隋愿愿:轻小型三线阵航摄仪热控设计论文

隋愿愿:轻小型三线阵航摄仪热控设计论文

本文主要研究内容

作者隋愿愿(2019)在《轻小型三线阵航摄仪热控设计》一文中研究指出:航空技术的高速发展使航空摄影测量设备普遍应用于军用及民用领域。航空摄影测量技术由于成本投入较少、时效性高,是获取地面信息的重要技术措施,航空相机在各个领域都有深入作用,这对其光学系统的成像质量提出了愈来愈高的要求。三线阵航摄仪是一种重要的航空摄影测量设备,以光学摄像的形式为测量技术的应用提供准确的图像信息,对提高其成像质量的研究成为急需攻关的重要课题。三线阵航摄仪搭载于无人机机舱内,主要作业环境为中低高度的对流层,其工作环境的温度受飞机飞行高度及飞行季节的影响较大,因此热扰动成为影响航摄仪成像质量及测量精度不可忽视的重要因素。对三线阵航摄仪进行光机热集成分析,考虑温度场分布的变化对光学系统的影响,并对其进行热控制系统的设计研究,具有重要的现实意义。针对无人机载航摄仪所处热学环境的多变性和复杂性,对其光学系统在多个热学环境下进行热光学分析,通过ZEMAX软件获取系统离焦量和传递函数的变化情况,得到其光学系统达到成像质量要求的温度水平范围作为热控制系统的设计指标。为保证极端低温工况下的航摄仪光学系统温度水平在指标范围内,减少航摄仪热损失量、减缓漏热速度,对隔热材料、隔热机构布局进行选取和设计,完成轻量化的被动热控设计。基于此设计,建立热网络模型,研究航摄仪的热学特性,分析并计算航摄仪镜头组件的漏热路径及热损值。对于热模型分析计算精度较低的问题,从参数分析和修正方法研究两个方面入手,分析构成热网络系数的各项热物理参数的灵敏度,并据此分析结果对其进行分类,分类结果作为对热模型分层修正顺序的依据。对航摄仪模拟件进行低温环境下的热试验,并进行试验数据的误差分析,构建瞬态温度的最小误差目标函数,利用拉丁超立方法和无约束优化法对热网络模型分层修正。利用某一低温工况试验数据对修正后的热网络模型计算结果进行测试,确保修正后的模型精度达到主动热控设计需求。修正后的热网络模型用于估算光学系统各组件的漏热情况,并用于指导主动热控的初步设计;有限元模型用于分析航摄仪的结构-热学关系,从而进行主动热控设计方案的迭代优化,减小低温环境下镜头组件的热损值、有效补偿不同区域的热损。在此基础上设计了航摄仪试验用原理样机。搭建热控试验平台,利用原理样机进行瞬态热试验。试验结果表明,在低温工况下,开启主动热控系统后,航摄仪光学系统温度能在40min内将温度控制到20(±5)℃,并将温度梯度控制在4℃内。实验结果验证了热控设计方案的有效性,确保温度控制的即时性。本文的工作对其他机载设备热控技术的研究具有重要的参考意义。

Abstract

hang kong ji shu de gao su fa zhan shi hang kong she ying ce liang she bei pu bian ying yong yu jun yong ji min yong ling yu 。hang kong she ying ce liang ji shu you yu cheng ben tou ru jiao shao 、shi xiao xing gao ,shi huo qu de mian xin xi de chong yao ji shu cuo shi ,hang kong xiang ji zai ge ge ling yu dou you shen ru zuo yong ,zhe dui ji guang xue ji tong de cheng xiang zhi liang di chu le yu lai yu gao de yao qiu 。san xian zhen hang she yi shi yi chong chong yao de hang kong she ying ce liang she bei ,yi guang xue she xiang de xing shi wei ce liang ji shu de ying yong di gong zhun que de tu xiang xin xi ,dui di gao ji cheng xiang zhi liang de yan jiu cheng wei ji xu gong guan de chong yao ke ti 。san xian zhen hang she yi da zai yu mo ren ji ji cang nei ,zhu yao zuo ye huan jing wei zhong di gao du de dui liu ceng ,ji gong zuo huan jing de wen du shou fei ji fei hang gao du ji fei hang ji jie de ying xiang jiao da ,yin ci re rao dong cheng wei ying xiang hang she yi cheng xiang zhi liang ji ce liang jing du bu ke hu shi de chong yao yin su 。dui san xian zhen hang she yi jin hang guang ji re ji cheng fen xi ,kao lv wen du chang fen bu de bian hua dui guang xue ji tong de ying xiang ,bing dui ji jin hang re kong zhi ji tong de she ji yan jiu ,ju you chong yao de xian shi yi yi 。zhen dui mo ren ji zai hang she yi suo chu re xue huan jing de duo bian xing he fu za xing ,dui ji guang xue ji tong zai duo ge re xue huan jing xia jin hang re guang xue fen xi ,tong guo ZEMAXruan jian huo qu ji tong li jiao liang he chuan di han shu de bian hua qing kuang ,de dao ji guang xue ji tong da dao cheng xiang zhi liang yao qiu de wen du shui ping fan wei zuo wei re kong zhi ji tong de she ji zhi biao 。wei bao zheng ji duan di wen gong kuang xia de hang she yi guang xue ji tong wen du shui ping zai zhi biao fan wei nei ,jian shao hang she yi re sun shi liang 、jian huan lou re su du ,dui ge re cai liao 、ge re ji gou bu ju jin hang shua qu he she ji ,wan cheng qing liang hua de bei dong re kong she ji 。ji yu ci she ji ,jian li re wang lao mo xing ,yan jiu hang she yi de re xue te xing ,fen xi bing ji suan hang she yi jing tou zu jian de lou re lu jing ji re sun zhi 。dui yu re mo xing fen xi ji suan jing du jiao di de wen ti ,cong can shu fen xi he xiu zheng fang fa yan jiu liang ge fang mian ru shou ,fen xi gou cheng re wang lao ji shu de ge xiang re wu li can shu de ling min du ,bing ju ci fen xi jie guo dui ji jin hang fen lei ,fen lei jie guo zuo wei dui re mo xing fen ceng xiu zheng shun xu de yi ju 。dui hang she yi mo ni jian jin hang di wen huan jing xia de re shi yan ,bing jin hang shi yan shu ju de wu cha fen xi ,gou jian shun tai wen du de zui xiao wu cha mu biao han shu ,li yong la ding chao li fang fa he mo yao shu you hua fa dui re wang lao mo xing fen ceng xiu zheng 。li yong mou yi di wen gong kuang shi yan shu ju dui xiu zheng hou de re wang lao mo xing ji suan jie guo jin hang ce shi ,que bao xiu zheng hou de mo xing jing du da dao zhu dong re kong she ji xu qiu 。xiu zheng hou de re wang lao mo xing yong yu gu suan guang xue ji tong ge zu jian de lou re qing kuang ,bing yong yu zhi dao zhu dong re kong de chu bu she ji ;you xian yuan mo xing yong yu fen xi hang she yi de jie gou -re xue guan ji ,cong er jin hang zhu dong re kong she ji fang an de die dai you hua ,jian xiao di wen huan jing xia jing tou zu jian de re sun zhi 、you xiao bu chang bu tong ou yu de re sun 。zai ci ji chu shang she ji le hang she yi shi yan yong yuan li yang ji 。da jian re kong shi yan ping tai ,li yong yuan li yang ji jin hang shun tai re shi yan 。shi yan jie guo biao ming ,zai di wen gong kuang xia ,kai qi zhu dong re kong ji tong hou ,hang she yi guang xue ji tong wen du neng zai 40minnei jiang wen du kong zhi dao 20(±5)℃,bing jiang wen du ti du kong zhi zai 4℃nei 。shi yan jie guo yan zheng le re kong she ji fang an de you xiao xing ,que bao wen du kong zhi de ji shi xing 。ben wen de gong zuo dui ji ta ji zai she bei re kong ji shu de yan jiu ju you chong yao de can kao yi yi 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)的隋愿愿,发表于刊物中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)2019-07-18论文,是一篇关于光机热集成分析论文,热网络模型修正论文,热控设计论文,中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)2019-07-18论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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