航天器光學載荷定標試驗系統(tǒng)設計與分析.pdf

1、隨著我國在衛(wèi)星技術領域的快速發(fā)展，對于星載遙感儀器的空間分辨率和光譜分辨率都提出了相當高的要求，而基于地面的光學載荷真空定標技術是其定量化應用的基礎。航天器真空光學載荷定標試驗系統(tǒng)的真空艙體（真空容器）、熱沉系統(tǒng)以及冷屏系統(tǒng)是實現(xiàn)空間環(huán)境模擬的主體核心設備。為此，本文結合研發(fā)航天器光學載荷定標試驗系統(tǒng)的具體實踐，分別對其三個子系統(tǒng)的結構，力學特性以及熱力學性能進行深入研究。
　　首先本文針對在地面模擬試驗中真空艙體的受力主要為大氣

2、的外壓以及自身的重力的特點，利用有限元軟件 ANSYS對真空艙體在此環(huán)境下的應力和應變特性以及外力作用下的位移作了詳細分析，發(fā)現(xiàn)沿容器軸線和高度方向上，主要變形分別發(fā)生在大門、后封頭和筒體上部，軸線方向的變形量很小；當容器結構出現(xiàn)屈曲時，各段筒體均呈波浪狀變形，且筒體中部下半的變形大于其它部位；容器結構在連接部位容易出現(xiàn)應力集中，其余部位的應力強度分布比較均勻且應力強度值較小。
　　其次，本文從熱力學流程、液氮的流動阻力特性對熱沉

3、結構的主要性能參數(shù)進行了相關的計算和驗證，熱沉溫度的均勻性與液氮的流動情況相互耦合，最大溫差為6.8K；各個環(huán)節(jié)的流動阻力總和為0.56MPa；對各部件的強度分析表明滿足設計要求。
　　最后，針對冷屏及其冷源（GM制冷機）進行了重點設計。冷屏系統(tǒng)由兩個不同工作特性的冷屏（低溫和高溫冷屏）組成，以滿足不同的實際熱力學需求。對其穩(wěn)態(tài)工作時的熱力學流程進行了理論計算，計算了其瞬態(tài)降溫速率，從常溫降到20K花費4.5小時。對基板溫度分布的