Улучшить качество связи: ученые МАИ разработали новую схему космической антенны

Московский авиационный институт, 15 апреля 2021 года

Учёные из МАИ работают над созданием крупногабаритной космической антенны зонтичного типа, которая позволяет получать на орбите Земли гладкую отражающую поверхность диаметром более 10 метров. В космос она выводится в сложенном компактном состоянии. Автор идеи и руководитель проекта — доцент кафедры 602 «Проектирование и прочность авиационно-ракетных и космических изделий» МАИ, старший научный сотрудник Института прикладной механики РАН Сергей Русских.

В МАИ предложили новую схему космической антенны зонтичного типа. В настоящее время подобные системы имеют несколько видов применений. Они нужны для телекоммуникационных спутников, обеспечивающих подвижную и стационарную связь на Земле, доступ в интернет, ретрансляцию теле- и радиопрограмм. Отвечают такие антенны за специализированные виды связи — военного назначения, систем спасения, за связь между различными космическими аппаратами. И, наконец, антенны необходимы для дистанционного зондирования Земли как в военных, так и в прикладных и научных целях.

Новая антенна состоит из радиальных стержней, поддерживаемых в необходимом положении тросовыми элементами. Её планируют запатентовать в ближайшее время. Сергей Русских занимался разработкой математических моделей и расчётами, в соавторстве опубликовав 10 научных работ в ведущих журналах. Разработкой уже заинтересовалось несколько предприятий.

В отличие от ранее известных конструкций подобного типа, антенна будет не только развёртываться в космосе из сложенного компактного состояния в предварительное рабочее, но ещё и претерпевать процесс формоизменения за счёт необходимых деформаций радиальных стержней.

«Наша схема предлагает использовать циклически симметричную зонтичную антенну, каркас которой состоит из гибких нерастяжимых радиальных стержней, связанных по параллелям растяжимыми тросами. Число стержней может быть любым — чем их больше, тем более гладкая поверхность сетополотна получается, — говорит учёный МАИ. — В начальном транспортировочном состоянии многозвенные стержни уложены в компактные упаковки, которые удерживаются определёнными связями. Когда эта связь устраняется — стержни приходят в движение и решается задача развёртывания. Одновременно с этим приходит в движение под действием предварительно сжатых пружин гидравлический демпфер, который обеспечивает плавное движение штока антенны. При определённом положении штока, когда корневой элемент радиального стержня встал на упор и все стержни находятся в прямолинейном положении, начинается процесс их деформирования с одновременным натягиванием тросовых элементов. Таким образом обеспечивается медленное и плавное движение всех конструктивных элементов антенны и приведение её в рабочее положение, без существенных ответных реакций на космический аппарат».

Не смотря на то, что сегодня существует более 50-ти патентов на развёртываемые антенные конструкции в космосе только в Российской Федерации, все они либо не имеют расчётов, либо их расчёты выполнены на компьютере с использованием прикладных программных коммерческих комплексов. Сергей Владимирович создал общую модель антенны и универсальные расчётные программы по определению её параметров в одном из языков компьютерной алгебры. Более того, им построены две принципиально разные математические модели для различного числа радиальных стержней и числа их составляющих звеньев — для пологой антенны и для случая сильного изгиба. Все алгоритмы и модели верифицированы и проверены на сходимость и устойчивость расчётов, выполнена оценка точности получаемой поверхности. 




Сообщения компаний:

ОАК активизирует внедрение отечественной PLM-платформы для проектирования авиационной техники
ПАО "ОАК"

«Вертолеты России» увеличат набор студентов по проекту «Крылья Ростеха» на 50%
Холдинг "Вертолеты России"

ГТЛК поставит вертолет авиакомпании «Поляр-Авиа» по ФНБ-проекту
АО "ГТЛК"

Роскосмос ведет мониторинг развития внутренних водных путей России
АО "Российские космические системы"

«Россия» увеличила частоту полетов из Москвы в Ульяновск
АО "Авиакомпания "Россия"

Склад временного хранения грузового терминала аэропорта Красноярск открыт
Международный аэропорт Красноярск

Стрит-арт-художник Миша Most расписал токарный станок холдинга СТАН
Госкорпорация Ростех

IV Весенняя школа «Математическое моделирование» завершилась в «Яропольце»
Московский авиационный институт

Учёные МАИ предложили новый способ борьбы с обледенением самолётов
Московский авиационный институт

Аэрофлот открыл продажи билетов в Гавану и Варадеро на зимнее расписание
ПАО "Аэрофлот"

ЦАГИ продолжает исследования по созданию магистрального самолета нового поколения
ФАУ "ЦАГИ"

Аэрофлот перевёз амурского тигра с Дальнего Востока в Москву
ПАО "Аэрофлот"

«ЮТэйр» нарастил производственные показатели за 4 месяца 2024 года
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Службы аэропорта Новый Уренгой прошли проверку готовности к работе в летний период
АО УК "Аэропорты Регионов"

Авиакомпания NordStar представила обновленное меню бизнес-класса, разработанное совместно с Bellini Gastronomic Ecosystem
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Летим в Хабаровск и Южно-Сахалинск рейсами авиакомпании «Россия»!
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания «Аврора» увеличила количество рейсов из Магадана в Петропавловск-Камчатский и Кепервеем
АО "Авиакомпания "Аврора"

В строящемся терминале международных авиалиний аэропорта Хабаровск началась работа по установке вертикального транспорта
АО "Хабаровский аэропорт"

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу из Хабаровска в Шахтерск, Ноглики, Оху на летнее расписание 2024 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Учебный центр РАТА начал подготовку неавиационного персонала на МС-21
ПАО "ОАК"