星载冷却器的性能增强被动发射和在轨振动隔离系统

文摘

星载低温冷却器引发不良的微小振动干扰其在轨运行期间,这是一个主要来源,降低submeter-level高分辨率观测卫星的图像质量。几种类型的基于被动隔振系统的方法已经发展为降低冷却器的微小振动。coil-spring-type被动隔振系统开发的一项研究表明性能优良在发射和在轨微小振动隔离振动。改善传统的冷却器隔离器的能力,包括位置敏感性和发射减振,我们提出一个新的版本的双重coil-spring-type被动隔振器系统。提出新设计的有效性验证通过microjitter测量测试,发射位置的敏感性测试和资质等级隔离器的振动测试。

1。介绍

星载脉冲管式低温冷却器被广泛用来冷却的焦平面红外成像传感器,因为低成本等优势,一种简单的机制,高可靠性,低机械振动、噪声和电子比较与传统Stirling-type冷却器(1- - - - - -3]。然而,这些冷却器也产生不良的微小振动在轨运行期间,这可能会严重影响性能microvibration-sensitive高分辨率观测卫星的有效载荷,即使振动水平远低于Stirling-type冷却器。因此,要获得高质量的图像submeter-level高分辨率观测卫星,冷却器的微小振动隔离是先进的太空任务的一个重要任务4]。

满足严格的高分辨率观测卫星微振要求,安装一个隔离器是一个解决方案,这个变弱的微小振动传播微小振动敏感负载。被动隔振系统,这是有吸引力的隔振方法,简单的优点,健壮性和可靠性5- - - - - -12]。提出了几种类型的被动隔振系统在先前的研究。理查德et al。5)提出了一个hexagonal-type隔离器和低刚度来支持星载冷却器。验证了该系统的有效性通过隔振实验,结果表明,系统展示20 dB的孤立冷却器谐波干扰的性能。埃利斯et al。6)提出了一个商业钢丝绳隔振器来支持一个立方体卫星微型制冷机系统。商业隔隔离器可以很容易地实现在现有的硬件没有重大修改冷却器,同时有效地隔离cryocooler-induced微小振动。Riabzev et al。7)提出了一种多维被动隔振器包括一个三极弹簧质量系统安装在一个振荡冷的冷却器,低刚度特性的横向方向的螺旋弹簧。这种隔离系统的有效性被纳入一个分析模型研究和执行一个实验。Veprik et al。8)提出了红外振动保护系统应用程序使用一个K527 split-Stirling线性RICOR公司生产的低温冷却器。该系统由一个加筋和严重与调谐减震器阻尼隔振器使用一个Oxford-type弯曲元素抑制自我力量的一个重要因素的驱动频率冷却器的20倍。Kamesh et al。9)提出了各种灵活的被动光电隔离器各种厚度和弯曲struts的微小振动隔离干扰源包括低温冷却器,冷却器的激励频率之间的解耦和整个隔振系统的固有频率。约翰et al。10)提出了一种双阶段的被动隔振系统(VIS)制冷机的ASTRO-H卫星。这个提议系统由一个发射隔振器使用粘弹性保险杠住房和一个在轨隔离器金属弯曲,提供宽带抖动减少在轨操作期间在发射和振动荷载衰减。研究人员验证设计的有效性通过数值和实验方法。Veprik et al。11)提出了一个动态调谐吸收体(TDA)和低频振动抑制微振山的驱动频率Stirling-type制冷机。TDA的组合和低频振动可以有效衰减微小振动的基频和提供必要的隔离的倍数。这个系统展品490比例的抑制性能驱动频率的冷却器。Kwon et al。12)提出了一个pseudoelastic SMA满足理想的抖动隔离性能的叶片式隔离器无论0 g或1 g的条件。该隔离器可以保证结构安全的冷却器组装在严酷的发射振动条件下,锁没有额外的发射系统,有效地隔离在轨环境下冷却器的微小振动。位置敏感测试结果表明,隔离器可以保证稳定的抖动隔离性能无论1 g的影响。佐藤和酒井法子(13)提出了一种被动类型flux-pinned微小振动隔离器对制冷机。通量锁住效果之间的相对距离和态度能保持冷却二型超导体和永久磁铁被动的将力量。提出了隔离器的特点,如阻尼和弹簧系数使用数值计算模型进行了分析。杨et al。14)提出了一种被动隔振系统对空间光学有效载荷在轨道上。这个隔离器由双层钢板弹簧夷平硅橡胶。这个设计可以减少压力的叶型弹簧和增加阻尼特性,使其适用于敏感仪器的振动衰减。隔离器的有效性由动态模型,验证有限元分析(有限元分析)和实验测试。测试表明,该分析方法是有效的,而且,这种隔离器可以有效地减弱星载干扰。Burkie et al。15)提出了一个microsat制冷机系统与热带连接的压缩机散热板。使用热带的原因而不是保护压缩机严格是一盘允许运动。隔离通过挠曲从压缩机散热板进一步扩大运动的灵活性,允许缓解振动逃离被动均衡器的凉爽。罗宾逊et al。16)提出了一种软山隔振系统使用金属弯曲和粘弹性阻尼材料行动感到凉爽。弯曲的频率调谐的刚体模态是冷却器在山曲9赫兹至30 Hz。这个系统显示10倍的隔振性能。Kwon et al。17)提出了一种多层叶片隔离器与双面胶带减弱microjitter由星载低温冷却器。这个隔离器表明稳定减少抖动性能可以得到由于犹豫对齐隔离器的灵敏度。此外,隔离器设计的有效性没有额外launch-lock装置是通过资质等级证明启动振动测试。

提出系统的有效性验证通过隔振实验,结果表明,系统展示20 dB的孤立冷却器谐波干扰的性能。关于被动隔离器,制冷机可以孤立的微小振动刚度较低的使用一个隔离器,将冷却器的主要操作频率和固有频率的冷却器组装支持的隔离器。然而,一个隔离器支持的冷却器的结构安全与低刚度达到更好的隔离性能,不能忍受发射环境下。可以轻易解决这个问题如果支持的冷却器组装低刚度隔振器与控制集成和发布机制启动期间,在轨道上被释放。然而,这样做的缺点系统复杂性和总质量的增加。此外,如果持有和释放机制未能释放的机械约束隔离系统在轨,然后隔离器不能确保隔离性能,直接参与了光学系统的性能下降。为了克服上述缺点,哦et al。18)提出了一种被动的发射和在轨隔振系统(PLOVIS)空间遗产通过KOMPSAT-3A计划(19]。PLOVIS可以有效地减弱低温冷却器的微小振动发射和在轨振动环境下,没有额外的持有和释放机制。PLOVIS实现有效冷却器微小振动隔离利用三个螺旋弹簧横向刚度较低。然而,位置敏感性测试结果表明,归一化传播力比0 g和1 g之间是4.52。这意味着隔离器的性能敏感的名义对齐位置隔离器保证隔离性能。然而,传统的位置灵敏度PLOVIS没有测量在前面研究[18]。此外,振动测试结果来验证设计的有效性PLOVIS资质等级的发射振动环境表明PLOVIS不是有效的衰减正弦振动发射装载由于螺旋弹簧的阻尼不足,即使冷却器的最大加速度不超过设计荷载的凉爽。

在本文中,我们提出一种双重coil-spring-type被动隔振系统来改善传统的性能PLOVIS的位置敏感的微小振动隔离和衰减振动载荷发射。该隔离器采用低刚度螺旋弹簧来隔离microjitter在轨操作期间和相对higher-stiffness螺旋弹簧减弱发射振动载荷。的主要特性提出了双重coil-spring-type被动隔振器低灵敏度的对齐位置隔离器和降低发射振动与传统PLOVIS相比。microjitter衰减能力的有效性和位置的敏感性提出了隔离器设计是通过执行一个微小振动测量测试进行验证。此外,验证设计的有效性而言,启动加载的衰减正弦和随机振动进行了测试。这些测试结果表明,新设计的隔离器显示性能增强远高于传统PLOVIS视点的位置敏感性和启动负载衰减。

2。传统PLOVIS必要性的设计修改

图1(一)显示了微小振动测量红外探测器组件的测试设置,由图像传感器和冷却器(图中描述为压缩机)集成表与PLOVIS基斯特勒公司测量冷却器的微小振动。对于微小振动隔离,冷却器支持四个PLOVIS安排飞机重心的冷却器。PLOVIS的细节图所示1 (b),三螺旋弹簧的组合是有用的实现被动隔振系统基于冷却器之间的频率解耦方法激励频率和隔振系统的固有频率。在这种方法中,一个相对较低的螺旋弹簧的横向刚度比轴向对齐的主要激发轴冷却器。时,系统表现出非凡的隔离性能冷却器组装的位置是在名义上的位置;事实上,这保证隔离性能。然而,导致性能下降的可能性,当冷却器组装转移的名义位置在意想不到的错位和热变形的热管另外集成在冷却器的冷热量运输。在实践中,很难实现精确对齐的冷却器集成传输线和热管的名义位置隔离器获得最佳的隔离性能。因此,大大减少位敏隔离系统比降低潜在风险对于系统的可靠性。此外,为了满足更严格的规范的发射振动测试,有必要提高振动衰减严重的发射环境下的性能与传统PLOVIS相比,螺旋弹簧的阻尼是不够的。本研究的主要目的是提高性能的常规PLOVIS的发射位置敏感的微小振动隔离和衰减振动载荷。

3所示。设计的描述PLOVIS-II

图2(一个)显示了一个双重的爆炸视图coil-spring-type被动发射和在轨振动隔离器来改善传统PLOVIS的性能。前和等距视图集成隔离器如图2 (b)。在本文中,新版本的冷却器隔离器称为PLOVIS-II。隔离器由两种类型的螺旋弹簧与低收入和高刚度值、位移限制器,移动板,轴盖和支架。的低刚度螺旋弹簧机械连接支架和机械轴。的机械轴盖隔离器是集成到机械冷却器的轴,如图2(一个)。的名义位置隔离器在轨道上,如前视图,如图所示2 (b)是主要的贡献者,微小振动隔离性能。这个位置,恢复的恢复力扩展或收缩螺旋线圈发射环境下,保证一个相对较低的刚度沿长度方向的冷却器,隔离系统对应于临界激发轴的凉爽。这使得它可以实现足够的频率解耦的主要激励频率冷却器和隔离系统。相比之下,高刚度螺旋线圈移动板块之间的机械连接和支架。支持的移动板块的运动螺旋线圈发射环境下平面方向是有限的,由于位移限制器。相比之下,低刚度螺旋线圈弹簧的容许挠度范围内移动每个轴平移和旋转方向。轴向刚度值(9.8 N /毫米)的高刚度螺旋弹簧被选中来支持1 g的重力的方向上温度条件。因此,机械轴之间的接触只发生覆盖和移动板,在位移限制器,而不是重力方向1 g条件下。这种设计使传播的衰减微小振动水平冷却器操作期间,在PLOVIS相比,轴盖直接接触时的位移限制器由于冷却器的质量按重力下的隔离器1 g的条件。

减少启动振动位移限制器,移动板,轴盖是由塑料材料高阻尼迭尔林(20.与空间遗产)。设计背后的意图是消除和减轻启动振动载荷传递到冷却器之间的滑移和接触发生时塑料和塑料材料高阻尼特性。此外,移动板,结合高刚度螺旋弹簧,影响启动时加载的衰减机械轴盖疙瘩的板块移动。这可能是更有效的比传统的PLOVIS减少发射载荷传递给冷却器。冷却器的位移限制器保护转让行±2毫米的容许挠度范围内冷却器的横向和轴向定向运动中启动阶段。

图3显示的机械配置冷却器组装与热的硬件集成热管散热器。冷却器的温度应该保持在35°C在其在轨操作。两个热管直径9毫米用于有效的冷却器的传热,散热的35 W的散热器热深太空垃圾。冷却器的方向住宿和热管实现设计如图3是有效的减少的可能性增加了微振下冷却器温度分布不对称,甚至当一个热管失败(21]。热管应旨在保证热量传输能力和隔离器的性能在一个在轨环境。因此,为了确保隔离系统的性能,一个bent-shape热管相对较低的刚度是纳入热管设计如图3力,因为通过热管增加热管的轴向刚度是否过高。此外,该热管设计是有效的减少迫使传播冷却器组装,热管的热变形引起的,因为的名义位置隔离器隔离器的性能是一个重要的设计参数。

图4显示了一个简化的数学模型,解释了微振隔离策略的冷却器组装使用PLOVIS-II时。的隔离器基于被动隔振系统,很难预测特征发射环境下的非线性特征PLOVIS-II引起碰撞和缩醛树脂材料之间的接触部分。实际上,这些数学模拟非线性特征有局限性,所以设计的有效性PLOVIS-II发射环境只实验验证。然而,对于在轨微小振动隔离性能的预测基于被动系统,可能不足以解释使用提出1自由度数学模型。

冷却器的质量( )支持spring热管的元素( ),传输线路( ),和PLOVIS-II低刚度的弹簧元件组成的螺旋弹簧( )和一个隔离器的阻尼器元素( )。引起的干扰力冷却器操作生成一个microdisplacement并且可以表示为 在哪里冷却器的驱动频率和吗干扰力的大小。在轨微小振动隔离策略是基于频率之间的解耦和冷却器组装的固有频率 ,来自 在哪里是等效刚度,定义为 。microvibrational力传递给基础的大小是关键路径,以满足严格的视线高分辨率光学有效载荷的要求。因此,最好减少的价值尽可能避免结构共振结构的本征频率之间的耦合microvibration-sensitive光学有效载荷和驱动频率冷却器。干扰力传递给基础的遗传性函数可以表示如下: 在哪里隔离系统的阻尼比和吗的频率比吗 。

图5显示了计算遗传性(TR)对一个隔离系统值10 Hz, 20赫兹,30 Hz。如果我们假设第一microvibration-sensitive光学有效载荷结构的本征频率45赫兹,隔离系统的价值较低展品更好的隔离性能,由于频率解耦策略。可以最小化减少的刚度值吗 , ,和在 - - - - - -方向。然而,这些值应该最小化适当考虑到硬件的设计限制,包括冷却器的传热管道和线集成组装。

在设计热管道方面 ,首先,热管的热量运输能力卸货35 W的冷却器的散热应该考虑散热器。选择两个热管直径9毫米的主和冗余冷却器的热设计。然而,如果热管的轴向刚度过高,比如直热管道,然后通过加筋热管传播微振力增加。这是一个隔离性能恶化的原因由于刚度值增加在一个凉爽的隔离系统。此外,一个更大的力传递到冷却器隔离系统,热管的热变形引起的在轨环境中是不允许的,因为维护的名义位置隔离系统对确保满意的微小振动隔离性能很重要。因此,机械的配置选择了热管,热管的轴向刚度( )将会减少尽可能通过实现bent-shaped配置后的弯曲半径要求热管,如图3。在传输线的设计有关 ,同样的方法作为热管应用于降低刚度的传输线 - - - - - -轴尽可能在一个给定的长度要求转让行。这保证了冷却器的冷却性能实现低温下的焦平面成像传感器。

所需的刚度值在 - - - - - -方向的隔离器性能可以很容易地来源于基础激励振动理论的传播能力22),指定的情商。3),如果冷却器驱动频率和期望的减振率设计因素。这表明螺旋弹簧的刚度在横向方向上隔离系统的性能有关。然而,螺旋弹簧的轴向刚度,这是高于横向刚度,主要导致名义位置恢复隔离系统的轨道通过收缩和扩展螺旋弹簧的恢复力1 g地面条件下。因此,合并后的刚度值沿着飞机应该大于的刚度值的总和和在 - - - - - -和 - - - - - -轴和一些利润。

新设计的微小振动隔离性能预测PLOVIS-II系统绘制在图5。总结了系统参数应用于评估表1。和PLOVIS-II系统测量的结论笔者测试一个虚拟冷却器组装一个在轨0 g模拟条件下。这是相同的测试设置中描述的裁判。13];尽管如此,测试的细节并不是本文所示。预期的减振率PLOVIS-II 32倍低于刚性的条件没有一个孤立系统的驱动频率设置为50赫兹。

4所示。设计验证PLOVIS-II

PLOVIS-II是验证设计的有效性通过发射振动环境试验及微小振动测量试验。在这项研究中,确认PLOVIS-II的性能增强,一个隔离器与传统的性能PLOVIS(称为PLOVIS-I)是另外制造和测试。

为了验证新设计的可行性PLOVIS-II发射振动环境下,光电隔离器都暴露在正弦和随机振动测试的资质等级。这个测试集中在技术角度的新设计是否PLOVIS-II双弹簧配置是有效发射振动的衰减负载冷却器与常规设计相比。

验证的性能增强PLOVIS-II从在轨微小振动隔离的角度,一个微小振动测量测试的光电隔离器在执行以下测试条件:刚性,1 g和模拟0 g。最后的位置敏感隔离器的隔离器的标称位置对齐,保证最佳的隔离性能测定,通过比较研究与传统PLOVIS。

4.1。启动振动测试

确认该隔离器设计的有效性,我们进行了发射振动测试的冷却器组装结合光电隔离器,如图6。传统PLOVIS也暴露在振动测试与新设计的PLOVIS-II进行比较。数据6(一)和6 (b)的振动测试设置PLOVIS-I PLOVIS-II,分别。在测试、光电隔离器是集成的虚拟冷却器有质量和重心类似飞行模式的凉爽。热管和转让行并没有被认为是在测试,因为他们已经在单元级测试合格的容许挠度范围下±3毫米包括±1毫米保证金的容许挠度范围隔离系统的位移限制器的实现。加速度计是附加到虚拟冷却器的重心和支架的底部。资格水平的正弦和随机振动测试规范应用总结了光电隔离器的设计验证表2和3,test-axes中描述的数据6。

数据7(一)和7 (b)显示代表PLOVIS-I和PLOVIS-II正弦振动试验结果 - - - - - -轴激发。加速度响应的冷却器 - - - - - -轴逐渐增加励磁频率增加。最高的测量加速度的冷却器PLOVIS - II - - - - - -轴反应是20.9克,45%低于46.2 g的冷却器设计负荷。这也是一个从PLOVIS-I获得的价值低于25克。此外,PLOVIS-II反应显示更少聊天的加速度比PLOVIS-I所有轴。测试结果表明,移动板块的存在支持的高刚度螺旋弹簧PLOVIS-II是有效的衰减振动载荷发射时机械轴盖疙瘩板块移动。这与PLOVIS-I,机械轴盖直接碰撞位移限制器。

数据8(一个)和8 (b)随机振动测试结果显示代表PLOVIS-I和PLOVIS-II期间 - - - - - -轴激发。结果表明,加速度在更高的频率范围强烈阻尼由于振动引起的能量耗散之间的接触和滑塑料隔离系统的元素,按预期的设计。5.1 g的最大加速度_rms在 - - - - - -轴的传感器响应PLOVIS-II观察对15.4 g的随机测试输入_rms。这个值是66%低于10.8克的价值_rms从PLOVIS-I获得,因为高刚度的组合螺旋弹簧PLOVIS-II是有效的减少了传输启动加载到虚拟冷却器。出于同样的原因,加速度计响应的支架PLOVIS-II显示g高出50%_rms比PLOVIS-I减少。表4总结了发射振动测试结果在每个测试轴从光电隔离器。PLOVIS-II正弦振动试验结果显示或更高的减振性能略低于PLOVIS-I。然而,合并后的g_rms随机振动测试的值 - - - - - -, - - - - - -,和 - - - - - -轴显示性能改进的46%、43%、和52%,分别应用PLOVIS-II时。此外,PLOVIS-II还显示性能提升40%,30%和34%的减少启动负载传播上的支架 - - - - - -, - - - - - -,和 - - - - - -分别轴。

评估PLOVIS-II的基本特征的变化,如固有频率和阻尼比发射振动测试完成后,测试结论是0 g条件下执行。这是模拟绞死冷却器使用橡胶字符串。采用这种方法,因为它是难以衡量特征变化通过低级正弦扫频测试通过使用一个振动台由于非线性特征时生成的隔离器按下冷却器1 g的重力条件。测试结果总结表5表明冷却器组装的固有频率几乎是之前的相同测量振动测试。图9显示了配置PLOVIS-II发射后螺旋弹簧的振动测试。通过视觉检查,我们确认没有弹簧的机械故障,如塑性变形或断裂。这些测试和检验结果表明,PLOVIS-II提出了研究保证了冷却器的结构安全,提高了振动衰减性能与传统PLOVIS-I相比。

4.2。微小振动测量测试

确认的有效性PLOVIS-II microjitter隔离性能的增强方面与传统PLOVIS-I相比,一个隔离性能测试使用一个虚拟冷却器进行微小振动测量系统。测试设置如图10 ()。动磁线性致动器(ncm08 - 17 - 050 - 2磅,H2W技术)集成在虚拟冷却器来模拟pulse-tube-type冷却器的微小振动特征。力水平产生的假冷却器的主要激发轴( - - - - - -冷却器的轴)的主要驱动频率为1.11 N 50赫兹。假的干扰力传播冷却器底部板测量使用三轴负载细胞(mc15 - 3 - a - 100, DACELL有限公司)。模拟轴向( - - - - - -热管的轴)方向刚度和模拟外侧( - - - - - -轴)和重力( - - - - - -传输线的轴)方向刚度,热管和传输线模拟弹簧刚度被用于测试如图10 (b)(冷却器组装的放大图)。

微小振动测量条件的测试用例定义如下:(a)严格加强条件测量冷却器本身的振动水平通过应用刚性支架;(b)与一个隔离器在模拟0 g条件;和(c)隔离器1 g的条件下,在37.24 N的静态力诱导沿重力方向由于冷却器质量。

(a)是实现通过夹紧支架,如图(11日)。(b),冷却器放置在隔离器的标称位置通过使用1 g补偿装置,如图11 (b),可以确保理想的隔离性能。案例(c)是意想不到的最坏情况,但执行在轨操作定性评估冷却器转移时的微小振动隔离性能的低刚度范围的偏差等原因,热管和红外传感器模块或意想不到的热管的热变形。在这种情况下没有1 g补偿装置,刚度低的螺旋弹簧受雇于PLOVIS-I和PLOVIS-II压缩和扩展的引力冷却器组装。然而,这些光电隔离器有不同的机械支持的配置。例如,与PLOVIS-II冷却器是支持移动板块结合高刚度螺旋弹簧,如图11 (c)。然而,冷却器和PLOVIS-I直接联系的位移限制器集成到支架,如图11 (d)。因此,冷却器的干扰力直接转移到基板通过支撑托架没有任何减少。

图12显示了测试结果(一个) - - - - - -, - - - - - -,和 - - - - - -轴。1.11 N的最大峰值力50 Hz的纵向方向 - - - - - -轴。否则,横向方向的干扰水平。, - - - - - -和 - - - - - -轴,相对小的价格相比y设在。这意味着这些横向方向不是关键轴的指向观测卫星的稳定性。

图13显示了测试结果从用例(b)。观察0.04 N的最大峰值力 - - - - - -轴,这是一个相当低的价值比(a)。这里,冷却器的微小振动水平显著降低,29倍。这几乎是相同的值作为预测值32的隔振系统的传递率曲线如图5。此外,在高频区域干扰轴都是有效减少由于频率解耦策略应用于隔离器设计。

图14显示了测试结果从用例(c),最大峰值力为0.46 N沿 - - - - - -轴,这也是一个较低的值比(a)。通过这种方式,传播力水平降低了2.3倍与案例(a)相比,因为支持的冷却器还是移动板卷簧刚度高,与PLOVIS-I,冷却器的微小振动直接传送到底板支架如上所述。

表6总结了微振PLOVIS-II测量测试结果。结果PLOVIS-I也比较的总结表中。0 g条件下,它可以指出,两个光电隔离器显示几乎相同的隔离性能对所有轴,因为这些光电隔离器支持冷却器具有相同刚度低配置。更具体地说,与PLOVIS-II冷却器可以留在名义位置的机械轴之间没有任何接触冷却器和移动板块。然而,1 g条件下相比PLOVIS-I PLOVIS-II显示增强的隔离性能。例如,PLOVIS-I表现出1.08 N的值,这个值是几乎一样的,经严格的条件。相比之下,PLOVIS-II展出0.46 N,低于刚性条件下的2.4倍。这些结果表明,PLOVIS-II有影响地位敏感性PLOVIS-I的2.3倍,按预期设计,尽管PLOVIS-II实际在轨运行期间在最意想不到的情况下。的均方根(RMS)力值1 g条件下,PLOVIS-II展出的值低于3.2倍PLOVIS-I,因为高频谐波干扰,再加上隔离系统的结构模式,也与PLOVIS-II有效隔离。

4.3。位置敏感性测试

评估的位置敏感隔离器转移冷却器组装时的标称位置,我们进行敏感性测试。的对齐要求热管和红外传感器模块集成保持理想的隔离性能通过这个测试也可以派生。在测试,执行平移位移有意申请转移冷却器在每个轴的位置。测试是由将冷却器组装在0.5毫米的增量,因为很难执行测试由于测试设置的局限性更小的增量。同时,位置敏感的性能变化是清晰可辨,尽管它使用0.5毫米的增量。

数据(15日)和15 (b)敏感性测试结果显示代表位置的冷却器组装和PLOVIS-I PLOVIS-II各种转移位置的隔离器沿 - - - - - -轴。峰力值的测试结果在主冷却器驱动频率为50 Hz和RMS值逐步增加冷却器转移的名义对齐的位置。两个光电隔离器显示几乎相同的测试结果在1毫米位移范围,因为他们有类似的低刚度线圈弹簧的支撑条件。然而,在1.5毫米转移位置,PLOVIS-II大约是3.1倍的峰值力低于PLOVIS-I,由于不同边界条件的PLOVIS-I,如上所述。这也会导致更好的隔离性能通过减少高次谐波干扰引起的耦合与冷却器总成的结构模式,导致大幅降低比PLOVIS-I有效值。

表7总结了在每根轴上位置灵敏度测试的结果。这些测试结果表明,PLOVIS-II不如传统PLOVIS-I位敏,因为它显示更加稳定的微小振动隔离性能在不同的转移位置在所有轴。因此,提出了减轻PLOVIS-II是有效的应用严格的对齐要求管道和热红外探测器。这是更可取的减少潜在的风险,考虑到系统的可靠性。

5。结论

在这项研究中,为了提高的能力方面的传统PLOVIS位置敏感性和发射减振,双coil-spring-type被动隔离器系统的新版本,称为PLOVIS-II,提出和研究。确认启动振动环境下的隔离器设计的可行性,提出了系统被暴露在正弦和随机振动试验的资质等级。测试结果表明,PLOVIS-II确保冷却器总成的结构安全发射的资质等级下振动载荷和与PLOVIS-I相比也提高了振动衰减性能。PLOVIS-II微小振动测试结果的模拟在轨0 g条件证明了微小振动明显降低,29倍,相比之下,严格加强冷却器。此外,位置敏感性试验表明,PLOVIS-II不如PLOVIS-I敏感的对齐位置隔离器。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究是空间技术支持的韩国国家研究基金会的发展项目(NRF)和由科技部资助,ICT (MSIT) (NRF 2020 m1a3a4a07052211)。

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