空間紅外探測系統(tǒng)與多波段激光合束發(fā)射系統(tǒng)在目標(biāo)識別、激光傳能、信息通信等航空航天領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。針對兩種光學(xué)系統(tǒng)在功能上的共同需求對二者進(jìn)行共口徑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),有利于減輕負(fù)載質(zhì)量、提高星上載荷空間利用率,對其結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)可為相關(guān)任務(wù)的順利完成提供保障。本文對某空間紅外探測與多波段激光合束發(fā)射共口徑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及光學(xué)裝調(diào)進(jìn)行了詳細(xì)研究與分析。首先,基于拓?fù)鋬?yōu)化和響應(yīng)曲面法相結(jié)合的方式對主鏡筒進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì),優(yōu)化結(jié)果表明在初步輕量化模型基礎(chǔ)上,利用基于響應(yīng)面法的多目標(biāo)優(yōu)化方法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化后,主鏡筒輕量化率提高13%,1階固有頻率提高了24.7%,最大等效應(yīng)力降低42.3%,最大變形量減少了20.7%,證明了優(yōu)化方法的有效性,并為保證光學(xué)系統(tǒng)性能奠定了基礎(chǔ)。其次,基于等效處理的簡化模型,對系統(tǒng)整機(jī)結(jié)構(gòu)在靜、動力學(xué)環(huán)境中的振動響應(yīng)情況進(jìn)行了仿真分析以及設(shè)計(jì)結(jié)果驗(yàn)證。分析過程中主要采用了有限元法、模態(tài)疊加法以及能量等效法等對整機(jī)結(jié)構(gòu)的過載、沖擊振動、正弦振動及隨機(jī)振動響應(yīng)情況進(jìn)行了分析,結(jié)果表明優(yōu)化設(shè)計(jì)后的結(jié)構(gòu)能夠滿足強(qiáng)度和剛度要求。最后,提出了對光機(jī)系統(tǒng)裝調(diào)和檢測的技術(shù)路線和方案�；诠鈱W(xué)... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．７?Ｇｅｏ－Ｏｃｕｌｕｓ觀測衛(wèi)星結(jié)構(gòu)圖??表丨．２?Ｇｅｏ－Ｏｃｕｌｕｓ衛(wèi)星各譜段相關(guān)參數(shù)??

Ｓｐ？ｃ？??．．＿??Ｅｎｖｉｒｏｎ?ｗｎｌ??Ｓ？ｎｓｏｒ?、－＇??ＬＡＥ??圖１．７?Ｇｅｏ－Ｏｃｕｌｕｓ觀測衛(wèi)星結(jié)構(gòu)圖??表丨．２?Ｇｅｏ－Ｏｃｕｌｕｓ衛(wèi)星各譜段相關(guān)參數(shù)??光譜通道?譜段個數(shù)分辨率／ｍ?視場幅寬／ｋｍ?應(yīng)用場景??全色（ＰＡＮ）?丨?丨０．５?１５７Ｘ１５７?災(zāi)害監(jiān)測??紫外－藍(lán)光（ＵＶ－Ｂｌｕｅ）?７?２１?３００Ｘ３００?災(zāi)害、海洋監(jiān)測??紅光－近紅外（Ｒｅｄ－ＮＩＲ）?１２?２１?３００Ｘ３００?災(zāi)害、海洋、火情??短波沖波紅外（ＳＷ／ＭＷＩＲ）?３?１５０?３００Ｘ３００?火情監(jiān)測??紅外（ＬＷＩＲ）?４?３７５?３００Ｘ３００?海洋、火情監(jiān)測??我國在紅外遙感遙測領(lǐng)域，形成了以“風(fēng)云”系列和“資源一號”系列遙感??衛(wèi)星等為代表的成熟產(chǎn)品。“風(fēng)云”系列衛(wèi)星是中國自主研發(fā)的靜止軌道氣象衛(wèi)??星，經(jīng)歷了風(fēng)云１號到４號的發(fā)展，在性能指標(biāo)和技術(shù)水平等方面均達(dá)到國際水??準(zhǔn)［１７－１９］。截至２０１８年，我國已成功發(fā)射了?１７顆該系列氣象衛(wèi)星，如圖１．８所示。??

證了相機(jī)工作性能的穩(wěn)定性，同時為了避免相機(jī)工作時由于微振動對圖像產(chǎn)生的??像移影響，首次采用基于記憶合金的壓緊釋放裝置對相機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔振處理，從??而打破了國外相關(guān)技術(shù)的壟斷與封鎖�！百Y源一號”系列衛(wèi)星發(fā)展階段如圖１．９??所示??３．軍事防御和紅外預(yù)警??美國的天基紅外系統(tǒng)（ＳＢＩＲＳ）是世界上規(guī)模最大、經(jīng)費(fèi)最多、技術(shù)最先進(jìn)的??戰(zhàn)略導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)，主要功能是為美軍提供更準(zhǔn)確及時的彈道導(dǎo)彈預(yù)警和監(jiān)測??［ｍ］。整個系統(tǒng)包括６顆衛(wèi)星，衛(wèi)星的紅外有效載荷包括高速掃描型紅外探測器、??高分辨率紅外凝視探測器，具有很高的探測靈敏度和良好的跟蹤性能。ＳＢＩＲＳ系??統(tǒng)組成示意如圖１．１０所示。???圖１．１０美國的天基紅外系統(tǒng)運(yùn)行示意圖??俄羅斯紅外預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)包括“眼睛”和“預(yù)報(bào)”軍用衛(wèi)星［２３＿２４］。“眼睛”??屬于俄羅斯第一代預(yù)警衛(wèi)星，其光學(xué)系統(tǒng)口徑５００?ｍｍ，衛(wèi)星搭載有偵査敵方戰(zhàn)??略武器的紅外探測器和能提供對地廣角觀測的輔助觀測望遠(yuǎn)鏡，“眼睛”衛(wèi)星由??９顆大橢圓軌道衛(wèi)星和一顆地球同步軌道衛(wèi)星組成�！邦A(yù)報(bào)”作為“眼睛”的繼??代產(chǎn)品，能夠穿過云層探測導(dǎo)彈發(fā)射，其上搭載有口徑１?ｍ的卡塞格林光學(xué)系統(tǒng)，??７??


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