В связи с проблемой того, что при распределении ошибки плоскостности главной фокальной поверхности 4×4 мозаичного детектора в условиях низких температур, расчет температурных и гравитационных деформаций как отдельных компонентов и анализ единственной позы не могут реально отражать фактические рабочие условия, предложен метод распределения ошибки плоскостности с учетом теплово-структурного сопряжения для многопозного анализа при низких температурах. Создана конечноэлементная модель, включающая детектор, мозаичную подложку, прокладки и опорную конструкцию. Сначала проведен установившийся тепловой анализ, а температурное поле отображено на структурную модель; затем в условиях теплово-механического сопряжения при низкой температуре последовательно приложены гравитационные нагрузки под углами 0°, 30°, 45°, 60° и 90°, извлечены нормальные смещения узлов главной фокальной поверхности и после удаления наилучшей подогнанной плоскости рассчитаны значения пиково-долинных колебаний (Peak-to-Valley, PV). Результаты показывают, что значения PV для пяти положений составили 4.771, 5.182, 7.962, 6.100 и 8.099 мкм соответственно, максимальное значение наблюдается при положении 90°, что на 69,7% больше, чем при положении 0°, а позиции 45° и 90° являются основными управляющими положениями. На основе результатов теплово-структурного многопозного анализа оценена общая ошибка распределения плоскостности главной фокальной поверхности, равная 38.7 мкм. Данный метод позволяет точнее характеризовать изменение плоскостности главной фокальной поверхности при условиях эксплуатации при низких температурах, избегая искажения ошибок, вызванного независимым суммированием температурных и гравитационных компонентов, что может служить основой для проектирования, сборки и контроля структуры мозаичной фокальной поверхности при низких температурах, а также определения инженерных запасов.

мозаичный детектор; плоскостность фокальной поверхности; теплово-механическое сопряжение при низких температурах; распределение ошибки; конечноэлементный анализ