km6 太阳模拟器设计概述
　　庞贺伟，黄本诚，臧友竹，陈金明
　　（1. 中国空间技术研究院，北京 100094；2. 北京卫星环境工程研究所，北京 100094）
　　摘要：文章介绍了 km6 太阳模拟器的设计方案。为实现先进的技术指标，km6 太阳模拟器选用了离轴准直光学系统设计方案，并对该光学系统进行了理论分析。文章还介绍了机械结构设计、冷却系统设计、电控系统设计、光学装校汗蒸馆     和光学测量设备设计的关键。采用有限元分析方法对设计进行了优化。
　　关键词：有限元分析；光学积分器；程控电源
　　1 引言
　　km6 载人空间环境模拟试验设备是载人空间工程所需的关键地面环模设备，km6 太阳模拟器是该设备的一个分系统。km6 太阳模拟器的设计工作包括总体设计、光学系统设计、准直镜系统设计、真空密封窗口及机械结构设计、光学积分器结构设计、平面镜组件设计、灯室组件设计、冷却系统设计、电控系统设计、光学装校、光学参数测量等 11 个部分，设计量大。本文是对 km6太阳模拟器设计的概述。
　　2 技术指标和设计方案
　　2.1 技术指标
　　km6 载人空间环境模拟设备总体对太阳分系统提出如下技术指标：
　　辐照试验体积：φ5m×4m；
　　光线入射方向：水平方向；
　　辐照度： 500～1760w/m2；
　　辐照不均匀度：辐照试验面内≤±5％；
　　辐照试验体积内≤±6％；
　　辐照不稳定度：≤±1％/h；
　　离轴角： 29°；
　　准直角： ±2°；
　　采用计算机数据采集、管理，实时显示太阳模拟器辐汗蒸房照不稳定度和氙灯电学参数。
　　2.2 设计方案
　　km6 太阳模拟器采用离轴准直光学系统，这是对国外大型太阳模拟器进行充分调研后确定的。
　　在 20 世纪 70 年代，美国先进的太阳模拟器[1]都是采用离轴北京汽车出租准直光学系统。德国在 80 年代也采用离轴准直光学系统[2]研制出了技术先进的大型太阳模拟器。因为根据理论分析，离轴准直光学系统能达到较好的辐照均匀度。
　　km6 太阳模拟器的结构由灯室（包括支架、聚光系统、水冷档板）、平面反射镜组件、光学积分器、真空密封窗口和准直镜组成，如图 1 所 阅读全文>>