[发明专利]一种空间相机焦面框

说明书

一种空间相机焦面框，为长方形盒体结构，包括入光口面等；入光口面为长方形盒体的开口面；直射区面为长方形盒体开口面的对面，直射区面上开有若干用于探测器通光的通光口；反射区面为长方形盒体上与直射区面相邻的垂直面，反射区面上开有若干用于探测器通光的通光口；反射镜连接面位于盒体内，与反射区面平行；焦面框连接面为盒体两端的平行面，与入光口面、直射区面、反射区面、反射镜连接面均垂直。本发明解决了空间光学遥感器的焦面支撑结构重量与高稳定性这一对矛盾，开拓了C/SiC陶瓷基复合材料在航天遥感器大功率内热源、高精度高稳定性结构尺寸上的应用，改变了遥感器支撑结构传统的钛合金及殷钢的结构形式。

技术领域

本发明涉及一种空间相机焦面框，特别是一种可用于空间测绘高分辨率相机焦面框支撑结构。

背景技术

航天相机多采用焦面框作为焦面的支撑结构，温度引起的焦面探测器及光学零件之间的间隔变化将由焦面框的线膨胀系数决定，而探测器及光学件之间的相对变化会造成相机的几何精度的改变，因此必须严格控制焦面的热稳定性。所以对于焦面框的材料需要同时具有低密度、高刚度、高导热率及大比热容的要求。同时焦面框需要承载探测器、反射镜及探测器电路，焦面框接口复杂。

一般材料如铝合金或钛合金，由于材料自身线膨胀系数较大，不能满足高稳定性相机焦面的需求。低膨胀材料殷钢热变形小，但其密度较大，鉴于重量限制，也多作为短线阵的焦面框。虽然碳纤维增强树脂基复合材料具有较低的密度以及较高的比刚度，但是空间长时间使用要求对其树脂基体的稳定性是一种重大的挑战，同时其对水蒸气较敏感，吸湿所引起的体积膨胀将导致空间光学系统地面装配状态与空间在轨运行状态下尺寸发生较大的变化。

传统的焦面框的构型及材料不能兼顾结构稳定性、热稳定性及重量等方面的需求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种空间相机焦面框，解决了支撑结构重量轻与刚度稳定性高及高导热率大比热容的矛盾，具有轻质、高刚度、高稳定、高导热率、大比热容的优点。

本发明技术解决方案是：一种空间相机焦面框，为长方形盒体结构，包括入光口面、直射区面、反射区面、反射镜连接面、焦面框连接面；入光口面为长方形盒体的开口面；直射区面为长方形盒体开口面的对面，直射区面上开有若干用于探测器通光的通光口；反射区面为长方形盒体上与直射区面相邻的垂直面，反射区面上开有若干用于探测器通光的通光口；反射镜连接面位于盒体内，与反射区面平行，分布有反射镜连接孔；焦面框连接面为盒体两端的平行面，与入光口面、直射区面、反射区面、反射镜连接面均垂直，焦面框连接面上分布有用于与镜头连接的焦面框连接孔。

所述直射区面上的通光口周围分布有若干探测器连接接口、探测器电路接口。

所述反射区面上的通光口周围分布有若干探测器连接接口、探测器电路接口。

一种空间相机焦面框材料为C/SiC复合材料。

所述反射镜连接孔、探测器电路接口、探测器连接接口、焦面框连接孔为镶嵌的金属镶套，金属镶套材料为钛合金或者殷钢，金属镶套通过环氧胶与相应的长方形盒体面粘接。

所述金属镶套上加工螺纹孔或者通孔，用于与外部设备连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明与常用遥感器支撑金属结构材料相比，在相同构型下，重量更轻，最大减重达70％以上，刚度更高，表现在自由和约束状态下基频更高，热变形更小，表现在相机工作时，线阵方向长度变化小，说明焦面框能给焦面提供较高稳定性。