集成分析设计结构力学热学和光学

　　STOP和Go

　　当光具座上镜头、镜片和支撑件的轻微温度变化都对图像质量造成负面影响时，还能让光电传感器怎样地准确对焦呢？在太空环境中这一问题会更加严重，那里有极端的热环境，而且一旦设计出现缺陷，无法做最后校准。

　　解决方案是STOP：结构(S)/热(T)/光(OP)的集成设计分析。事实上，与其说是解决方案到不如说是有待实现的目标，因为到真正的集成设计评估还有很多障碍。

　　为实现这一目标已做了许多尝试。较早的方法是创建一个能做初步光学分析、结构力学分析和热力学分析的单一设计工具。“初步”意味着为创建一体化工具特定于每一工程领域的问题都被忽略了，而这些问题在每一学科的CTOS（商业现成的）工具中都是最基本的。因此，尽管一体化方法对系统工程师的概要设计有用，它在后续的设计阶段却无法沿用，那里每一学科的技术都须深入利用，而不能过度简化。

　　20世纪90年代末，C&R公司领导了NASA SBIR开拓计划("OptiOpt ")，以期能够克服结构、热和光学领域之间模型转换的困难，同时兼顾每一工程专业的特殊人才和热门工具。除C&R的Thermal Desktop 外，Sigmadyne的Sigfit 和ORA的Code V 也参与了软件设计。计划取得了重大成功，包括最早的运用CTOS软件的自动STOP优化（参看出版物：Integrated Analysis of Thermal/Structural/Optical Systems 和 Automated Multidisciplinary Optimization of a Space-based Telescope）。现在Thermal Desktop的一些非常通用的特性，比如向独立生成的结构模型的自动映射以及外部命令行参数化操作，都是由该计划的一部分发展而来。

　　然而，OptiOpt计划假设各学科均由相同的CAD模型出发建立各自独立的模型（该模型的数据之后必须与其它模型交换）。模型构建的集中管理并不存在，且未尝试获取每一学科的知识和经验以供设计团队中的其他人共享。这意味着除了光具座设计上的局部尺寸改动外，任何信息都必须在设计团队中人工传递，且互通设计数据的工作也需要随每一次改动人工重新验证。

　　由Aerospace Corporation和Comet Solutions最近完成的一项计划在集成STOP分析的理念上取得了重要进展。在兼顾每一学科专门技术和软件（值得注意的是，这些软件同样用于OptiOpi计划：Thermal Desktop, Sigfit和Code V）的同时，Comet软件独一无二地起用了早先“一体化”建模环境的理念：集中式模型开发。

　　Comet允许各学科参与到共同的CAD环境中，恰如所需地标记一中心绘图以引导热、结构和光模型的生成。富于经验的工程师的独特技巧和工具不致陷入一成不变的求解方案，将各学科方法融入核心计划反而意味着设计方案的改动更易于采纳。团队级的多学科设计活动不单被允许，且更受鼓励：各学科均能容易地获得其子系统改动（如材料选择、加热器位置、支杆尺寸）对关键任务目标—图形质量所造成的效果。

　　航空航天组在工作效率以及实验和预测结果的符合上获得了双重的提高。