空间红外探测与激光合束共口径系统结构设计研究
发布时间：2021-08-25 23:49
空间红外探测系统与多波段激光合束发射系统在目标识别、激光传能、信息通信等航空航天领域有着广泛的应用。针对两种光学系统在功能上的共同需求对二者进行共口径结构设计,有利于减轻负载质量、提高星上载荷空间利用率,对其结构的合理设计可为相关任务的顺利完成提供保障。本文对某空间红外探测与多波段激光合束发射共口径系统的结构设计及光学装调进行了详细研究与分析。首先,基于拓扑优化和响应曲面法相结合的方式对主镜筒进行轻量化设计,优化结果表明在初步轻量化模型基础上,利用基于响应面法的多目标优化方法进行参数优化后,主镜筒轻量化率提高13%,1阶固有频率提高了24.7%,最大等效应力降低42.3%,最大变形量减少了20.7%,证明了优化方法的有效性,并为保证光学系统性能奠定了基础。其次,基于等效处理的简化模型,对系统整机结构在静、动力学环境中的振动响应情况进行了仿真分析以及设计结果验证。分析过程中主要采用了有限元法、模态叠加法以及能量等效法等对整机结构的过载、冲击振动、正弦振动及随机振动响应情况进行了分析,结果表明优化设计后的结构能够满足强度和刚度要求。最后,提出了对光机系统装调和检测的技术路线和方案。基于光学...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．７?Ｇｅｏ－Ｏｃｕｌｕｓ观测卫星结构图??表丨．２?Ｇｅｏ－Ｏｃｕｌｕｓ卫星各谱段相关参数??
Ｓｐ？ｃ？??．．＿??Ｅｎｖｉｒｏｎ?ｗｎｌ??Ｓ？ｎｓｏｒ?、－＇??ＬＡＥ??图１．７?Ｇｅｏ－Ｏｃｕｌｕｓ观测卫星结构图??表丨．２?Ｇｅｏ－Ｏｃｕｌｕｓ卫星各谱段相关参数??光谱通道?谱段个数分辨率／ｍ?视场幅宽／ｋｍ?应用场景??全色（ＰＡＮ）?丨?丨０．５?１５７Ｘ１５７?灾害监测??紫外－蓝光（ＵＶ－Ｂｌｕｅ）?７?２１?３００Ｘ３００?灾害、海洋监测??红光－近红外（Ｒｅｄ－ＮＩＲ）?１２?２１?３００Ｘ３００?灾害、海洋、火情??短波冲波红外（ＳＷ／ＭＷＩＲ）?３?１５０?３００Ｘ３００?火情监测??红外（ＬＷＩＲ）?４?３７５?３００Ｘ３００?海洋、火情监测??我国在红外遥感遥测领域，形成了以“风云”系列和“资源一号”系列遥感??卫星等为代表的成熟产品。“风云”系列卫星是中国自主研发的静止轨道气象卫??星，经历了风云１号到４号的发展，在性能指标和技术水平等方面均达到国际水??准［１７－１９］。截至２０１８年，我国已成功发射了?１７颗该系列气象卫星，如图１．８所示。??
证了相机工作性能的稳定性，同时为了避免相机工作时由于微振动对图像产生的??像移影响，首次采用基于记忆合金的压紧释放装置对相机结构进行隔振处理，从??而打破了国外相关技术的垄断与封锁。“资源一号”系列卫星发展阶段如图１．９??所示??３．军事防御和红外预警??美国的天基红外系统（ＳＢＩＲＳ）是世界上规模最大、经费最多、技术最先进的??战略导弹预警系统，主要功能是为美军提供更准确及时的弹道导弹预警和监测??［ｍ］。整个系统包括６颗卫星，卫星的红外有效载荷包括高速扫描型红外探测器、??高分辨率红外凝视探测器，具有很高的探测灵敏度和良好的跟踪性能。ＳＢＩＲＳ系??统组成示意如图１．１０所示。???图１．１０美国的天基红外系统运行示意图??俄罗斯红外预警卫星系统包括“眼睛”和“预报”军用卫星［２３＿２４］。“眼睛”??属于俄罗斯第一代预警卫星，其光学系统口径５００?ｍｍ，卫星搭载有侦査敌方战??略武器的红外探测器和能提供对地广角观测的辅助观测望远镜，“眼睛”卫星由??９颗大椭圆轨道卫星和一颗地球同步轨道卫星组成。“预报”作为“眼睛”的继??代产品，能够穿过云层探测导弹发射，其上搭载有口径１?ｍ的卡塞格林光学系统，??７??
本文编号：3363105
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．７?Ｇｅｏ－Ｏｃｕｌｕｓ观测卫星结构图??表丨．２?Ｇｅｏ－Ｏｃｕｌｕｓ卫星各谱段相关参数??
Ｓｐ？ｃ？??．．＿??Ｅｎｖｉｒｏｎ?ｗｎｌ??Ｓ？ｎｓｏｒ?、－＇??ＬＡＥ??图１．７?Ｇｅｏ－Ｏｃｕｌｕｓ观测卫星结构图??表丨．２?Ｇｅｏ－Ｏｃｕｌｕｓ卫星各谱段相关参数??光谱通道?谱段个数分辨率／ｍ?视场幅宽／ｋｍ?应用场景??全色（ＰＡＮ）?丨?丨０．５?１５７Ｘ１５７?灾害监测??紫外－蓝光（ＵＶ－Ｂｌｕｅ）?７?２１?３００Ｘ３００?灾害、海洋监测??红光－近红外（Ｒｅｄ－ＮＩＲ）?１２?２１?３００Ｘ３００?灾害、海洋、火情??短波冲波红外（ＳＷ／ＭＷＩＲ）?３?１５０?３００Ｘ３００?火情监测??红外（ＬＷＩＲ）?４?３７５?３００Ｘ３００?海洋、火情监测??我国在红外遥感遥测领域，形成了以“风云”系列和“资源一号”系列遥感??卫星等为代表的成熟产品。“风云”系列卫星是中国自主研发的静止轨道气象卫??星，经历了风云１号到４号的发展，在性能指标和技术水平等方面均达到国际水??准［１７－１９］。截至２０１８年，我国已成功发射了?１７颗该系列气象卫星，如图１．８所示。??
证了相机工作性能的稳定性，同时为了避免相机工作时由于微振动对图像产生的??像移影响，首次采用基于记忆合金的压紧释放装置对相机结构进行隔振处理，从??而打破了国外相关技术的垄断与封锁。“资源一号”系列卫星发展阶段如图１．９??所示??３．军事防御和红外预警??美国的天基红外系统（ＳＢＩＲＳ）是世界上规模最大、经费最多、技术最先进的??战略导弹预警系统，主要功能是为美军提供更准确及时的弹道导弹预警和监测??［ｍ］。整个系统包括６颗卫星，卫星的红外有效载荷包括高速扫描型红外探测器、??高分辨率红外凝视探测器，具有很高的探测灵敏度和良好的跟踪性能。ＳＢＩＲＳ系??统组成示意如图１．１０所示。???图１．１０美国的天基红外系统运行示意图??俄罗斯红外预警卫星系统包括“眼睛”和“预报”军用卫星［２３＿２４］。“眼睛”??属于俄罗斯第一代预警卫星，其光学系统口径５００?ｍｍ，卫星搭载有侦査敌方战??略武器的红外探测器和能提供对地广角观测的辅助观测望远镜，“眼睛”卫星由??９颗大椭圆轨道卫星和一颗地球同步轨道卫星组成。“预报”作为“眼睛”的继??代产品，能够穿过云层探测导弹发射，其上搭载有口径１?ｍ的卡塞格林光学系统，??７??
本文编号：3363105
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3363105.html
