Способ сборки оптико-механической системы космического назначения Советский патент 2006 года по МПК G02B27/00 

Предлагаемое изобретение относится к области космического оптического приборостроения и может быть использовано при сборке, юстировке и проверке качества характеристик крупногабаритных оптико-механических приборов, работающих в космосе.

Известен способ, когда при изготовлении крупногабаритных оптических систем для космоса применяют оборку, юстировку и проверку оптических характеристик в условиях сил земного притяжения, где оптические и механические элементы испытывают деформации от действия собственного веса. Для того, чтобы указанные деформации не ухудшали оптико-механических характеристик системы, оптические элементы устанавливают на ряд опор, а механическим элементам придают такой запас жесткости, который позволяет сохранить в требуемом допуске взаимное расположение оптических элементов системы. Однако космические оптические системы работают в условиях невесомости, при которых деформации от собственного веса отсутствуют и, следовательно, сохранение оптико-механических параметров системы в космосе из-за условий жесткости оправ и корпусов оптических элементов приводит к излишним габаритам и массе и соответственно сильно увеличивает потребную мощность ракетоносителя.

В настоящее время часто световой диаметр оптических систем космического назначения ограничивается допустимой массой конструкции, что приводит к занижению тактико-технических параметров всей оптико-механической системы, а именно: энергетических параметров, разрешающей способности, а следовательно и всей обнаружительной способности в целом.

Для снижения габаритов и массы корпусов оптических деталей приходится идти на определенную деформацию конструктивных элементов при сборке в земных условиях, которая будет устраняться в условиях невесомости, т.е. учитывается допуск на взаимное расположение элементов системы с учетом допустимой вибропрочности конструкции, необходимой для запуска системы.

Для таких приборов точный контроль качества изображения с их вибропрочным, но нежестким корпусом в условиях силы тяжести невозможен, что не гарантирует высокое качество изображения в условиях невесомости.

Целью настоящего изобретения является обеспечение точного контроля при сборке в земных условиях и повышение качества изображения в условиях космической невесомости.

Поставленная цель достигается тем, что при известном способе сборки крупногабаритных оптико-механических приборов, например, телескопов или теплопеленгаторов, устанавливаемых на космических летательных аппаратах с вибропрочными в условиях стартовых перегрузок, но нежестких в условиях земной силы тяжести конструкциями, соединение производят при уравновешивании оптических и механических деталей, осуществляемом посредством съемных разгрузочных устройств поэлементно и независимо, контролируют качество изображения поворотом вокруг оптической оси прибора из любого положения на угол 180° при условии уравновешивания деталей и узлов, производят повторную проверку качества изображения с разгрузочными устройствами после имитации условий запуска, которые затем отсоединяются от прибора после проведения сборки и юстировки.

Предложенный способ поясняется схемами, где на фиг.1 в качестве примера показана крупногабаритная оптическая система с присоединенной системой разгрузки, где разгрузочные элементы Р₁...Р входят в систему разгрузки, на фиг.2 показана крупногабаритная оптическая система с отсоединенной системой разгрузки и возникающими деформациями конструкции в условиях земной силы тяжести.

Пример: применение указанного способа при разработке перспективной оптико-механической системы с вибропрочными нежесткими корпусами привело к следующему выигрышу в весе по сравнению с традиционными способами сборки.

Данные сведены в таблице.

№Наименование узловВес узлов, получающийся при традиционной сборке, кгВес узлов, получающийся при применении сп. уравнове-шивания, кг12341Оправа большого зеркала150402Оправа малого зеркала80253Оправа оптического компенсатора30204Большое зеркало100405Малое зеркало35156Оптический компенсатор30307Бленда8030 Масса объектива535200

Использование предлагаемого способа сборки и центрировки крупногабаритных осесимметричных оптико-механических приборов для космоса с использованием имитации невесомости по сравнению с существующим способом сборки обеспечивает следующие преимущества.

1. Возможность изготовления крупногабаритных оптических систем малого веса без ухудшения эксплуатационных параметров, что особенно важно для космических систем.

2. Удобство проведения обезвешивания в земных условиях, не требующих создания специальных условий невесомости, например, самолетных, макетных.

Предварительное опробование описанного способа с применением зеркала диаметром 500 мм дало хорошие результаты; форма поверхности зеркала после испытаний, имитирующих условия запуска, при вклинении системы разгрузки полностью восстановилась.

Намечено изготовление крупногабаритной оптической системы с применением предлагаемого способа сборки с имитацией условий невесомости. Разработка конструкции этой системы с учетом условий сборки привела к весовым характеристикам ее узлов, указанным в таблице.

Изобретение относится к области космического оптического приборостроения и может быть использовано при сборке, юстировке и проверке качества характеристик крупногабаритных оптико-механических приборов, работающих в космосе. Сущность: сборка оптико-механической системы космического назначения с нежесткими в условиях земной силы тяжести конструкциями включает в себя соединение оптических и механических деталей и контроль системы в наземных условиях до и после имитации ее запуска в космос. При этом соединяемые детали системы независимо уравновешивают между собой. Кроме того, оптические параметры системы во взвешенном состоянии дополнительно контролируют при повороте на угол 180° вокруг оптической оси. Технический результат: повышение точности сохранения оптических и механических параметров системы в условиях невесомости. 2 ил.

Способ сборки оптико-механической системы космического назначения с нежесткими в условиях земной силы тяжести конструкциями, включающий соединение оптических и механических деталей и контроль системы в наземных условиях до и после имитации ее запуска в космос, отличающийся тем, что, с целью повышения точности сохранения оптических и механических параметров системы в условиях невесомости, соединяемые детали системы независимо уравновешивают между собой, а оптические параметры системы во взвешенном состоянии дополнительно контролируют при ее повороте на угол 180° вокруг оптической оси.