Методы расчета тепловых режимов и термоаберраций для проектирования термостабильных зеркальных космических телескопов и их тепловой защиты

• Автор: Лаповок, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Список сокращений и обозначений
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА Е КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАДАЧ ТЕПЛОВОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ТЕЛЕСКОПОВ
1.1 Классификация телескопов по назначению, циклограммам функционирования и требованиям к качеству изображения
1.2 Цели и задачи теплового проектирования телескопов
1.3 Основные критерии термостабильности телескопов
1.4 Тепловая и математическая модель реакции основных параметров качества изображения на характерные тепловые воздействия
1.5 Требования к методам расчетов тепловых режимов и термоаберраций телескопов
1.6 Выводы
ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА
ТЕРМОАБЕРРАЦИЙ ДВУХЗЕРКАЛЬНЫХ ТЕЛЕСКОПОВ
2.1 Основные принципы, положенные в основу методов расчета термоаберраций
2.2 Метод расчета влияния осевых и радиальных температурных перепадов в главном зеркале на термоаберрации телескопов
2.3. Методы расчета термонаведенного смещения фокальной плоскости при комплексном воздействии всех типов термоаберраций
2.4. Формулы для расчета термонаведенной сферической аберрации
2.5 Методы минимизации термоаберраций телескопов
2.6 Выводы

ГЛАВА 3. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПИСАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ЗЕРКАЛЬНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ В ОКОЛОЗЕМНОМ КОСМИЧЕСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ И ДАЛЬНЕМ КОСМОСЕ
ЗЛ Методы описания падающих на телескоп лучистых тепловых
потоков через коэффициенты облученности
3.2 Методика расчета коэффициента облученности потоком собственного теплового излучения Земли
3.3 Методика расчета комбинированного коэффициента облученности
3.4 Методы и границы линеаризации нестационарных уравнений лучистого теплового баланса
3.5 Выводы
ГЛАВА 4. МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕРМОСТАБИЛЬНОСТИ ТЕЛЕСКОПОВ С АКТИВНОЙ СИСТЕМОЙ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ
4.1 Методы и средства активной термостабилизации и тепловой
защиты телескопов космического базирования
4.2 Тепловой баланс в телескопе с системой терморегулирования на основе электронагревателя и радиационных панелей
4.3 Методы расчета активной системы терморегулирования с управляемой амплитудой и частотой изменения мощности электронагревателя
4.4 Выводы
ГЛАВА 5. МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕРМОСТАБИЛЬНОСТИ ТЕЛЕСКОПОВ С ПАССИВНОЙ СИСТЕМОЙ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ
5.1 Метод обеспечения термостабильности солнечного телескопа СЛ-200 за счет соответствующего выбора параметров кварцевого светофильтра на входном зрачке

5.2 Методы термостабилизации телескопа космического базирования за счет выбора параметров терморегулирующих покрытий на внешнем корпусе
5.3 Методы обеспечения термостабильности телескопических систем за счет термической инерционности конструкции при кратковременном функционировании
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы

четной. При таких условиях, реализуемых в чистом виде (при сохранении изо-термичности всей конструкции телескопа), не наводится сферическая аберрация. При этом возможна компенсация термоаберрации положения изменением расстояния до плоскости фоточувствительных элементов ФПУ. Для этого могут использоваться разного вида механические компенсаторы, которые могут использоваться в комплекте с оптопарами, отслеживающими изменение расстояний.
Ко второму типу термоаберраций относятся те, которые вызваны условиями эксплуатации, затрудняющими сохранение изотермичности. Как правило, такие условия создаются либо существенно различающимися поглощаемыми потоками излучения, либо неодинаковыми условиями теплоотвода. Типичны ситуации, когда оба условия совмещаются. Термоаберрации температурной неоднородности могут в принципе быть компенсированы механическими перемещениями, при условии, что в зеркалах не возникает существенных температурных неравномерностей. Но и при таком ограничении при таком типе термоаберраций возникает термонаведенная сферическая термоаберрация. Трудности компенсации термоаберраций температурного уровня возникают при работе телескопа в условиях постоянно меняющихся тепловых воздействий, когда реализуется принципиально нестационарный тепловой режим на всех циклах его функционирования. Поскольку при движении космического аппарата по заданной траектории тепловые воздействия в ОКП непрерывно меняются, необходимо принимать меры к минимизации температурных неоднородностей с учетом реально меняющихся внешних тепловых воздействий. В таких ситуациях системы активного терморегулирования обеспечивают управление температурами элементов телескопа с определенным запаздыванием, что повышает роль пассивных систем тепловой защиты (данные методы обеспечения термостабильности телескопа рассмотрены в Главе 5).
Третий тип термоаберраций трудноустраним в реальных условиях эксплуатации при переменных во времени тепловых воздействиях. Именно в целях