大口径空间反射镜大容差支撑结构设计与优化

• 作者: 朱磊 赵继 郭疆 龚大鹏
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 航空航天
• 关键词: 大口径 空间反射镜 大容差设计 柔性支撑 装配应力
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 1138-1147
• 页数: 10页
• 分类号: V447.1
• 字数: 5116字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20192705.1138

摘要

针对传统反射镜无法消除加工及装配应力,长期使用后面形精度下降不能满足使用要求的问题,提出了一种高稳定性空间反射镜支撑结构的解决方案,进行了具有大容差特性的1.5m口径高精度空间反射镜工程化研究和创制.依据经验和理论,完成了初始反射镜组件构型,反射镜的材料选用RB-SiC,采用三角形背部半开口反射镜轻量化形式和背部三点膜片型柔性支撑结构.以装配误差0.01 mm的9种工况下反射镜的面形RMS变化量最小为目标,利用isight软件对反射镜支撑结构的主要尺寸进行了优化设计.最终完成了轻量化率为82.1％,组件质量为170.23 kg的反射镜的研制.试验结果表明:反射镜在1 g重力作用下,面形精度RMS优于0.016λ(λ=632.8 nm);加入0.02 mm强迫位移模拟装配误差,面形RM S仍然为0.016λ;在20℃ ±5℃温变环境下,面形RM S变化量在0.002λ范围内;组件一阶固有频率为101.3 Hz.反射镜组件静态刚度、动态刚度、面形精度以及环境适应性满足空间工程应用要求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	朱磊	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	76	1258	18.0	33.0
2	赵继		15	29	3.0	5.0
3	郭疆	吉林大学机械与航空航天工程学院	16	107	7.0	10.0
5	龚大鹏	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	5	48	5.0	5.0