根据反射镜材料选取原则,选用SiC作为反射镜镜坯材料。初步确定了反射镜支撑方式、镜体结构参数,并对反射镜进行轻量化设计。通过对反射镜结构参数进行优化,得到重为152.4 kg的反射镜结构,轻量化率达到83%。然后,设计了一种双轴柔性铰链结构,并找出了在装调方向柔性铰链安装位置对面形精度的影响规律,利用有限元法对反射镜组件进行了动、静态特性及热特性分析,结果表明,反射镜组件一阶固有频率为100.6 Hz,在1 g重力及4 ℃均匀温升工况下反射镜面形精度RMS值分别为7.7 nm和8.4 nm。最后,对反射镜组件进行动力学试验及面形精度检测,结果表明反射镜组件完全满足设计指标要求。

关键词：反射镜组件;空间相机;轻量化;柔性铰链;有限元分析

基金资助：国家973重点基础研究发展计划项目（No.2011CB0132005）资助