随着对空间相机侦查能力的要求不断提高，平行光管作为光学系统必不可少的检测设备，口径越来越大，焦距越来越长;同时，为了模拟空间相机所处的太空环境，平行光管需要在真空环境模拟器下工作。因此，研制出大口径、长焦距、真空冷黑背景的平行光管具有重要的科研意义。　　为解决遮光筒结构变形对光学系统的干扰问题，本文设计出一种分体式真空平行光管，其具体设计要求如下:有效口径1.6m、基础焦距24m、可变焦距30m和50m、系统波像差RMS≤λ/15。　　本文以系统面形精度为目标，完成了主镜系统、折转镜系统、中继透镜组系统、窗口玻璃、遮光筒和波纹管的设计。针对主镜系统，完成了材料选择、面形处理、支撑方式、卸载机构、定位机构、保护组件、镜室以及支架等方面的设计工作。主镜支撑采用杠杆重锤方式，实现了面形精度的保证;折转镜采用镜框式安装方式，通过调整螺母实现了±1.5°的旋转调节量;中继透镜组平移台的设计满足30m和50m焦距的切换;遮光筒和波纹管经过强度校核和稳定性分析，能够在大气压差的作用下安全稳定的工作。　　建立了零部件的三维模型和关键构件的有限元模型，在此基础上，通过参考多种结构形式确定系统方案;采用经验公式和有限元仿真相结合的方法，设计出18点支撑和最佳面形的支撑点分布;结合静力学知识，分析了在载荷和约束作用下的镜面变形结果;通过求解临界载荷，验证了遮光筒和波纹管结构的稳定性。　　经实验检测，系统在常温常压下30m和50m焦距的波像差RMS分别为0.055λ、0.058λ;在真空冷黑背景状态下，系统波像差RMS分别为0.0523λ、0.054λ。由检测结果可以判定，设计的超大型真空平行光管结构达到光学系统设计目标。