专利名称：一种空间光学遥感器的次镜支撑结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种空间光学遥感器的次镜支撑结构，属于空间光学遥感器技术领域。
背景技术：
随着我国空间光学遥感器的分辨率要求越来越高，光学系统的口径也越来越大， 对光学系统支撑结构的稳定性提出了越来越高的要求，其中次镜支撑结构中次镜支撑杆的作用越来越重要。次镜支撑杆的功能一方面是给次镜组件提供高刚度支撑以满足卫星发射要求，另一方面是给次镜组件提供高稳定性以保证高成像质量。对于1米以上口径的RC光学系统，如果次镜支撑结构采用目前典型的单板支撑方式，如图1所示，已经难于满足遮拦小、刚度高、重量轻的要求，具体表现为在遮拦小重量轻的条件下，基频无法满足发射要求; 为了提高基频，通常采用增加支撑杆垂直于光轴方向的截面积，能够显著提高支撑杆的轴向刚度，提高基频，但是，支撑杆垂直于光轴方向截面积的增大，增加重量，增大光学系统遮拦的面积，造成光学系统MTF下降，导致成像质量恶化，无法满足高成像质量的要求。因此， 次镜支撑杆的遮拦小重量轻与刚度高是一对矛盾。这一矛盾在高分辨率大口径光学系统次镜支撑结构的设计中尤为突出。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供了一种空间光学遥感器的次镜支撑结构，解决了支撑杆遮拦小重量轻与刚度高这一对矛盾。本实用新型的技术解决方案是一种空间光学遥感器的次镜支撑结构，包括主镜、次镜、主镜框、次镜框和次镜支撑杆；次镜框通过次镜支撑杆与主镜框连接在一起且次镜框平行于主镜框；主镜固定安装在主镜框上，次镜固定安装在次镜框上，主镜平行于次镜；每个次镜支撑杆均包括两个单板和若干加强筋，单板的两端分别连接次镜框和主镜框，每个次镜支撑杆的两个单板之间有加强筋。所述主镜框、次镜框和次镜支撑杆均为钛合金或殷钢材料。本实用新型与现有技术相比的有益效果是(1)本实用新型次镜支撑结构由双板加上中间若干加强筋组成，双板结构相对于现有技术中的单板结构大大提高了结构刚度和热稳定性，表现在基频提高了 1倍以上(具体数据见表1)，光轴方向变形位移缩小至约为后者的10% (具体数据见表4)，具有更低的振动响应和更小的热变形(具体数据见表6)。双板相对单板在结构和热方面的优点，在光学分析中得到了充分的印证(具体数据见表7)，能够满足高分辨率大口径空间光学遥感器中次镜支撑所需的苛刻要求；(2)本实用新型从光、机、热方面完整地进行了分析，为了保证次镜支撑杆遮拦面积和重量不变，将现有技术中的单板结构一分为二拆成双板，双板的总板厚与现有技术中的单板厚度相近，为了保证双板之间的连接强度，在它们之间设置了若干加强筋，在不增加光学系统遮拦和重量的情况下大大提高次镜支撑的刚度和稳定性。本实用新型次镜支撑结构采用钛合金或者殷钢材料制成，硬度大、强度高，随温度变形小，热膨胀系数低，不易变形，能够更好的保证光学系统性能。
图1为典型单板次镜支撑结构示意图；图2为典型单板次镜支撑结构俯视图；图3为本实用新型次镜支撑结构示意图；图4为本实用新型次镜支撑结构俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行进一步的详细描述。本实用新型提供了一种空间光学遥感器的次镜支撑结构，如图3和图4所示，包括主镜1、次镜2、主镜框3、次镜框4和四个次镜支撑杆5 ；次镜框4通过次镜支撑杆5与主镜框3连接在一起且次镜框4平行于主镜框3 ；主镜1固定安装在主镜框3上，次镜2固定安装在次镜框4上，主镜1平行于次镜2 ；次镜支撑杆5的数量可以根据实际情况调整，可以为三个、四个、五个等等。每个次镜支撑杆5均包括两个单板和若干加强筋，单板的两端分别连接次镜框4 和主镜框3，每个次镜支撑杆5的两个单板之间有加强筋。所述主镜框3、次镜框4和次镜支撑杆5均可采用钛合金，一般最好采用铸造方式进行生产加工；亦可采用殷钢材料，由锻造加切削加工完成。次镜支撑杆5是主光学系统中最关键的结构，为了保证遮拦面积和重量不变，对比如图1和图2所示的现有单板次镜支撑结构，将图1中的单板次镜支撑杆一分为二拆成双板，双板的板厚约为单板厚度的一半。图2所示典型单板次镜支撑杆板厚为a，遮拦面积为图中阴影面积c所示，图4中双板次镜支撑结构板厚为a’，其中a’ = a/2，遮拦面积为图中阴影面积C’，通过计算得到c’= c，说明双板次镜支撑结构与单板次镜支撑结构相比，在增加支撑板的情况下，遮拦面积不变，对光学系统成像没有造成任何影像。本实用新型中每个次镜支撑杆5的两个单板不一定是平行关系，它们之间的夹角可依实际情况变化。为了表达简便，下面将图1中典型单板次镜支撑结构表示为模型A ；将图3中本实用新型次镜支撑结构表示为模型B。表1为模型A与模型B不同的参数值，从表中可以看出，本实用新型结构(模型B) 与模型A相比，遮拦面积、遮拦比、模型质量等均未变化。表1模型A与模型B不同的参数值
权利要求1.一种空间光学遥感器的次镜支撑结构，其特征在于包括主镜(1)、次镜O)、主镜框 (3)、次镜框(4)和次镜支撑杆(5)；次镜框(4)通过四个次镜支撑杆( 与主镜框(3)连接在一起且次镜框(4)平行于主镜框(3)；主镜(1)固定安装在主镜框C3)上，次镜O)固定安装在次镜框(4)上，主镜(1)平行于次镜(2)；每个次镜支撑杆( 均包括两个单板和若干加强筋，单板的两端分别连接次镜框(4) 和主镜框(3)，每个次镜支撑杆(5)的两个单板之间有加强筋。
2.根据权利要求1所述的一种空间光学遥感器的次镜支撑结构，其特征在于所述主镜框(3)、次镜框(4)和次镜支撑杆( 均为钛合金或殷钢材料。
专利摘要一种空间光学遥感器的次镜支撑结构，包括主镜、次镜、主镜框、次镜框和次镜支撑杆；次镜框通过次镜支撑杆与主镜框连接在一起且次镜框平行于主镜框；主镜固定安装在主镜框上，次镜固定安装在次镜框上，主镜平行于次镜；每个次镜支撑杆均包括两个单板和若干加强筋，单板的两端分别连接次镜框和主镜框，每个次镜支撑杆的两个单板之间有加强筋。本实用新型解决了支撑杆遮拦小、重量轻与刚度高这一对矛盾，在相同遮拦比和重量条件下，本实用新型双板结构相对典型的单板结构大大提高了结构刚度和热稳定性，表现在基频提高了1倍以上，光轴方向变形位移缩小至约为后者的10％，而且具有更低的振动响应和更小的热变形。
文档编号G02B7/00GK202041700SQ20112011760
公开日2011年11月16日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者林招荣, 谢冰 申请人:北京空间机电研究所