空间遥感相机碳纤维机身结构设计

1、 光学 精 密 工程 第 卷 前框架保 留 了有 效 的结 构材 料 ， 其余 的去 除 ， 其形状 如 图 所 示 ， 框 架 尺 寸 为 前 ， 量 化 筋 厚 为 ， 面 厚 为 轻 底 试 验 验 证 结 果 使用 该机 身结 构 的相 机 ， 装调 完 成 后 进行 在 鉴 定级力 学试 验 ， 主结构测 点试 验 曲线如 图 所 ， 根据光学 系统的需要进行 充分 的轻量 化 ， 其重 量 为 ； 示 ， 图中可 以看 出相 机 的 一 阶谐 振 频 率 为 从 相机 自身 动 态 刚度 较 好 ， 之前 的计 算 结 果 ， 与 也 较为 吻合 。 图 本 文 相 机 前 框 架

2、 承力 筒结构 如 图 所示 ， 承力 简 两 端根 据 前 图 相 机 主 结 构 测 点 试 验 曲 线 后框 的形 状设计 ， 体为 桶状 结 构 ， 寸 为 整 尺 ， 前后框 连接 的壁 厚 为 与 ， 余壁 厚为 ， 重量 为 后框 架 其 其 ； 结 构如 图 所示 ， 尺寸为 ， 除接 口外 ， 壁厚 均 为 。 对装 调好 的相 机 系 统 进 行 调 制 传 递 函 数 测 试， 在奈奎 斯特 频 率处 的全 视 场平 均 调 制传 递 函 数 为 且 经过 各项 环境 试 验后 ， 制传 递 函 ， 调 数稳 定 ， 以上结 果说 明该 结 构具 有很 好 的刚 度 和

3、稳定 性 ， 够很好 地保 证光 学系统 的要 求 。 能 结 论 通过 分析 空间遥 感相机 光学 系统 的要求 和光 学 零件 的位置公 差 ， 出了相机 机身 的公差 要求 ， 得 通 过对材 料 的选取 、 结构形 式 的设计 和优化 ， 设计 图 本 文 相 机 承 力筒 出了符合 技术 要求 、 工艺 相 对 简 单 的碳 纤 维 复合 材 料机身 结构 ， 通 过 有 限元 软 件进 行 了分 析 验 并 证 ， 明所设计 的机 身结 构 满 足 空 间遥 感 相 机 的 表 使 用要 求 。对相 机力 学 、 学 等 环 境试 验 后 进 行 热 成 像质量 的检 测 ， 一

4、步验 证 了设计 的合 理 性 和 进 正 确性 。 本 文介绍 的机 身 结 构形 式 ， 决 了空 间 遥感 解 相 机机 身质量 与 刚度 之 间 的矛盾 ， 高 了整 个 相 提 ， ， 、 机 机身 的整体 动态 特性 ， 减轻 了整个 机身 的重量 ， 减 少 了发射 成本 ， 提高 了有效 载荷 的功效 ， 同时本 结 构 的制造难 度小 ， 加工 工艺 性能好 ， 于遥感 相 便 机 的工 程化 。 图 本 文 相 机 后 框 架 致 谢 ： 研究 得 到 哈尔 滨 玻 璃 钢研 究 院 的 林 本 再文 、 董鹏 、 王维 的支持 ， 在此 表示感 谢 。 第 期 郭 疆 ，

5、 ： 间遥感 相 机碳 纤维 机身 结构设 计 等 空 参 考文献 ： 颜 昌翔 ， 杰 ， 许 彭岩 离 轴 三 反 空 间光 学 望 远 系 统 的 杂 散 光 抑 制 光 学 精 密 工 程 ， ， （ ） ： ， ， （ ）： （ ） 郑耿峰 ， 张柯 ， 韩双丽 ， 等空间 相机动态 成像 地 面 检 测 系 统 的 设 计 光 学 精 密 工 程 ， ， （ ） ： ， ， ， ， ， ， ： ， （ ） （ ） ， ， （ ） （ ） ： 李 威 ， 宏 伟 ， 权 锋 ， 空 间 相 机 主 次 镜 间 的 薄 刘 郭 等 壁简和 支 杆 组 合 支 撑 结 构 光 学 精 密

6、 工 程 ， ， （ ： ） 马天波 ， 郭永飞 ， 李云飞科学级 相机 的行 频精度 光 学 精 密 工 程 ， ， （ ） ： ， ， ， ， ， ， ， ： （ ） （ ） ， ）： （ ） ， （ 刘 磊 ， 明辉 ， 丽 富 ， 大 视 场 空 间 相 机 轻 型 遮 高 李 等 光 罩 的 研 制 光 学 技 术 ， ， （ ） ： 常 军 ， 会 林 ， 志 成 ， 大 视 场 、 焦 距 空 间 光 姜 翁 等 长 学 系统 的设 计 兵 工 学报 ， ， ： （ ） ， ， ， ， 。 ， ， （ ）： （ ） ， ， （ ） ： （ ） 伍和 云，王培纲离轴 反射 式光学系

7、统设计 光 电 工 程 ， ， （ ）： 。 丁 亚 林 ， 田海 英 ， 立 国 ， 一 种 提 高 碳 纤 维 复 合 刘 等 材料框架结 构应 用性 能 的结构 技术 光 学 精 密 工 程 ， ， （ ）： ， ， ， ， ， （ ） （ ） ： 姜会林关 于二级光谱 问题的探 讨 光 学学报 ， （ ） ： ， ， （ ） （ ） ： ， （ ） （ ） ： 田 海 英 碳 纤 维 复 合 材 料 应 用 于 航 天 光 学 遥 感 器 遮 光 镜 筒 光 学技 术 ， （） ， ： ， ， ， ， ， （ ）： （ ） ， ， ： ， ， ： 解 永 杰 ， 禹 康 ， 荣利 ，

8、小 挠 度 碳 纤 维 复合 材 张 陈 等 料 镜 筒 设 计 应 用 光 学 ， ， （ ） ： 潘 君骅 具 有 三 个 二 次 曲 面 反 射 镜 的 光 学 系 统 研 究 光 学 学报 ， （ ） ： ， ， ， ， （ ）： （ ） ， ， （ ） （ ） ： 薛 旭 成 ， 俊 霞 ， 恒 毅 ， 空 间 遥 感 相 机 石 吕 等 李 威 ， 宏伟 空 间 光 学 遥 感 器 中碳 纤 维 复 合 材 料 刘 积 分 级数 和 增 益 的 优 化 设 置 光 学 精 密 工 程 ， ， （ ）： 精密支撑构件的结构稳定性 光 学 精 密工程 ， ， （ ： ） 。 ， ， ，

9、 光学 精 密工 程 第 卷 ， ， （ ）： （ ） ， ， （ ）： （ ） 惠 尤 等 王 晓 洁 ， 雪梅 ， 丽虹 ， 改 性 氰 酸 酯 复 合 材 料 耐 水 性 能 研 究 宇 航 学 报 ， ， （ ）： 林 再 文碳 纤 维增 强 复 合材 料 在 空 间光 学 结 构 中 的 ， ， ， 口 ， ， （ ） （ ） ： 一 应 用 光 学 精 密 工程 ， （ ） ， ： ， ， （ ） （ ： ） 王 任 王永 宪 ， 兵 ， 建 岳 空 间 相 机 碳 纤 维 支 撑 结 构 盛 磊 轻 型 空 间 相 机 遮 光 罩 组 件 的研 制 航 天 返 回与 遥 感 ，

10、，： 改进 及 拓 扑 优 化 设 计 红 外 与 激 光 工 程 ， ， （ ） ： ， ， 一 口 ， ，： （ ） 作者简介 ： 郭 疆（ ， ， 疆石河子人 ， 一） 男 新 副 王 国 良 （ ）男 ， 宁 瓦 房 店 人 ， 一 ， 辽 副 研 究 员 ，年 于 南 京 理 工 大 学 获 得 硕 士 学 位 ， 年 于 大 连 海 事 大 学 获 得博 士学 位 ， 要 从 事 图像 处 理 与 空 间 主 遥 感 成 像 技 术 的 研 究 。 ： 研 究 员 ，年 于 吉 林 大 学 （ 吉 林 工 原 业 大 学 ） 械 制 造 及 自动 化 专 业 获 得 学 机 士学位 ， 主要 从 事 空 间遥 感 成 像 技 术 的 研 究 。 ： 邵明东（ ， ， 一） 男 山东 曹 县 人 ， 理 助 一 孙 继 明 （ ）男 ， 林 省 吉 林 市 人