高分辨小卫星飞轮微振动橡胶隔振器的设计

杨 睿，王 栋，谷 松，陈善搏

（1.中国科学院大学长春光学精密仪器与物理研究所，吉林 长春 130033；2.中国科学院大学，北京100039；3.长光卫星技术有限公司，吉林 长春 130033）

1 引言

一体化结构设计使小卫星结构变得更加紧凑，大幅度减小卫星发射体积及质量，进而降低了商用高分辨光学小卫星的发射成本，但一体化结构设计使得飞轮的安装位置更靠近光学相机，使得飞轮扰振的衰减路径变短，影响相机内部光学元件的稳定性，最终导致光学相机的成像质量变差，如何隔离飞轮不平衡扰振已经成为高分辨光学小卫星研制过程中急需的问题[1-6]。目前国内外学者主要采用主动隔振技术来隔离飞轮不平衡扰振，例如，Worldview-II 在CMG 支架与服务舱主承力梁之间安装了全向隔振器；ChandraX-ray 观测器为每个飞轮安装Stewart 隔振平台[7-9]。由于主动隔振对安装空间要求较高，并且对卫星原有结构改动较大，破坏小卫星原有结构设计及结构的紧凑性，增加了卫星在发射段结构被破坏的风险，因此，主动隔振装置难以安装在小卫星内来隔离飞轮扰振。

将设计被动隔振器，通过控制振动能量输出的方法对飞轮进行隔振。由于橡胶隔振器具有结构紧凑、工艺性好、成本低、对原有结构改动小、体积小、重量轻等优点，可以根据隔振要求及安装空间设计刚度、阻尼和外形尺寸[10]，非常适合作为小卫星内隔离飞轮扰振的隔振器。通过隔振效果的分析，验证隔振器的隔振效果，满足隔振要求，表明隔振器设计合理。……