《大口徑射電望遠鏡結構體系最佳化與反射面精度控制》是依託哈爾濱工業大學，由錢宏亮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大口徑射電望遠鏡結構體系最佳化與反射面精度控制
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：錢宏亮
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為提高深空探測能力，建造更大口徑（50m以上）的射電望遠鏡已日益成為國際天文界的熱點。反射面的形狀精度是衡量望遠鏡工作性能的一個重要指標。對大口徑望遠鏡而言，結構自重和一些特殊荷載（如風荷載、非均勻溫度場）對反射面形狀精度的影響異常明顯，如何控制反射面形狀精度成為制約大口徑望遠鏡發展的主要瓶頸。申請者以我國在建或擬建的大口徑望遠鏡為平台，以前期相關研究成果為基礎，擬對望遠鏡結構設計和運行中與反射面形狀精度有關的關鍵科學問題展開系統研究，以期為我國大口徑望遠鏡的發展提供必要的理論依據與技術支持：（1）對射電望遠鏡結構體系進行發展和創新，尋求更能保證反射面精度的結構形式；（2）對風和非均勻溫度場兩種特殊荷載及其對反射面形狀精度的影響進行精細化研究，掌握其特點和規律；（3）以反射面形狀精度的高效控制為目標，對其保形設計技術進行改進，並將其納入望遠鏡結構體系的多參數、全方位最佳化。
結題摘要
為提高深空探測能力，全可動射電望遠鏡正向大口徑、高精度的趨勢發展。我國計畫在新疆奇台建造口徑為110米的全可動望遠鏡，其口徑將成為世界之最，如何保障和提高大口徑射電望遠鏡的工作性能已成為亟待解決的關鍵性問題。反射面形狀精度是望遠鏡工作性能的重要衡量指標。傳統望遠鏡結構方案存在若干不合理之處，制約了其性能的發揮；複雜的體型、多變的工作姿態導致風荷載和非均勻溫度作用成為繼結構自重之後反射面精度的關鍵影響因素。圍繞上述關鍵科學問題，以提高主反射面精度為目標，完成了如下三個方面的研究： （1）大口徑可轉動射電望遠鏡合理結構體系的研究 以提高反射面精度為目標，對望遠鏡結構體系從總體方案上進行改進和創新，提出了新型高效的全可動望遠鏡結構總體方案。以反射面精度為最佳化目標，對望遠鏡結構最佳化算法進行研究，制定了射電望遠鏡結構最佳化設計流程，並從結構體系角度對影響望遠鏡反射面精度的各項因素進行詳細分析。 （2）望遠鏡風場和非均勻溫度場特性及其效應研究 採用風洞實驗與數值模擬相結合的方法，建立望遠鏡反射面風場的精細化分析方法。研究風荷載對望遠鏡結構的作用機理，獲得其回響規律和風布特點，為望遠鏡的精度控制提供依據。結合望遠鏡結構非均勻溫度場試驗，建立望遠鏡日照非均勻溫度場精確分析方法，並考慮特定條件下副反射面的“太陽灶效應”，全面掌握日照非均勻溫度場對望遠鏡結構的作用機理。 （3）大口徑望遠鏡反射面形狀精度高效控制技術研究 完善反射面形狀精度控制技術並建立完整的理論體系。改進和創新保形設計技術，以減小促動器數量及調節量為目標，提出局部調控方案。將荷載效應分析與保形技術相結合，確立反射面形狀精度控制體系，對望遠鏡結構展開系統的反射面形狀精度最佳化，為建造大口徑射電望遠鏡提供理論支持和技術參考。
