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:

Дроны с бортовым ИИ впервые были задействованы в финале Национальной технологической олимпиады (НТО)
ГК "Геоскан"

Пермское предприятие ОДК Ростеха удостоено ордена «За доблестный труд»
АО "ОДК"

Шереметьево и Альфа-Банк открыли новый формат бизнес-зала — А-Клуб Лаундж
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Поезда и экспресс-автобусы Аэроэкспресса будут курсировать по стандартному расписанию в длинные февральские выходные
ООО "Аэроэкспресс"

Utair увеличит количество рейсов в Самару из Екатеринбурга
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

ОАК предложила поэтапную модель развития рынка беспилотных систем
ПАО "ОАК"

Аэрофлот открывает регулярные рейсы из Иркутска в Санья (КНР)
ПАО "Аэрофлот"

КРЭТ запускает строительство нового цеха по выпуску авиационных систем для самолетов МС-21 и «Суперджет»
Госкорпорация Ростех ; АО «КРЭТ»

В Красноярске состоялась презентация регионального лайнера Ил?114?300
АО "КрасАвиа"

Аэрофлот увеличивает ёмкости на рейсах в пункты Дальнего Востока
ПАО "Аэрофлот"

Сотрудники аэровокзала «Южно-Сахалинск» освоили сортировку отходов на практикуме ЛЭБ
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Эмирейтс расширяет географию Премиального экономического класса
Авиакомпания Emirates

«Сирена-Трэвел»: «Мы уверены, что суд разберется, где заканчивается ответственность конкретных лиц и начинается добросовестное владение других акционеров и трудового коллектива»
АО "Сирена-Трэвел"

AZUR air перевезла более 50 тысяч пассажиров из России на Фукуок и обратно за три месяца полётов
Авиакомпания AZUR air

Аэропорт Шереметьево работает в усиленном режиме и стабильно обеспечивает обслуживание авиакомпаний и пассажиров
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Ростех передал МЧС России первую партию новейших вертолетов Ми-38ПС
Госкорпорация Ростех

Red Wings начнет летать из Самары в Ургенч
АО "Ред Вингс"

ГТЛК выполнила все обязательства по замещающим облигациям серии ЗО-2026-Д
АО "ГТЛК"

Геоскан совместно с ТГУ отработал применение БАС при низких температурах
ГК «Геоскан»

В Якутске презентовали отечественный турбовинтовой самолёт Ил-114-300
Пресс-центр Республики Саха (Якутия) в Москве