[發明專利]一種空間相機焦面框

有效

• 申請號: 201711455276.9
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108227339B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 李富強;蔡偉軍;雷文平;范俊杰;鄭君;丁世濤;張鳳芹;李可;張占東;齊少凡
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G03B17/00
• 分類號: G03B17/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

一種空間相機焦面框，為長方形盒體結構，包括入光口面等；入光口面為長方形盒體的開口面；直射區面為長方形盒體開口面的對面，直射區面上開有若干用于探測器通光的通光口；反射區面為長方形盒體上與直射區面相鄰的垂直面，反射區面上開有若干用于探測器通光的通光口；反射鏡連接面位于盒體內，與反射區面平行；焦面框連接面為盒體兩端的平行面，與入光口面、直射區面、反射區面、反射鏡連接面均垂直。本發明解決了空間光學遙感器的焦面支撐結構重量與高穩定性這一對矛盾，開拓了C/SiC陶瓷基復合材料在航天遙感器大功率內熱源、高精度高穩定性結構尺寸上的應用，改變了遙感器支撐結構傳統的鈦合金及殷鋼的結構形式。

技術領域

本發明涉及一種空間相機焦面框，特別是一種可用于空間測繪高分辨率相機焦面框支撐結構。

背景技術

航天相機多采用焦面框作為焦面的支撐結構，溫度引起的焦面探測器及光學零件之間的間隔變化將由焦面框的線膨脹系數決定，而探測器及光學件之間的相對變化會造成相機的幾何精度的改變，因此必須嚴格控制焦面的熱穩定性。所以對于焦面框的材料需要同時具有低密度、高剛度、高導熱率及大比熱容的要求。同時焦面框需要承載探測器、反射鏡及探測器電路，焦面框接口復雜。

一般材料如鋁合金或鈦合金，由于材料自身線膨脹系數較大，不能滿足高穩定性相機焦面的需求。低膨脹材料殷鋼熱變形小，但其密度較大，鑒于重量限制，也多作為短線陣的焦面框。雖然碳纖維增強樹脂基復合材料具有較低的密度以及較高的比剛度，但是空間長時間使用要求對其樹脂基體的穩定性是一種重大的挑戰，同時其對水蒸氣較敏感，吸濕所引起的體積膨脹將導致空間光學系統地面裝配狀態與空間在軌運行狀態下尺寸發生較大的變化。

傳統的焦面框的構型及材料不能兼顧結構穩定性、熱穩定性及重量等方面的需求。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種空間相機焦面框，解決了支撐結構重量輕與剛度穩定性高及高導熱率大比熱容的矛盾，具有輕質、高剛度、高穩定、高導熱率、大比熱容的優點。

本發明技術解決方案是：一種空間相機焦面框，為長方形盒體結構，包括入光口面、直射區面、反射區面、反射鏡連接面、焦面框連接面；入光口面為長方形盒體的開口面；直射區面為長方形盒體開口面的對面，直射區面上開有若干用于探測器通光的通光口；反射區面為長方形盒體上與直射區面相鄰的垂直面，反射區面上開有若干用于探測器通光的通光口；反射鏡連接面位于盒體內，與反射區面平行，分布有反射鏡連接孔；焦面框連接面為盒體兩端的平行面，與入光口面、直射區面、反射區面、反射鏡連接面均垂直，焦面框連接面上分布有用于與鏡頭連接的焦面框連接孔。

所述直射區面上的通光口周圍分布有若干探測器連接接口、探測器電路接口。

所述反射區面上的通光口周圍分布有若干探測器連接接口、探測器電路接口。

一種空間相機焦面框材料為C/SiC復合材料。

所述反射鏡連接孔、探測器電路接口、探測器連接接口、焦面框連接孔為鑲嵌的金屬鑲套，金屬鑲套材料為鈦合金或者殷鋼，金屬鑲套通過環氧膠與相應的長方形盒體面粘接。

所述金屬鑲套上加工螺紋孔或者通孔，用于與外部設備連接。

本發明與現有技術相比的有益效果是：

(1)本發明與常用遙感器支撐金屬結構材料相比，在相同構型下，重量更輕，最大減重達70％以上，剛度更高，表現在自由和約束狀態下基頻更高，熱變形更小，表現在相機工作時，線陣方向長度變化小，說明焦面框能給焦面提供較高穩定性。