Φ3m光學遙感器空間環境模擬室與無油真空系統的設計與實現

王 爽 劉立杰

(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)

　　摘要：光學遙感器在空間運行軌道的環境壓力范圍為1×10^-4～1×10^-11 Pa, 光學遙感器的組件、涂層、材料、調焦機構等都要滿足高真空與極高真空的要求,并應在模擬空間環境的地面試驗設備中做各種檢驗性試驗和可靠性試驗，檢驗光學遙感器結構設計、熱控設計以及測試其光學性能。

　　本文針對空間光學遙感器分系統在地面進行熱真空、熱平衡、熱光學的試驗需求，設計并制造了臥式圓筒體,內徑為Φ3 m、直段長為5 m 的空間環境模擬試驗設備。本文詳細介紹了真空室重要部件真空容器壁厚、橢圓形封頭壁厚、加強圈慣性和尺寸、通光口徑Φ1 m 平行管及大門法蘭設計與校核;有限元法分析外壓、自重以及外界載荷三者作用下容器應力與應變分布情況，判斷容器失穩的可能，確定采取補強的措施;電動懸掛鉸鏈側開式大門運行機構設計;振動隔離措施以及無油抽真空系統設計等。

　　設備測試結果表明：室溫極限壓力小于1.0×10^-5 Pa,工作真空度優于1.3×10^-3 Pa，總漏率為1.0×10^-7 Pam³/s，隔振后豎直和水平向固有頻率不大于1.1 Hz。QME 200 四極質譜儀殘余氣體質譜和熱電型石英晶體微量天平(TQCM)污染量等實時監測結果表明，設備滿足光學遙感器在地面進行空間環境模擬試驗的要求。