Возможности повышения термостабильности приёмного зеркала телескопа за счёт управления условиями теплообмена на его тыльной поверхности

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Дзитоев А.М., Лаповок Е.В., Ханков С.И. Возможности повышения термостабильности приёмного зеркала телескопа за счёт управления условиями теплообмена на его тыльной поверхности // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 12. С. 35–41. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-12-35-41

Dzitoev A.M., Lapovok E.V., Khankov S.I. Possibilities for increasing the thermal stability of the receiving mirror of a telescope by controlling the conditions of the heat transfer on its back surface [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2018. V. 85. № 12. P. 35–41. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-12-35-41

Ссылка на англоязычную версию:

A. M. Dzitoev, E. V. Lapovok, and S. I. Khankov, "Possibilities for increasing the thermal stability of the receiving mirror of a telescope by controlling the conditions of the heat transfer on its back surface," Journal of Optical Technology. 85(12), 768-773 (2018). https://doi.org/10.1364/JOT.85.000768

Аннотация:

Исследовано влияние условий теплообмена на тыльной поверхности крупногабаритного параболического зеркала на термонаведённое смещение фокуса при поглощении рабочей поверхностью части падающего излучения. Проведено сопоставление величин термоаберраций зеркала при условиях естественного теплообмена на тыльной и рабочей поверхности с ситуациями, когда тыльная поверхность теплоизолирована и в случае, когда она термостабилизирована. В результате исследований показано, что для зеркал из материалов с низкой теплопроводностью, таких как церодур или ситалл, теплоизоляция тыльной поверхности приводит к уменьшению термонаведённого приращения фокуса примерно в 40 раз. Это обусловлено компенсацией изгибной деформации зеркала. Для зеркала из материала с высокой теплопроводностью, например, из карбида кремния, теплоизоляция тыльной поверхности даёт обратный эффект. При этом и выигрыш от термостабилизации этой поверхности невелик — всего в 1,36 раз. Полученные результаты и выводы актуальны для зеркал в составе телескопов наземного, а также и космического базирования, работающих в условиях, когда значения удельных мощностей поглощаемых потоков излучения не превышают 50 Вт/м2. Предложенная методика расчёта удобна для определения способов снижения термоаберраций зеркал.

Ключевые слова:

приёмное зеркало телескопа, параболическое зеркало, термонаведённое смещение фокуса, термостабильность оптической системы

Коды OCIS: 010.5620, 120.4820, 120.6780, 350.6090

Список источников:

1. Захарченко И.И., Ханков С.И. Расчёт термооптических аберраций зеркального телескопа, вызванных различием температур его элементов // Изв. вузов. Приборостроение. 1986. Т. 32. № 2. С. 49–54.
2. Ханков С.И. Теоретические основы теплового проектирования теплонагруженных узлов оптико-электронных систем. СПб.: НТЦ им. Л.Т. Тучкова, 2002. 182 с.
3. Ханков С.И. Расчет влияния направления и интенсивности теплоотвода на термооптические аберрации фокусирующих зеркал // Оптико-механическая промышленность. 1986. № 7. С. 21–24.
4. Байкова Н.О., Ханков С.И. Алгоритм и аналитическая методика расчёта термонаведенных аберраций зеркал // Инженерно-физический журнал. 1994. Т. 66. № 1. С. 69–75.
5. Баёва Ю.В., Лаповок Е.В., Ханков С.И. Термооптическая аберрация положения изображения в зеркальных телескопах // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 3. С. 30–36.
6. Баёва Ю.В., Ханков С.И. Влияние интенсивности теплоотдачи с поверхностей параболлического зеркала на его термоаберрацию положения изображения // Вопросы радиоэлектроники, серия «Техника телевидения». 2014. № 2. С. 103–110.
7. Баева Ю.В., Ханков С.И. Принципы выбора материалов для криооптических систем по совокупности теплофизических свойств // Вопросы радиоэлектроники, серия «Техника телевидения». 2014. № 2. С. 111–125.
8. Абдусаматов Х.И., Лаповок Е.В., Ханков С.И. Методы обеспечения термостабильности космического телескопа — солнечного лимбографа. СПб.: Издательство Санкт-Петербургского политехнического университета, 2008. 195 с.
9. Абдусаматов Х.И., Лаповок Е.В., Ханков С.И. Тепловой режим специального лунного телескопа космического базирования СТЛ-200 для мониторинга вариаций глобального альбедо Земли по пепельному свету Луны // Оптический журнал. 2014. Т. 81. № 7. С. 26–33.
10. Савицкий А.М. Влияние теплового режима на конструктивные характеристики космического телескопа // Оптический журнал. 2009. Т. 76. № 10. С. 89–93.
11. Демидов М.Л., Григорьев В.М., Ретюнский Л.Б. Телескоп солнечный синоптический // Патент России на промышленный образец № 90736. 2014.
12. Демидов М.Л., Григорьев В.М., Ретюнский Л.Б., Скоморовский В.И., Денисенко С.А., Пименов Ю.Д., Липин Н.А., Сокольский М.Н., Гусаров В.Ф. СОЛСИТ – солнечный синоптический телескоп – новый российский проект для исследований магнетизма Солнца // Физика Солнца и околоземного космического пространства. Труды Всеросс. конф., посв. 100-летию со дня рождения чл.-корр. РАН В.Е. Степанова. 16–21 сентября 2013 г. Иркутск. Иркутск: ИСЗФ СО РАН, 2013. С. 232–238.
13. Дзитоев А.М., Лаповок Е.В., Ханков С.И. Термоаберрации внеосевого зеркала при изменении его температуры // Вопросы радиоэлектроники. Серия «Техника телевидения». 2017. № 1. С. 82–88.
14. Дзитоев А.М., Лаповок Е.В., Ханков С.И. Термоаберрация внеосевого зеркала, вызванная температурным перепадом по его толщине // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 8. С. 47–53.

15. Дзитоев А.М., Лаповок Е.В., Ханков С.И. Влияние теплообмена с окружающей средой на термонаведённое смещение фокуса приёмного зеркала телескопа // Вопросы радиоэлектроники, серия «Техника телевидения». 2018. № 1. С. 103–109.
16. Дульнев Г.Н., Семяшкин Э.Н. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах. Л.: Энергия, 1968. 360 с.
17. Богоявленский А.И., Дацюк Т.А., Исаков П.Г., Платонов А.С., Соколов Н.А., Ханков С.И. Методы контроля теплозащитных свойств ограждающих конструкций // Известия ВУЗов. Строительство. 2008. № 11–12. С. 86–89.
18. Андреев К.Ю., Васильков А.Ф., Любарский С.В., Химич Ю.П. Способ изготовления силового оптического зеркала // Патент СССР № 4944107/10 (22). 1991.
19. Васильков А.Ф., Любарский С.В., Химич Ю.П. Способ изготовления силового оптического зеркала из меди и сплавов на её основе // Патент СССР № 4943540/10 (22). 1991.
20. Заболоцкий А.А., Любарский С.В., Минин В.М., Жидких В.В., Химич Ю.П. Оптическое зеркало // Патент России № 1839846. 2006.
21. Данченко Ю.В, Анциферова В.Н., Кулаков С.В. Составное охлаждаемое зеркало // Патент России № 1750381. 1996.