校企合作毕业设计

空间高分辨率可见光相机超轻量化金属反射镜研制

机械工程

资助企业: 长光卫星技术股份有限公司

企业导师: 龚小雪

指导教师: 刘超、张磊

项目成员: 齐硕、张廖春、方家昊

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项目简介

项目概述

随着全球对地观测需求的激增,高分辨率遥感卫星星座的规模化部署成为各国航天领域竞争的新焦点。反射镜作为空间相机的核心光学组件,传统设计方案因坯料制备周期长、硬脆特性导致的加工困难,使得反射镜制备周期普遍超过半年,卫星星座建设面临着反射镜研制周期的制约。随着单点金刚石车等超精密加工技术的成熟,全铝反射镜加工面形精度已可实现1/50λ,这为反射镜在可见光相机应用提供了可能,有效解决反射镜制备难度大、周期长的问题,技术可行性高。


项目目标

为简化分析,本项目设置镜面为最佳拟合标准球面的截取面,球面设计半径为562mm。为满足反射镜通光口径要求,本项目中反射镜体的外轮廓直径为200mm,内径为71mm。反射镜组件在实际使用中同时受重力、不平度和温度的影响,为保证面形精度优于0.02λ,反射镜组件在重力工况、10μm定位移工况、4℃温升工况以及静力学耦合工况下的面形精度需优于5nm。此外,镜体在实际使用过程中还需满足动力学要求,设计组件整体基频需大于120Hz,正弦相应放大率小于10,随机相应放大率小于2


项目成果

1、建立了超轻量化超高精度反射镜设计模型和优化方法

2、开发了点阵结构直接切片与SLM激光路径高效生成算法

3、成功打印铝合金反射镜镜坯,用时仅3天,并完成CNC粗加工

4、申请发明专利一项(202510397543.X)


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