Влияние деталей из углепластика на светорассеяние в объективе оптико-электронного модуля космического аппарата

Abstract

Традиционно корпуса оптико-электронных модулей космических аппаратов изготавливают из алюминия или титановых сплавов, обладающих значительной массой, что способствует значительному расходу объемов топлива при выводе на орбиту и, как следствие, увеличивает общие финансовые затраты проекта. Эффективным является применение композиционных конструкционных материалов на основе углепластика, которые позволяют в 1,5–3 раза уменьшить массогабаритные характеристики крупногабаритных оптико-электронных модулей и в 15–20 раз снизить коэффициент линейного температурного расширения в сравнении с металлическими корпусами. Важной характеристикой углепластиков являются их оптические свойства, которые обуславливают взаимодействие композиционного материала с электромагнитным излучением оптического диапазона. Цель настоящей работы заключалась в разработке методики оценки влияния корпуса оптико-электронных модулей из углепластика на светорассеяния в объективе оптико-электронных модулей посредством компьютерного моделирования в пакете прикладных программ Zemax. Рассматривается степень влияния рассеянного, отраженного и поглощенного потока излучения на качество построения изображения. Проведены экспериментальные исследования по определению двулучевой функции отражательной способности гониометрическим методом для образцов-свидетелей из углеродной ткани ЛУП-0,1 эпоксидного связующего ЭДТ-69У с клеевым слоем ЭПОФЛЕКС-0,4 и алюминиевым сотовым заполнителем 5056-3,5-23-A. Рассеянное излучение регистрировалось в пределах пространства полусферы над поверхностью образца-свидетеля. Направление приема оптического излучения задавалось зенитным (0º < θ < 90º) и азимутальным (0º < φ < 180º) углами с шагом 10º. Установлено, что поверхность образца-свидетеля рассеивает излучение в малом диапазоне углов (около 20º) с ярко выраженной направленностью. Выявлено, что углепластики характеризуются интегральным коэффициентом отражения, в 3–4 раза большим по сравнению со специальными покрытиями.