空间太阳望远镜镜筒桁架的优化

空间望远镜的镜筒桁架结构优化以构件总质量等于常数为约束条件,以横向摆振频率最高为优化目标。优化分两步进行:首先以瑞雷方法和简化模型为基础,在较大范围内对可能的模型进行筛选,得出桁架分层数和每层斜杆数的最优解;然后用ANSYS软件对桁架杆、梁截面参数进行优化,得到比较满意的结果。此方法也适用对其他类似的筒状桁架的优化。

中丹水平子午环(DCMT)光学系统的精细调整方法

本文详细地讨论了中丹水平子午环调整的原则、调整的方法。基于仪器本身的校正系统,仪器的整体性差,要求对仪器参量进行调整。但是,其中某一部件的调整会影响到仪器的几个参量,因此,必须设计一套仪器调整的方案。本文从原理着手,论证了调整的方法和步骤。

中丹水平子午环(DCMT)光机结构研制总结

以多年来的研制实践和切身体会,对中丹水平子午环的设计及工艺技术难点等发表初步看法,并扼要介绍了解决这些难点所采取的技术措施,也提出了一些改进意见。

空间太阳望远镜主构架的力学分析与优化

基于航天器结构设计的特殊性,用有限元软件MSC.NASTRAN对空间太阳望远镜主构架进行了力学分析。根据敏度分析方法和优化计算要求,建立了满足结构频率和振型条件、追求重量最轻的优化模型。结合工程优化的特点,提出多种拓扑结构方案,并对主构架进行了拓扑型式比较与选优、形状优化和尺寸优化,最后对多变量优化设计的初值问题进行了探讨。经优化计算及工程处理,使主构架的总重量减少了36%,力学校验和热分析表明优化结构满足整星设计要求。

空间太阳望远镜1m主镜支撑结构的研究

本文对正在预研中的空间太阳望远镜的关键部件之一1m主镜,提出一种合理的支撑结构系统,此系统可以兼顾空间太阳望远镜光学系统的地面装校调试的有效性和火箭发射力学环境中的安全性以及入轨后正常观测时的高精度性。

极大望远镜光谱仪准直镜调节机构误差分析

针对极大望远镜宽视场光谱仪准直镜位姿调整机构的位姿机构调节误差问题,采用多体运动学理论分析机构运动学关系,利用矩阵微分法建立该调节机构误差模型,分析加工和装配误差对准直镜调节位姿误差的影响,并通过统计学软件SPASS对调节机构误差进行仿真研究。分析计算结果表明,根据现有设计和导轨滑台的选型及装配工艺,机构的装配和定位精度可以满足准直镜调节精度的需求。利用运动学原理对光学系统姿态调节系统误差分析方法可对镜面调节机构误差进行预判,提前获取调节机构调节精度,对光学仪器后期动态调节等工作具有指导意义。

望远镜主副镜实时自校正系统

研制了一种基于并联机器人原理、具有精密自校正功能的桁架镜筒。它采用独特的光电检测系统 ,检测出相距 2 m的副镜 (动平台 )相对于主镜 (定平台 )沿 X、Y轴方向的平移和转角误差 ,然后采用步进电机驱动六杆伸缩 ,使其定位精度保持在平移误差 0 .0 1 mm、转角误差 1 "的水平上 。

一种新型轻量化反射镜结构及其在空间望远镜相关跟踪摆镜上的应用研究

本文提出一种新的反射镜轻量化方案。此方案在结构特征和减重比例上接近蜂窝结构,减重效果比背面开孔的镜子和拱形镜要好得多;同时又可避免蜂窝镜的制造难度。另外,本文还就此方案在空间太阳望远镜(SST)的相关跟踪摆镜上的应用进行探讨,给出了主要结构参数和镜面变形分析结果,其结果表明,此轻量化平面镜能满足SST的使用要求。

地平式望远镜高度轴回转精度检测与计算方法

介绍一种针对地平式望远镜高度轴回转精度的检测与计算方法。采用测微准直望远镜记录下高度轴两端十字丝中心运动轨迹,运用最小二乘法拟合假想无晃动条件下圆形轨迹,将二者做比较,计算出高度轴晃动量值与方向。该方法简单可靠并具较高精度,对同类仪器的轴线晃动量检测与计算具有参考意义。

DSO在轨检测方案的设计与结构分析

为论证深空太阳天文台的主望远镜桁架结构在火箭发射过程中,能否经受严苛的发射环境,并能继续正常工作,以及经历严苛的发射环境后,望远镜是否需要设置在轨调整系统,使主镜与准直镜的相对位置能够精确地保持,提出了一种可行的在轨检测方案,并对主望远镜的桁架结构进行静应力分析、动载荷分析、模态分析及频响应分析,分析了其安全性,发现桁架结构需要减振机构降低跷振造成的响应,从而初步论证了在轨调整的必要性及可行性,初步验证了结构设计及工艺流程的合理性。针对主望远镜桁架的正弦振动试验及在轨检测试验部分,给出了试验的具体步骤及实施方案,为后续试验工作的开展提供了技术支持。

空间太阳望远镜主镜支撑结构的优化设计

空间太阳望远镜主镜是有效口径为1m的抛物面镜,工作状态需要达到衍射极限,因此光学系统要求主镜面形误差小于λ/40(RMS),精度主要靠主镜支撑结构来保证。主镜支撑结构应满足地面调试、在轨及发射状态的需要。支撑结构试验样机已经加工完成,地面调试结果表明主镜的镜面变形满足整个光学系统的要求。试验样机强度和刚度还有较大余量,结构本身比较复杂。用有限元分析方法进行优化设计,优化后的主镜支撑结构满足地面调试、在轨及发射状态的需要,也能保证主镜的面形满足整个光学系统的要求,有效减轻仪器重量、简化支撑结构的同时,提高了整个仪器的可靠性。

一种光学仪器镜面面形的处理方法

光学镜面表面变形包含刚体位移和表面畸变,其中表面畸变是影响成像质量的主要因素,因此需去除刚体位移,分析表面畸变。通过坐标变换生成一个新的理论镜面,用该镜面拟合变形镜面,用拟合镜面与变形镜面轴向差值计算出表面畸变的RMS值及PV值。实例计算表明该算法拟合精度较高,适用于抛物面、球面镜在支撑和装夹下的镜面面形精度分析。