Φ3m光学遥感器空间环境模拟室与无油真空系统的设计与实现

Φ3m光学遥感器空间环境模拟室与无油真空系统的设计与实现

王 爽 刘立杰

(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

　　摘要：光学遥感器在空间运行轨道的环境压力范围为1×10^-4～1×10^-11 Pa, 光学遥感器的组件、涂层、材料、调焦机构等都要满足高真空与极高真空的要求,并应在模拟空间环境的地面试验设备中做各种检验性试验和可靠性试验，检验光学遥感器结构设计、热控设计以及测试其光学性能。

　　本文针对空间光学遥感器分系统在地面进行热真空、热平衡、热光学的试验需求，设计并制造了卧式圆筒体,内径为Φ3 m、直段长为5 m 的空间环境模拟试验设备。本文详细介绍了真空室重要部件真空容器壁厚、椭圆形封头壁厚、加强圈惯性和尺寸、通光口径Φ1 m 平行管及大门法兰设计与校核;有限元法分析外压、自重以及外界载荷三者作用下容器应力与应变分布情况，判断容器失稳的可能，确定采取补强的措施;电动悬挂铰链侧开式大门运行机构设计;振动隔离措施以及无油抽真空系统设计等。

　　设备测试结果表明：室温极限压力小于1.0×10^-5 Pa,工作真空度优于1.3×10^-3 Pa，总漏率为1.0×10^-7 Pam³/s，隔振后竖直和水平向固有频率不大于1.1 Hz。QME 200 四极质谱仪残余气体质谱和热电型石英晶体微量天平(TQCM)污染量等实时监测结果表明，设备满足光学遥感器在地面进行空间环境模拟试验的要求。