高分辨小卫星飞轮微振动橡胶隔振器的设计

杨睿^1,2，王栋^1,3，谷松^1,3，陈善搏³

1. 中国科学院大学长春光学精密仪器与物理研究所2. 中国科学院大学3. 长光卫星技术有限公司

摘 要：高分辨小卫星采用一体化结构设计,既减轻了整星结构重量同时又提高了星内空间利用率,但这种结构设计使飞轮的安装位置靠近了光学相机。飞轮产生的不平衡扰振使相机次镜发生抖动,最终导致卫星成像变得模糊,如何隔离飞轮产生的扰振,已经成为高分辨小卫星研制流程中重要的研究方向。首先,测量飞轮产生的扰振,通过傅立叶变换得到飞轮扰动力频谱图;然后,利用Matlab分析有限元仿真结果和飞轮频域数据,得出次镜在飞轮扰共振峰频率处发生耦合,次镜X、Y、Z向最大角位移幅值分别为0.016″、0.013″、0.03″,不满足次镜最大角位移小于0.01″的设计要求;最后,设计橡胶隔振器来隔离飞轮产生的共振峰,对比其他类型的隔振器,橡胶隔振器具有质量轻及刚度、阻尼、外形尺寸的可设计性等优点,采取橡胶隔振后,次镜X、Y、Z三向最大角位移分别为0.0015″、0.0015″、0.008″,满足卫星次镜角位移的设计要求,橡胶隔振器对飞轮共振峰的隔振效率达60%以上,证明橡胶隔振器隔振效果明显,满足高分辨小卫星的隔振要求。

关键词：高分辨小卫星;飞轮隔振;次镜角位移;橡胶隔振器;