高分辨光学卫星飞轮微振动隔振器的设计

反作用飞轮产生的微振动使高分辨光学卫星成像变得模糊,甚至导致高分辨光学卫星无法对地成像。为减弱飞轮微振动对成像的影响,采用金属橡胶隔振器隔离飞轮产生的微振动。首先,测量飞轮产生的微振动并分析其频谱特性;然后,利用有限元软件对"吉林一号高分星"进行频率响应分析,以获得相机内部光学元器件的敏感频率点;最后,将光学元器件的敏感频率点及飞轮振动频谱特性作为设计金属橡胶隔振器固有频率及阻尼比的依据。成型后的金属橡胶隔振器轴、径向固有频率分别为155 Hz、160 Hz,安装金属橡胶隔振后飞轮在249 Hz(共振峰值频率)处的隔振效率达80%。隔振前卫星次镜X、Y、Z向最大角位移为0.011″(249 Hz/2 800 r?min^(-1))、0.01″(249 Hz/2 800 r?min^(-1))、0.023″(249 Hz/1600 r?min^(-1)),隔振后最大角位移为0.002 2″(155 Hz/1 600 r?min^(-1))、0.002 2″(155 Hz/1 600 r?min^(-1))、0.001 2″(160 Hz/1 600 r?min^(-1)),与无隔振条件下相比角位移峰值减小达70%,满足次镜三向最大角位移小于0.008″的设计要求,表明金属橡胶隔振器设计合理,隔振效果明显。