輕小型三線陣航攝儀熱控設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-05-20 10:11
航空技術(shù)的高速發(fā)展使航空攝影測(cè)量設(shè)備普遍應(yīng)用于軍用及民用領(lǐng)域。航空攝影測(cè)量技術(shù)由于成本投入較少、時(shí)效性高,是獲取地面信息的重要技術(shù)措施,航空相機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域都有深入作用,這對(duì)其光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量提出了愈來愈高的要求。三線陣航攝儀是一種重要的航空攝影測(cè)量設(shè)備,以光學(xué)攝像的形式為測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用提供準(zhǔn)確的圖像信息,對(duì)提高其成像質(zhì)量的研究成為急需攻關(guān)的重要課題。三線陣航攝儀搭載于無人機(jī)機(jī)艙內(nèi),主要作業(yè)環(huán)境為中低高度的對(duì)流層,其工作環(huán)境的溫度受飛機(jī)飛行高度及飛行季節(jié)的影響較大,因此熱擾動(dòng)成為影響航攝儀成像質(zhì)量及測(cè)量精度不可忽視的重要因素。對(duì)三線陣航攝儀進(jìn)行光機(jī)熱集成分析,考慮溫度場(chǎng)分布的變化對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的影響,并對(duì)其進(jìn)行熱控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)無人機(jī)載航攝儀所處熱學(xué)環(huán)境的多變性和復(fù)雜性,對(duì)其光學(xué)系統(tǒng)在多個(gè)熱學(xué)環(huán)境下進(jìn)行熱光學(xué)分析,通過ZEMAX軟件獲取系統(tǒng)離焦量和傳遞函數(shù)的變化情況,得到其光學(xué)系統(tǒng)達(dá)到成像質(zhì)量要求的溫度水平范圍作為熱控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)。為保證極端低溫工況下的航攝儀光學(xué)系統(tǒng)溫度水平在指標(biāo)范圍內(nèi),減少航攝儀熱損失量、減緩漏熱速度,對(duì)隔熱材料、隔熱機(jī)構(gòu)布局進(jìn)行選取和設(shè)...
【文章來源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究及發(fā)展概況
1.2.1 光機(jī)熱集成分析的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 航空航天相機(jī)熱控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第2章 熱控系統(tǒng)指標(biāo)分析
2.1 三線陣航攝儀系統(tǒng)介紹
2.2 熱擾動(dòng)環(huán)境分析
2.2.1 無人機(jī)任務(wù)熱環(huán)境簡(jiǎn)介
2.2.2 外熱流計(jì)算
2.3 光機(jī)熱集成分析
2.3.1 有限元模型
2.3.2 光學(xué)分析模型
2.3.3 鏡片面形的Zernike多項(xiàng)式擬合
2.4 光學(xué)系統(tǒng)溫度敏感性分析
2.4.1 光學(xué)系統(tǒng)溫度水平分析
2.4.2 光學(xué)系統(tǒng)溫差分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 被動(dòng)熱控設(shè)計(jì)
3.1 熱控設(shè)計(jì)流程
3.2 被動(dòng)熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.1 熱控外筒設(shè)計(jì)
3.2.2 隔熱組件設(shè)計(jì)
3.3 被動(dòng)熱控設(shè)計(jì)有限元分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 熱網(wǎng)絡(luò)建模及模型修正
4.1 熱網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模型
4.1.1 熱網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)劃分
4.1.2 熱損失路徑分析
4.1.3 熱損值計(jì)算
4.2 熱物理參數(shù)靈敏度分析
4.3 模擬件熱試驗(yàn)平臺(tái)搭建
4.4 誤差分析
4.5 熱網(wǎng)絡(luò)參數(shù)修正
4.6 本章小結(jié)
第5章 主動(dòng)熱控設(shè)計(jì)及熱學(xué)試驗(yàn)
5.1 主動(dòng)熱控方案對(duì)比
5.1.1 熱傳導(dǎo)溫度補(bǔ)償法
5.1.2 熱輻射溫度補(bǔ)償法
5.1.3 熱輻射-強(qiáng)制對(duì)流溫度補(bǔ)償法
5.2 熱控制策略
5.3 主動(dòng)熱控方案分析
5.3.1 熱變形分析
5.3.2 熱光學(xué)分析
5.4 航攝儀熱控系統(tǒng)測(cè)試試驗(yàn)
5.4.1 試驗(yàn)條件及實(shí)驗(yàn)方法
5.4.2 主動(dòng)熱控下的瞬態(tài)熱試驗(yàn)
5.4.3 試驗(yàn)結(jié)果
5.5 熱成像試驗(yàn)
5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱像儀光機(jī)熱集成分析綜述[J]. 馬宏川,范宏波,林宇,王磊. 紅外技術(shù). 2019(02)
[2]光機(jī)系統(tǒng)的一體化仿真分析[J]. 肖陽,徐文東,趙成強(qiáng). 光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]激光器光學(xué)系統(tǒng)光機(jī)熱集成分析方法[J]. 周小紅,任曉明,李柱,郭建增. 強(qiáng)激光與粒子束. 2013(11)
[4]光機(jī)熱集成分析中鏡面剛體位移分離[J]. 張穎,丁振敏,趙慧潔,鄒百英. 紅外與激光工程. 2012(10)
[5]基于節(jié)點(diǎn)群整合方法的航天器熱網(wǎng)絡(luò)模型修正技術(shù)[J]. 秦文波,程惠爾. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)
[6]紅外鏡頭的光機(jī)熱集成分析研究[J]. 李福,阮萍,徐廣州,馬小龍,楊建峰,盧笛. 應(yīng)用光學(xué). 2011(03)
[7]空間相機(jī)熱光學(xué)分析與試驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 陳榮利,馬臻,楊文剛,余雷,賀天兵,李英才. 光子學(xué)報(bào). 2010(11)
[8]Zernike多項(xiàng)式擬合曲面中擬合精度與采樣點(diǎn)數(shù)目研究[J]. 謝蘇隆. 應(yīng)用光學(xué). 2010(06)
[9]Zernike多項(xiàng)式擬合用于低溫光學(xué)鏡頭熱集成分析[J]. 李其鍇. 航天返回與遙感. 2010(04)
[10]航空相機(jī)物鏡動(dòng)態(tài)光機(jī)熱分析與設(shè)計(jì)[J]. 廖靖宇,高曉東,藍(lán)公仆,趙人杰. 光電工程. 2010(07)
博士論文
[1]光機(jī)熱一體化研究及成像分析[D]. 宋席發(fā).北京理工大學(xué) 2015
[2]光學(xué)表面頻段誤差對(duì)成像質(zhì)量的影響研究[D]. 曾雪鋒.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2014
[3]小衛(wèi)星動(dòng)態(tài)傳熱特性分析與熱控設(shè)計(jì)方法研究[D]. 張鏡洋.南京航空航天大學(xué) 2012
[4]透射式紅外系統(tǒng)熱光學(xué)穩(wěn)定性關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 常虹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[5]溫度對(duì)遙感器光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的影響[D]. 鞏盾.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2010
碩士論文
[1]剖分式滾滑軸承的熱—結(jié)構(gòu)耦合分析[D]. 舒博.華東交通大學(xué) 2018
[2]某型無人機(jī)動(dòng)態(tài)溫度場(chǎng)分析與熱模型修正[D]. 邢棟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]復(fù)雜熱環(huán)境下彈載成像光學(xué)系統(tǒng)集成分析方法研究[D]. 陳超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于光機(jī)熱集成的機(jī)械被動(dòng)式消熱差紅外鏡頭設(shè)計(jì)[D]. 朱峰.昆明理工大學(xué) 2017
[5]紅外鏡頭的光機(jī)熱集成分析方法的研究[D]. 姬文晨.昆明理工大學(xué) 2016
[6]基于分形理論的光學(xué)表面誤差評(píng)價(jià)方法研究[D]. 董之然.廈門大學(xué) 2014
[7]基于熱網(wǎng)絡(luò)法的行星減速器熱分析[D]. 黃飛.南京航空航天大學(xué) 2011
[8]一種離軸三反系統(tǒng)的光機(jī)集成分析[D]. 趙瑞萍.中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2010
[9]空間小型CCD相機(jī)的熱分析研究[D]. 沈亮.蘇州大學(xué) 2008
[10]光機(jī)熱集成分析方法與技術(shù)研究[D]. 溫敬陽.西安電子科技大學(xué) 2008
本文編號(hào):3197577
【文章來源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究及發(fā)展概況
1.2.1 光機(jī)熱集成分析的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 航空航天相機(jī)熱控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第2章 熱控系統(tǒng)指標(biāo)分析
2.1 三線陣航攝儀系統(tǒng)介紹
2.2 熱擾動(dòng)環(huán)境分析
2.2.1 無人機(jī)任務(wù)熱環(huán)境簡(jiǎn)介
2.2.2 外熱流計(jì)算
2.3 光機(jī)熱集成分析
2.3.1 有限元模型
2.3.2 光學(xué)分析模型
2.3.3 鏡片面形的Zernike多項(xiàng)式擬合
2.4 光學(xué)系統(tǒng)溫度敏感性分析
2.4.1 光學(xué)系統(tǒng)溫度水平分析
2.4.2 光學(xué)系統(tǒng)溫差分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 被動(dòng)熱控設(shè)計(jì)
3.1 熱控設(shè)計(jì)流程
3.2 被動(dòng)熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.1 熱控外筒設(shè)計(jì)
3.2.2 隔熱組件設(shè)計(jì)
3.3 被動(dòng)熱控設(shè)計(jì)有限元分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 熱網(wǎng)絡(luò)建模及模型修正
4.1 熱網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模型
4.1.1 熱網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)劃分
4.1.2 熱損失路徑分析
4.1.3 熱損值計(jì)算
4.2 熱物理參數(shù)靈敏度分析
4.3 模擬件熱試驗(yàn)平臺(tái)搭建
4.4 誤差分析
4.5 熱網(wǎng)絡(luò)參數(shù)修正
4.6 本章小結(jié)
第5章 主動(dòng)熱控設(shè)計(jì)及熱學(xué)試驗(yàn)
5.1 主動(dòng)熱控方案對(duì)比
5.1.1 熱傳導(dǎo)溫度補(bǔ)償法
5.1.2 熱輻射溫度補(bǔ)償法
5.1.3 熱輻射-強(qiáng)制對(duì)流溫度補(bǔ)償法
5.2 熱控制策略
5.3 主動(dòng)熱控方案分析
5.3.1 熱變形分析
5.3.2 熱光學(xué)分析
5.4 航攝儀熱控系統(tǒng)測(cè)試試驗(yàn)
5.4.1 試驗(yàn)條件及實(shí)驗(yàn)方法
5.4.2 主動(dòng)熱控下的瞬態(tài)熱試驗(yàn)
5.4.3 試驗(yàn)結(jié)果
5.5 熱成像試驗(yàn)
5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱像儀光機(jī)熱集成分析綜述[J]. 馬宏川,范宏波,林宇,王磊. 紅外技術(shù). 2019(02)
[2]光機(jī)系統(tǒng)的一體化仿真分析[J]. 肖陽,徐文東,趙成強(qiáng). 光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]激光器光學(xué)系統(tǒng)光機(jī)熱集成分析方法[J]. 周小紅,任曉明,李柱,郭建增. 強(qiáng)激光與粒子束. 2013(11)
[4]光機(jī)熱集成分析中鏡面剛體位移分離[J]. 張穎,丁振敏,趙慧潔,鄒百英. 紅外與激光工程. 2012(10)
[5]基于節(jié)點(diǎn)群整合方法的航天器熱網(wǎng)絡(luò)模型修正技術(shù)[J]. 秦文波,程惠爾. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)
[6]紅外鏡頭的光機(jī)熱集成分析研究[J]. 李福,阮萍,徐廣州,馬小龍,楊建峰,盧笛. 應(yīng)用光學(xué). 2011(03)
[7]空間相機(jī)熱光學(xué)分析與試驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 陳榮利,馬臻,楊文剛,余雷,賀天兵,李英才. 光子學(xué)報(bào). 2010(11)
[8]Zernike多項(xiàng)式擬合曲面中擬合精度與采樣點(diǎn)數(shù)目研究[J]. 謝蘇隆. 應(yīng)用光學(xué). 2010(06)
[9]Zernike多項(xiàng)式擬合用于低溫光學(xué)鏡頭熱集成分析[J]. 李其鍇. 航天返回與遙感. 2010(04)
[10]航空相機(jī)物鏡動(dòng)態(tài)光機(jī)熱分析與設(shè)計(jì)[J]. 廖靖宇,高曉東,藍(lán)公仆,趙人杰. 光電工程. 2010(07)
博士論文
[1]光機(jī)熱一體化研究及成像分析[D]. 宋席發(fā).北京理工大學(xué) 2015
[2]光學(xué)表面頻段誤差對(duì)成像質(zhì)量的影響研究[D]. 曾雪鋒.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2014
[3]小衛(wèi)星動(dòng)態(tài)傳熱特性分析與熱控設(shè)計(jì)方法研究[D]. 張鏡洋.南京航空航天大學(xué) 2012
[4]透射式紅外系統(tǒng)熱光學(xué)穩(wěn)定性關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 常虹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[5]溫度對(duì)遙感器光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的影響[D]. 鞏盾.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2010
碩士論文
[1]剖分式滾滑軸承的熱—結(jié)構(gòu)耦合分析[D]. 舒博.華東交通大學(xué) 2018
[2]某型無人機(jī)動(dòng)態(tài)溫度場(chǎng)分析與熱模型修正[D]. 邢棟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]復(fù)雜熱環(huán)境下彈載成像光學(xué)系統(tǒng)集成分析方法研究[D]. 陳超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于光機(jī)熱集成的機(jī)械被動(dòng)式消熱差紅外鏡頭設(shè)計(jì)[D]. 朱峰.昆明理工大學(xué) 2017
[5]紅外鏡頭的光機(jī)熱集成分析方法的研究[D]. 姬文晨.昆明理工大學(xué) 2016
[6]基于分形理論的光學(xué)表面誤差評(píng)價(jià)方法研究[D]. 董之然.廈門大學(xué) 2014
[7]基于熱網(wǎng)絡(luò)法的行星減速器熱分析[D]. 黃飛.南京航空航天大學(xué) 2011
[8]一種離軸三反系統(tǒng)的光機(jī)集成分析[D]. 趙瑞萍.中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2010
[9]空間小型CCD相機(jī)的熱分析研究[D]. 沈亮.蘇州大學(xué) 2008
[10]光機(jī)熱集成分析方法與技術(shù)研究[D]. 溫敬陽.西安電子科技大學(xué) 2008
本文編號(hào):3197577
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