Термобарическое влияние на оптическую систему приборов.
В 1960—1970-х гг. авиация достигла потолка свыше 30 км [10]. Современные самолеты оснащены фотографической аппаратурой для дневной и ночной съемки, оптико-телевизионными системами дневного и ночного действия, ИК-приборами, тепловизионными системами и пеленгаторами и др. На высоте 10—20 км температура атмосферы порядка -55 °С, атмосферное давление 26,14 ±5,51 кПа. Следовательно, при разработке оптико-электронной аппаратуры для авиационной техники необходимо проанализировать изменения выходных параметров аппаратуры при изменении термических и барических условий ее функционирования. Для пересчета показателя преломления материала оптических элементов можно рекомендовать следующие формулы:
где n(l) — показатель преломления материала при нормальных условиях измерения (приведен в каталоге); nt(l) — показатель преломления материала при условиях применения; N(l,p,t,f) — показатель преломления среды при условиях применения; N(l) — показатель преломления воздуха при нормальных условиях измерения; p — давление окружающей среды, кПа; t — температура окружающей среды, °C; f — парциальное давление водяного пара, кПа; k0 = 1/l, мкм–1 — волновое число в вакууме (при l=0,54607 мкм, k0 2 =3,35354 мкм–2); bабс — температурный коэффициент показателя преломления материала. Первая формула следует из определения показателя преломления. Вторая представляет собой выражение, приведенное в ГОСТ 28869-90 для вычисления показателя преломления воздуха при условиях измерения. В соответствии с формулой (22) показатель преломления воздуха при нормальных условиях равен
|
|
|
В результате получаем N(l)=1,00027348. Во второй половине прошлого века развитие космической техники определило потребность в оптико-электронных приборах космического базирования [11]. Наряду с космической фотографической аппаратурой создавались длиннофокусные телескопы для обзорного и детального наблюдения, крупногабаритные зеркально-линзовые объективы ИК-пеленгационной аппаратуры и объективы для телевизионной аппаратуры обнаружения. Нормальное атмосферное давление на Международной космической станции — 101,3 кПа, такое же, как на уровне моря на Земле. Следовательно, давление атмосферы станции на стекло иллюминатора равно 1 атм » 1 кгс/см2 . Такое же давление должна испытывать фронтальная линза герметичного объектива в открытом космосе, собранного в земных условиях. Для исключения этого явления конструкция объектива не должна быть герметичной, т.е. все оптические элементы должны находиться в условиях глубокого вакуума и температуры среды на орбите базирования. В этом случае естественно принять p=0 и f=0. Тогда в соответствии с формулой (22) получаем N(l,p,t,f)=1. При этом формулу (21) для пересчета показателя преломления материала оптических элементов для оптической системы в космосе можно представить в виде:
|
|
|
(23)
Таким образом, при разработке оптических приборов космического базирования важно сохранить не только положение и величину изображения, но и качество изображения, для чего, прежде всего, необходима разработка устройств и способов выравнивания температуры элементов прибора.
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 115; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!