航天器光學(xué)載荷定標(biāo)試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計與分析.pdf

1、隨著我國在衛(wèi)星技術(shù)領(lǐng)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(dāng)高的要求，而基于地面的光學(xué)載荷真空定標(biāo)技術(shù)是其定量化應(yīng)用的基礎(chǔ)。航天器真空光學(xué)載荷定標(biāo)試驗(yàn)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(shí)現(xiàn)空間環(huán)境模擬的主體核心設(shè)備。為此，本文結(jié)合研發(fā)航天器光學(xué)載荷定標(biāo)試驗(yàn)系統(tǒng)的具體實(shí)踐，分別對其三個子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力學(xué)特性以及熱力學(xué)性能進(jìn)行深入研究。
　　首先本文針對在地面模擬試驗(yàn)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(diǎn)，利用有限元軟件 ANSYS對真空艙體在此環(huán)境下的應(yīng)力和應(yīng)變特性以及外力作用下的位移作了詳細(xì)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??；當(dāng)容器結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)在連接部位容易出現(xiàn)應(yīng)力集中，其余部位的應(yīng)力強(qiáng)度分布比較均勻且應(yīng)力強(qiáng)度值較小。
　　其次，本文從熱力學(xué)流程、液氮的流動阻力特性對熱沉

3、結(jié)構(gòu)的主要性能參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)的計算和驗(yàn)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(qiáng)度分析表明滿足設(shè)計要求。
　　最后，針對冷屏及其冷源（GM制冷機(jī)）進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)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(shí)際熱力學(xué)需求。對其穩(wěn)態(tài)工作時的熱力學(xué)流程進(jìn)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(fèi)4.5小時。對基板溫度分布的