增大主反射鏡的口徑是提高空間反射式光學(xué)系統(tǒng)分辨率的最直接手段。隨著口徑的不斷增大,傳統(tǒng)的蜂窩結(jié)構(gòu)很難滿足反射鏡的高輕量化和高剛度的要求,需要研究新的結(jié)構(gòu)方案來對其進行優(yōu)化設(shè)計。文章針對空間相機大口徑主反射鏡的應(yīng)用需求,在傳統(tǒng)蜂窩夾層反射鏡結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,結(jié)合反射鏡應(yīng)力狀態(tài)分析,提出了一種新型低面密度大口徑反射鏡輕量化方案——疊層蜂窩夾層反射鏡。同時,以3m級大口徑反射鏡為例,進行了詳細的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化,分析了卸載支撐狀態(tài)的面形變化,并對反射鏡的過載強度和溫度面形穩(wěn)定性進行了校核,驗證了疊層蜂窩大口徑反射鏡輕量化結(jié)構(gòu)方案的合理性。 

【文章來源】：航天返回與遙感. 2020,41(05)CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

傳統(tǒng)蜂窩結(jié)構(gòu)示意

圖2中的r、θ、z分別為柱坐標系的三個分量，σr、σθ、σz則為其柱坐標系中對應(yīng)方向的正應(yīng)力分量，τrz為柱坐標系中對應(yīng)的剪應(yīng)力分量。在外環(huán)簡支條件下，根據(jù)彈性力學(xué)理論[38]，其應(yīng)力可由以下應(yīng)力函數(shù)?求出

以上述理論為依據(jù)，針對低膨脹石英玻璃蜂窩結(jié)構(gòu)分別設(shè)計兩種圓形厚板結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3(a）為傳統(tǒng)的蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)，單胞的高度為150mm，其反射板和底板直徑均為100mm，兩者的厚度均為10mm；在上述基礎(chǔ)之上修改其反射板和底板厚度為5mm，并在靠近底板和反射板的附近對蜂窩結(jié)構(gòu)進行了加密處理，加密筋的高度和厚度分別為20mm和2.5mm，如圖3(b）所示。在外部載荷1gn重力影響下簡支約束底部外圓，通過有限元仿真計算對比分析兩種結(jié)構(gòu)的變形特性，結(jié)果見表1。從表1兩種結(jié)構(gòu)的對比可知，改進后結(jié)構(gòu)采用從兩端面板向中間逐漸輕量化的設(shè)計思路，質(zhì)量小、變形小，與前面理論推導(dǎo)一致。

【參考文獻】：
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本文編號：3115171