空间可展开薄膜遮光罩设计与分析

摘要

对于觅音计划的光学系统而言,太阳光是其杂散光的首要来源,是影响成像质量的重要因素.通过将仿生技术和折纸理论相结合,完成光学系统的遮光罩设计.依据花朵开放过程,获取遮光罩的拓扑构型,完成遮光罩折展设计,并根据光学系统任务需求,优化遮光罩拓扑构型.采用底面为正六边形的拓扑构型时,遮光罩的折展比为8,且折叠后的包络空间和卫星星体所占用的空间相重合,能够更好地利用空间.选用两层薄膜作为遮光结构,一方面提高了遮光性能,另一方面遮光罩本身具有一定的隔热功能,更好地保护了光学系统.最后通过ABAQUS仿真模拟薄膜的展开过程,并进行应力水平分析.结果表明,遮光罩薄膜展开过程顺利,展开后最大应力为40.63 MPa,满足聚酰亚胺薄膜材料的使用要求.