本發(fā)明涉及一種用于地球同步軌道空間光學(xué)遙感器的金屬外遮光罩，具體涉及結(jié)構(gòu)形式和材料，它主要應(yīng)用于地球同步軌道空間遙感器。從根本上避免了高溫真空放氣可能對空間載荷的污染，同時(shí)該結(jié)構(gòu)具有較好的比剛度，可以通過空間環(huán)境考核。。

背景技術(shù)：

地球同步軌道空間光學(xué)遙感器對地觀測時(shí)要凝視地球，午夜陽光會直接進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)，被結(jié)構(gòu)間吸收產(chǎn)生各種熱效應(yīng)，同時(shí)進(jìn)入光路的部分光線有可能成為雜散光，影響成像質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)燒毀探測器。通常需要在遙感器安裝外遮光罩，可以通過遮攔或削弱來自太空環(huán)境的雜散光，保證較高的信噪比，并保持光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部及周邊的熱穩(wěn)定性。此外，由于軌道特點(diǎn)，外遮光罩的工作環(huán)境是高真空、高低溫(-100℃～100℃)。光學(xué)遙感器對材料的真空放氣有如下要求：TML(總質(zhì)損)≤1％,CVCM(收集的可凝揮發(fā)物)≤0.01％，非金屬材料難以滿足上述要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種金屬外遮光罩的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法，該遮光罩比剛度高，無污染。

金屬外遮光罩包括光闌1、筒壁2、外支撐桁架3及安裝法蘭4，金屬外遮光罩的結(jié)構(gòu)材料為鋁合金；所述的光闌1和筒壁2之間的連接通過焊接、鉚接和粘接的方式，筒壁2和外支撐桁架3通過鉚接工藝連接，外支撐桁架3經(jīng)過輕量化設(shè)計(jì)，提高薄壁鋁結(jié)構(gòu)的剛度；最下方的安裝法蘭4上有安裝用通孔或沉孔，通過鉚接或螺紋將整個組件和空間遙感器主體安裝，整個遮光罩外表面噴涂無機(jī)白漆，內(nèi)表面噴涂消雜光黑漆。

所述的光闌(1)采用刀口形蜂窩形光闌。

所述的筒壁(2)為圓錐形，采用經(jīng)鈑金成型的鋁合金蒙皮結(jié)構(gòu)的筒壁；筒壁(2)形狀確定方法如下：

H/A＝cosα·cosβ/sin(α-β) (1)

L/A＝cosα/sin(α-β) (2)

B/A＝sin(α+β)/sin(α-β) (3)

其中：H為遮光罩高度；L為圓錐體母線長度；A為出口寬度；B為入口寬度；α為屏蔽角；β角為觀測視場角。

遮光罩內(nèi)部通光部分輪廓形狀由光學(xué)系統(tǒng)的觀測視場確定，具體尺寸則與包絡(luò)限制和光軸位置相關(guān)，通過中心視軸的外遮光罩內(nèi)壁尺寸可以用圖2表達(dá)。

通過分析可以知道，意味著外部雜散光只要偏離超出α角，鏡面就不會被外光直接照射到，雜光得到抑制。

本發(fā)明的有益效果是：金屬外遮光罩從根本上避免了在高真空、高溫條件下的有機(jī)物揮發(fā)問題，在不引入在軌污染的前提下能起到消雜散光作用。

附圖說明

圖1為外遮光罩結(jié)構(gòu)圖，圖中：1為光闌，2為筒壁，3為外支撐桁架，4為安裝法蘭。

圖2為外遮光罩內(nèi)壁尺寸示意圖。

圖3為外遮光罩筒壁設(shè)計(jì)實(shí)例，圖(a)為尺寸示意圖，圖(b)為結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合根據(jù)上述“發(fā)明內(nèi)容”中具體原理及結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一臺地球同步軌道空間光學(xué)遙感器的外遮光罩(如圖3)。該遙感器主望遠(yuǎn)鏡口徑300mm，前端設(shè)有雙掃描鏡，可實(shí)現(xiàn)對地±10°觀測視場的探測。

如圖2所示，出口寬度A＝530mm，遮光罩高度H＝963.3mm，得到屏蔽角α＝36°，入口寬度B＝869.7mm。

光闌采用鋁合金蜂窩芯，規(guī)格4*0.04mm，面積2.15m²；筒壁采用厚度0.8mm的鋁合金圍成；外支撐桁架包括兩層環(huán)帶和四根直條，連同安裝法蘭一起與筒壁鉚接。

整個外遮光罩重量10kg，一階固有頻率117.5Hz，滿足任務(wù)書要求，且通過雜散光測試。