[实用新型]一种大口径反射镜的支撑结构及支撑组件

说明书

本实用新型的大口径反射镜的支撑结构及支撑组件，涉及空间光学遥感器技术领域，解决了现有支撑结构存在的热应力影响反射镜面形精度的问题，进一步地还解决了粘接应力及装配应力影响反射镜面形精度的问题。本实用新型的支撑结构，包括嵌套和支撑柔铰，嵌套包括嵌套本体，嵌套本体的端面上沿周向均布N段等弧度等宽度并在轴向上贯穿嵌套的沟槽，其中N为大于等于2的自然数；嵌套的外壁阵列设置有注胶孔。本实用新型的支撑组件包括支撑结构，还包括与不同位置高度的注胶孔对应的不同长度的辅助注胶钉。本实用新型的支撑结构及支撑组件，用于大口径反射镜的低应力高稳定性支撑。

技术领域

本实用新型涉及空间光学遥感器技术领域，具体涉及一种大口径反射镜的支撑结构及支撑组件。

背景技术

随着空间对地观测技术的发展，对空间遥感器的分辨率提出了越来越高的要求。大口径反射镜作为高分辨率空间遥感器的核心元件，其面形精度直接影响着空间遥感器的成像质量。为降低发射成本，通常对大口径反射镜进行高轻量化设计，这削弱了反射镜抵抗重力、温度及装配应力等外界环境的能力，从而影响反射镜的面形精度。反射镜的面形精度与反射镜的支撑结构有很大的关系，良好的支撑结构可以降低面形对重力、温度及装配应力等外界载荷的敏感度，因此反射镜支撑结构设计成为保证面形精度的重要环节。

大口径反射镜的支撑广泛采用如图1所述的支撑结构，包括嵌套101，嵌套101的外环面A与反射镜内孔进行全面积粘接；还包括与反射镜背板通过螺钉连接的柔性支撑杆102，柔性支撑杆102通过螺钉与嵌套101连接，柔性支撑杆102上设置有L型柔槽103，用于释放外部反射镜组件安装板带来的热应力和装配应力。

上述支撑结构存在的缺陷是：

1、为削弱温度载荷导致的热应力，嵌套101采用可调节线膨胀系数的铁镍合金，与反射镜材料线膨胀系数进行匹配，达到镜体材料、嵌套材料及粘接剂三者的变形协调。然而在宽温度工况(例如温度变化范围大于±5℃)下或者应用到线膨胀系数较小的ULE(接近零膨胀)和微晶镜体时，镜体、嵌套与粘接剂三者的变形难以协调，从而产生较大的热应力，带来面形稳定性差的问题。同时，胶层固化时胶层收缩会产生拉应力，将分别作用于嵌套和反射镜，嵌套 101刚性较大，抗变形能力强，从而易导致反射镜粘接区域镜面鼓包变形。

2、在嵌套101的A面涂胶与主镜孔环带全面积粘接，结合界面连接成片，均匀性差，易产生局部缺胶或根部胶水堆积溢出，胶水堆积处产生较大局部应力，不利于反射镜获得高的面形精度。

3、柔性支撑杆102在卸载重力引起的变形时，受其垂直交叉的L型柔槽限制，仅能产生较为单一的变形，因此会残留一部分外部反射镜组件安装板带来的装配应力，这对小型反射镜影响较小，但对于面形精度要求高的大口径反射镜来说，则会产生比较明显的面形误差。

上述缺陷都是由于支撑结构中存在应力而影响反射镜的面形精度，降低了反射镜面形的稳定性，从而影响空间遥感器的成像质量。

发明内容

本实用新型提供一种大口径反射镜的支撑结构，以解决现有支撑结构中存在的热应力影响反射镜面形精度的问题，进一步地还解决了粘接应力及装配应力对反射镜面形精度影响的问题，实现对大口径反射镜的低应力高稳定性支撑。

本实用新型的技术解决方案是：一种大口径反射镜的支撑结构，包括嵌套与支撑柔铰，所述嵌套外壁与反射镜镜孔固连，所述支撑柔铰的一端与所述嵌套固定连接，支撑柔铰的另一端与外部反射镜组件安装板固定连接，其特殊之处在于，所述嵌套包括嵌套本体，嵌套本体的端面上沿周向均布N段等弧度等宽度并在轴向上贯穿嵌套的沟槽，其中N为大于等于2的自然数。采用上述沿周向均布的弧形沟槽即可有效地消除支撑结构中存在的热应力。

更进一步地，沟槽与嵌套外壁之间的距离小于与嵌套内壁之间的距离，沟槽与嵌套外壁之间为挠性薄片。该挠性薄片可降低支撑结构的局部刚度，进一步地释放温度变化较大时镜体、嵌套与粘接剂三者的变形难以协调而产生的热应力及胶层固化收缩而产生的应力。