高精度光学遥感器用镜筒设计及稳定性验证

摘要

同轴TMA大口径长焦距相机,主次镜间距较大且次镜支撑为大质量悬臂结构,为提高其动力学特性,其支撑多采用镜筒式结构.结合某轻质高刚度高稳定性镜筒设计指标要求,通过优化设计,采用了一种碳纤维三维编织碳化硅增强一体成型的镜筒.镜筒重量9.5 kg,一阶频率150 Hz,重力作用下变形4μm.设计了镜筒的稳定性试验装置及测试方法,结果表明:经过多次振动,结构尺寸稳定在3μm以内,组件具有较高抗振稳定性.热真空循环试验前后,镜筒结构尺寸亦未发生变化.通过自制镜筒线膨胀系数测试装置及方法,测得镜筒线膨胀系数为0.35 ppm.稳定性试验结果说明该镜筒结构设计合理,具有较高稳定性,目前该镜筒已成功运用于某高分相机,对高分辨率相机的轻型敏捷化设计具有一定参考意义.