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一个巨型望远镜方案 被引量：3
1
作者 苏定强 王亚男 崔向群 《天文学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期105-114,共10页
提出一个有特色的巨型望远镜(FGT)方案.其主镜口径为30米,主焦比为1.2,由1095块圆环形子镜构成.采用地平式装置.光学系统包括Nasmyth系统、折轴(Coude)系统和一个大视场系统.提出一个由4个镜面组成的新的Nasmyth系统,在约10的视场范围... 提出一个有特色的巨型望远镜(FGT)方案.其主镜口径为30米,主焦比为1.2,由1095块圆环形子镜构成.采用地平式装置.光学系统包括Nasmyth系统、折轴(Coude)系统和一个大视场系统.提出一个由4个镜面组成的新的Nasmyth系统,在约10的视场范围内像斑小于爱里斑,达到衍射极限.比传统的Nasmyth系统的衍射极限视场大得多.可在这样的大视场内同时作好几个小区域的衍射极限的观测.当由Nasmyth系统转换到折轴系统和大视场系统时,采用主动光学技术改变子镜的面形、倾斜和平移,产生一个新的主镜面形,使折轴系统和大视场系统都能得到很好的像质.大视场系统的视场直径25’,场曲轻微,并有可能校正大气色散.给出了子镜面形和位置的公差,并讨论了望远镜的装置和结构.方案中的特色和创新对未来大望远镜的研制有普遍意义. 展开更多
关键词 巨型望远镜 光学系统 高角分辨率 视场
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大尺寸矩形准直镜轻量化结构多学科优化设计 被引量：4
2
作者 许明明 胡中文 +6 位作者 季杭馨 王磊 侯永辉 陈忆 徐腾 汤振 胡启千 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期45-50,共6页
在极大望远镜宽视场光谱仪准直镜结构轻量化研究中,实施多学科多目标优化的可行性设计。通过多目标遗传算法结合多学科协同对准直镜轻量化结构进行优化设计,即以镜面形状要素为优化参数、镜面面型和质量为目标,并借助遗传算法为优化算... 在极大望远镜宽视场光谱仪准直镜结构轻量化研究中,实施多学科多目标优化的可行性设计。通过多目标遗传算法结合多学科协同对准直镜轻量化结构进行优化设计,即以镜面形状要素为优化参数、镜面面型和质量为目标,并借助遗传算法为优化算法获取Pareto最优解。对比研究了不同轻量化孔轻量化后综合性能和轻量化后准直镜的热稳定性,三角型轻量化后准直镜轻量化率为70%,PV值为82.696nm;矩形轻量化孔准直镜轻量化率为75.3%,PV值约为107.03nm;准直镜环境温度变化为10K时,准直镜形变约增加一倍。研究结果表明:三角形轻量化孔综合评价优于矩形孔;准直镜结构轻量化多目标优化设计全面考虑了准直镜结构轻量化、轻量化孔形状要素和光学面型形变等多学科之间耦合问题,设计者可按需选择全局范围内最满意的最优解,这将大幅度降低开发成本和周期。 展开更多
关键词 极大望远镜 宽视场光谱仪 准直镜 轻量化 多目标遗传算法
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巨型望远镜方位轴系的集成系统 被引量：3
3
作者 胡守伟 宋晓莉 张惠 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期850-856,共7页
为了解决巨型望远镜潜在的结构变形对方位轴系支撑和精密驱动的影响,基于组合轴承和驱动车载的概念,提出了一种集成具有轴承及驱动两个功能的机械装置。此套机械装置采用了静液压油垫和直接驱动技术。直接驱动和液压油垫组合安装在承载... 为了解决巨型望远镜潜在的结构变形对方位轴系支撑和精密驱动的影响,基于组合轴承和驱动车载的概念,提出了一种集成具有轴承及驱动两个功能的机械装置。此套机械装置采用了静液压油垫和直接驱动技术。直接驱动和液压油垫组合安装在承载机构上,可以减小电机间隙变化以便提高驱动系统的效率,此机械装置包含一套运动副连接,该连接允许底部静液压油垫与滑动导轨紧密贴合而上部连接到方位轴移动结构上(就方位轴而言),由此机械装置在运行时只会受到底部滑动轨道平整度的影响而不受上部移动结构大尺度变形的影响。之后通过ANSYS对机械装置进行了静力学仿真,以验证模型的准确性。分析结果证明:系统在设置运动副连接和未设置运动副连接两种情况下,施加Z轴方向力矩时,关注点的位移由14.3μm减小为0.85μm;施加X轴方向力矩时,关注点的位移由12.9μm减小为1.26μm,运动副连接层可以显著吸收望远镜方位轴移动结构变形引起的力矩,从而不会将该作用力矩强加给静液压油垫和驱动系统。该项设计为巨型望远镜高精度轴系和精密驱动的研制提供了可靠的设计依据和技术支持。 展开更多
关键词 巨型望远镜 机械装置 静液压油垫 直接驱动 运动副 ANSYS仿真
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大型光学望远镜扇形子镜拼接设计及仿真分析 被引量：3
4
作者 宋家宝 李国平 《天文研究与技术》 CSCD 2010年第4期355-361,共7页
目前,国际上大型望远镜拼接镜面采用的拼接子镜几乎都是六边形而没有采用扇形。比较六边形子镜和扇形子镜各方面的优缺点,建立六边形和扇形子镜的有限元模型,均采用18点轴向支撑,优化支撑方式,计算各子镜在自重作用下,镜面在水平位置,倾... 目前,国际上大型望远镜拼接镜面采用的拼接子镜几乎都是六边形而没有采用扇形。比较六边形子镜和扇形子镜各方面的优缺点,建立六边形和扇形子镜的有限元模型,均采用18点轴向支撑,优化支撑方式,计算各子镜在自重作用下,镜面在水平位置,倾斜45°和垂直位置时的变形参数RMS值。结果表明在面积和支撑点数目均相同的条件下,扇形子镜在理论上可以获得与六边形子镜近似的镜面RMS值,但是在实际应用中扇形子镜的支撑,镜面调控与六边形子镜相比将更加复杂困难。 展开更多
关键词 极大望远镜 拼接主镜 扇形子镜 有限元分析
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三十米中国未来巨型望远镜主桁架结构的概念设计 被引量：2
5
作者 胡守伟 张勇 +1 位作者 王跃飞 王佑 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期31-42,共12页
随着天文科学日新月异的发展和对性能越来越高的天文望远镜的迫切需求,目前,国际上正在积极建设口径20 m~40 m量级的极大口径光学红外望远镜。这些望远镜为了实现更大口径,也面临着巨大的技术挑战。其中,为使望远镜达到光学设计要求,需... 随着天文科学日新月异的发展和对性能越来越高的天文望远镜的迫切需求,目前,国际上正在积极建设口径20 m~40 m量级的极大口径光学红外望远镜。这些望远镜为了实现更大口径,也面临着巨大的技术挑战。其中,为使望远镜达到光学设计要求,需要创新解决方案来满足足够的负荷分担要求。本文简单介绍了国际上极大望远镜主桁架结构及关键结构件的多种设计方法,分析了各种方案的优缺点,提出了一种新的轻量化钣金焊接结构的30 m中国未来巨型望远镜方案,并在此基础上进行了大量的有限元建模、优化和仿真分析。分析结果显示,望远镜指向天顶时,第一阶模态频率为2.3 Hz,结构最大变形为3.8 mm;而望远镜指向水平方向时,第一阶模态频率减小为2.1 Hz,结构最大变形为2.9 mm,满足了望远镜的相关技术要求,为我国未来巨型望远镜的研制提供了技术参考。 展开更多
关键词 极大望远镜 主桁架结构 有限元分析 模态 结构变形 中国未来巨型望远镜
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多层共轭自适应光学的进展与展望 被引量：2
6
作者 张晓芳 俞信 阎吉祥 《纳米技术与精密工程》 CAS CSCD 2004年第1期76-80,共5页
该文论述了多层共轭自适应光学的原理和主要模式 .波前畸变的探测与重构是多层共轭自适应光学的研究核心 ,文中分析了层析、定向层和多视场定向层等实现波前畸变探测与重构的方法 ;介绍了系统中导星的使用 ;总结并分析了近年来国内外在... 该文论述了多层共轭自适应光学的原理和主要模式 .波前畸变的探测与重构是多层共轭自适应光学的研究核心 ,文中分析了层析、定向层和多视场定向层等实现波前畸变探测与重构的方法 ;介绍了系统中导星的使用 ;总结并分析了近年来国内外在理论及实践中的研究进展和取得的成果 . 展开更多
关键词 多层共轭自适应光学 超大型望远镜 湍流分层 波前畸变 导星
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大型光学望远镜扇形子镜支撑方法的探讨 被引量：2
7
作者 孙首雄 王国民 《天文研究与技术》 CSCD 北大核心 2008年第2期176-181,共6页
基于对大型光学望远镜子镜的要求,比较六边形和扇形两种子镜的优缺点。用有限元法分析扇形子镜在自重下的变形,确定扇形子镜的支撑点数和排列方式。并具体分析了通过18点、24点、27点三种支撑点的排列方式,分别计算不同支撑点下的子镜... 基于对大型光学望远镜子镜的要求,比较六边形和扇形两种子镜的优缺点。用有限元法分析扇形子镜在自重下的变形,确定扇形子镜的支撑点数和排列方式。并具体分析了通过18点、24点、27点三种支撑点的排列方式,分别计算不同支撑点下的子镜变形。通过计算表明,27点的支撑方式可以满足子镜的镜面RMS小于10nm的技术要求,并讨论子镜的轴向和侧向支撑方案。计算了在轴向和侧向支撑的条件下,各子镜在水平,垂直以及45°三个极限位置的镜面RMS值。 展开更多
关键词 极大望远镜 扇形子镜 镜面支撑 镜面精度
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极大望远镜光谱仪准直镜调节机构误差分析
8
作者 许明明 胡中文 +4 位作者 彭元镜 侯永辉 王磊 季杭馨 胡企千 《机械设计》 CSCD 北大核心 2020年第1期43-47,共5页
针对极大望远镜宽视场光谱仪准直镜位姿调整机构的位姿机构调节误差问题,采用多体运动学理论分析机构运动学关系,利用矩阵微分法建立该调节机构误差模型,分析加工和装配误差对准直镜调节位姿误差的影响,并通过统计学软件SPASS对调节机... 针对极大望远镜宽视场光谱仪准直镜位姿调整机构的位姿机构调节误差问题,采用多体运动学理论分析机构运动学关系,利用矩阵微分法建立该调节机构误差模型,分析加工和装配误差对准直镜调节位姿误差的影响,并通过统计学软件SPASS对调节机构误差进行仿真研究。分析计算结果表明,根据现有设计和导轨滑台的选型及装配工艺,机构的装配和定位精度可以满足准直镜调节精度的需求。利用运动学原理对光学系统姿态调节系统误差分析方法可对镜面调节机构误差进行预判,提前获取调节机构调节精度,对光学仪器后期动态调节等工作具有指导意义。 展开更多
关键词 极大望远镜 宽视场光谱仪 准直镜调节机构 误差分析 多体运动学
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