대구경 망원경 중간체의 높은 강성과 낮은 관성 요구를 충족하기 위해 중간체 경량화 설계를 수행하였고, 전통적인 방법으로 중간체 형위 공차를 검사하기 어려운 문제를 해결하기 위해 자준기와 레이저 추적기를 기반으로 한 광학 검사 방법을 제안하였다. 망원경 전체 구조 요구에 따라 중간체 치수 범위를 결정하고, 힘 전달 경로를 분석하였으며, 변형 에너지 최소화를 최적화 목표로 하여 변밀도법을 이용한 토폴로지 최적화 분석 및 구조 설계를 수행하였다. 자준기 측각 원리에 따라 중간체 축공 끝면에 평면 반사경을 부착하여 양 끝면의 반사 각도를 측정함으로써 양측 축공 끝면의 평행도 오차를 측정하였고, 레이저 추적기 공간 좌표 측정 원리를 바탕으로 회전 가공구를 이용해 중간체 축공 중심을 찾고 양측 축공 중심 좌표를 측정하여 동축도 오차를 측정하였다. 전통적인 경험 설계와 비교하여 토폴로지 최적화 지침에 따른 중간체는 질량이 21.5% 감소하고 정적 강성이 14.3% 향상되었다. 광학법으로 측정한 중간체 양측 축공 끝면 평행도 오차는 0.016 mm, 축공 중심 위치 편차는 0.03 mm였다. 토폴로지 최적화 설계를 적용한 중간체는 강성 향상과 관성 감소에 뚜렷한 장점을 보였으며, 제안된 광학 검사법은 중간체 형위 공차 검사가 가능함을 확인하였다.

대구경 망원경; 경량화; 토폴로지 최적화; 형위 공차 검사