卫星激光测距中主镜柔性支撑结构设计及分析

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主反射镜作为卫星激光测距系统的关键部件，决定着发射激光的光束质量，进而影响整个系统的探测距离和测距精度，主反射镜的支撑在对反射镜进行有效定位的同时，需要减小自重及热应力对反射镜面形的影响 J。

目前，主镜柔性支撑技术在航空航天领域已经较为成熟，而有关地面光电测控设备中采用该技术的文献报道较为少见。这是因为航空航天领域的光电设备大多有环境温度控制技术作为保障，工作环境温差-般控制在 ±5 oC以内，因此主镜柔性支撑技术可以保证支撑刚度的同时具有-定的柔度，以减小热应力对反射镜面形的影响 。地面光电设备大多裸露在外场工作，工作环境温差最大可达到60"12，在大温差工况下要兼顾主镜柔性支撑结构的刚度和柔度将是-项非常艰巨的任务。

收稿 日期：2013-04 Received Date：2013434基金项目：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所三期创新工程资助项目(061X20C060)第8期 卫星激光测距中主镜柔性支撑结构设计及分析 ·701·图l3 45℃时主镜面形检测图Fig.13 Surface shape of primary mirror in 450(220℃为主镜的装配环境温度，因此在该温度下主镜没有温度载荷，面形误差主要是由加工误差和重力载荷引起的。在45℃环境温度下，温度载荷为15C，由温载引起的面形误差为5.1 nm，根据长期的分析经验可知温载与综合面形误差基本呈线性关系。由缩比法，可估算 6O℃温载下主镜综合面形误差约为20.4 nm，与仿真分析结果近似。因此，通过主镜面形检测可以进-步验证仿真分析的正确性。

6 结 论通过推导单边圆弧形柔性铰链转角柔度，得出柔度与柔铰参数的关系，并确定影响柔度与刚度最敏感的2个参数分别为柔铰最薄处厚度 t和柔铰宽度 b♂合有限元仿真分析手段，确定了卫星激光测距中主镜柔性支撑结构的柔铰参数，分析结果表明：主镜在60C温降及重力载荷作用下综合面形误差小于20 nm，刚体位移小于6 m，并通过主镜面形检测试验进-步验证了仿真分析的正确性。

因此，可以说明在大温差工况下，该柔性支撑结构做到了刚柔兼顾。