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光學平臺在航空航天領域的應用

2024-10-09 10:04:00

在航空航天領域中,隔振平臺對于保證精密設備和儀器的正常運行至關重要。這是因為飛行器在飛行過程中會經歷各種類型的振動,這些振動可能會對搭載的敏感設備造成不利影響。例如,衛星上的傳感器、相機以及望遠鏡等。在裝配標定時,往往需要高度穩定的環境來確保數據采集的準確性與可靠性。

航空相機鏡頭的組裝中,因為涉及到的光學元件尺寸往往較大較重,且材料、面型、封裝方式等基于光學設計,要求各不相同。并且考慮到實際使用時的復雜環境,所以對各個光學元件的標定測試有著極高的要求,***種常用的方式是基于干涉檢測計算全息圖(CGH),實現對柱面光學器件的干涉檢測。

圓柱形 CGH 是***種衍射光學元件,可以將準直干涉儀波前轉換為會聚圓柱形波前。凹凸圓柱形光學元件可以用相同的 CGH 在共焦零點測試中進行測量。凸面圓柱形光學元件位于會聚波前,凹面圓柱形光學元件則位于發散波前。

圖1 干涉檢測計算全息圖

此套檢測系統的常見結構如下:

圖2 檢測系統結構圖

目前,針對航空航天領域中的精密設備和儀器隔振需求,提供了多款高性能產品。以滿足不同應用場景下的穩定性要求。以下是幾款代表性的產品及其特點:

1. 定制多軸干涉儀位移調整機構:根據干涉儀的不同位移維度要求與型號定制(如ZYGO干涉儀等);

2. 氣浮隔振光學平臺(TPR、ZDR系列):

3.使用空氣彈簧作為隔振元件,能夠有效減少環境振動和電磁波干擾等因素引起的抖動,提高航空相機系統測試中的穩定性。適用于實驗室環境下,對地面傳遞振動的隔除,可以有效的減少干涉條紋的晃動(效果類似下方);

兩種氣浮平臺隔振效率曲線如下

TPR(三線擺)隔振效率曲線:

ZDR(獨立支撐腿)隔振效率曲線:

4.大理石平臺:相較氣浮平臺的臺面有更大的自重以及平面度,適合對整體系統裝配精度較高的應用時使用。

大理石平臺示意圖

5.主動隔振平臺:在隔振相關領域目前***終***的方案,通過電子控制系統實時調整平臺的位置和姿態,以抵消外部振動的影響。使用壓電陶瓷等材料,實現快速響應和精確控制。適合對隔振要求非常高的系統搭建,目前有Park Systems主動隔振方案可供選擇。

主動隔振平臺示意及參數參考

隔振技術在航空航天領域的不斷發展,有助于提高飛行器的有效載荷性能,減少因振動導致的數據失真,從而支持更高質量的科研成果和技術進步。

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(文章來源于儀器網)

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