高分辨小衛(wèi)星飛輪微振動(dòng)橡膠隔振器的設(shè)計(jì)

楊 睿，王 棟，谷 松，陳善搏

（1.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)長(zhǎng)春光學(xué)精密儀器與物理研究所，吉林 長(zhǎng)春 130033；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100039；3.長(zhǎng)光衛(wèi)星技術(shù)有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130033）

1 引言

一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使小衛(wèi)星結(jié)構(gòu)變得更加緊湊，大幅度減小衛(wèi)星發(fā)射體積及質(zhì)量，進(jìn)而降低了商用高分辨光學(xué)小衛(wèi)星的發(fā)射成本，但一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得飛輪的安裝位置更靠近光學(xué)相機(jī)，使得飛輪擾振的衰減路徑變短，影響相機(jī)內(nèi)部光學(xué)元件的穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致光學(xué)相機(jī)的成像質(zhì)量變差，如何隔離飛輪不平衡擾振已經(jīng)成為高分辨光學(xué)小衛(wèi)星研制過(guò)程中急需的問(wèn)題[1-6]。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要采用主動(dòng)隔振技術(shù)來(lái)隔離飛輪不平衡擾振，例如，Worldview-II 在CMG 支架與服務(wù)艙主承力梁之間安裝了全向隔振器；ChandraX-ray 觀測(cè)器為每個(gè)飛輪安裝Stewart 隔振平臺(tái)[7-9]。由于主動(dòng)隔振對(duì)安裝空間要求較高，并且對(duì)衛(wèi)星原有結(jié)構(gòu)改動(dòng)較大，破壞小衛(wèi)星原有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)的緊湊性，增加了衛(wèi)星在發(fā)射段結(jié)構(gòu)被破壞的風(fēng)險(xiǎn)，因此，主動(dòng)隔振裝置難以安裝在小衛(wèi)星內(nèi)來(lái)隔離飛輪擾振。

將設(shè)計(jì)被動(dòng)隔振器，通過(guò)控制振動(dòng)能量輸出的方法對(duì)飛輪進(jìn)行隔振。由于橡膠隔振器具有結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性好、成本低、對(duì)原有結(jié)構(gòu)改動(dòng)小、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)隔振要求及安裝空間設(shè)計(jì)剛度、阻尼和外形尺寸[10]，非常適合作為小衛(wèi)星內(nèi)隔離飛輪擾振的隔振器。通過(guò)隔振效果的分析，驗(yàn)證隔振器的隔振效果，滿足隔振要求，表明隔振器設(shè)計(jì)合理。……