一种空间相机次镜热控罩设计与分析＊

王丽娟

（中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033）

引 言

空间相机前端面暴露在空间环境中，如环境温度变化较大或存在较大的温度梯度，会使相机结构产生微量变形，导致反射镜面形改变，从而引起系统的成像质量下降，而次镜正处于相机的前框架上，空间环境条件比较严酷，因此次镜的热控是整个相机热控设计的一个重点。为了实现对次镜组件的主动控温，且考虑到次镜框周边无粘贴加热片空间，必须要为次镜组件设计一个粘贴加热片的载体即次镜热控罩作为次镜组件和电加热片之间热传递的桥梁。文中针对次镜热控罩进行分析和设计，首先在众多空间机械材料中优选次镜热控罩的材料，再根据次镜组件结构特点及热控要求优化设计热控罩的结构方案，兼顾刚度、热辐射要求及易拆装原则，优化设计出一种带斜筋的热控罩方案，并通过有限元法验证斜筋设计的必要性，且针对此种方案的动力学模态进行仿真分析。

1 次镜组件结构

次镜组件由次镜和次镜框等主要部件组成，其中次镜材料为熔石英，次镜框材料为低膨胀系数合金4J32，其余零件如顶块，压片等材料均为TC4。装配完成的次镜组件的实体机械结构如图1所示。

次镜组件具体参数：

（1）次镜组件质量：0.8kg；

（2）次镜组件外围尺寸：145mm×104mm×20mm。

由图1可以看出，在次镜框的周边不仅有减重槽和注胶孔，而且还存在着三个支撑腿结构，因此在热控罩结构设计时，这些都是需要考虑的影响因素。……