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:

Аэрофлот предложит моментальное фото на борту в День семьи, любви и верности
ПАО "Аэрофлот"

Новые горизонты: Уральские авиалинии и Сбер расширяют взаимодействие на индийском направлении
ОАО АК "Уральские авиалинии"

Уральские авиалинии и аэропорт Кольцово подписали меморандум о строительстве нового ангара для российских самолетов
ОАО АК "Уральские авиалинии"

AZUR air обеспечила регулярность полетов на уровне 93,3% во втором квартале 2026 года
Авиакомпания AZUR air

Red Wings увеличила на 13% объемы перевозок на самолетах Ту-204/214
АО "Ред Вингс"

Студенты МАИ приступили к летней практике на КнААЗ
Московский авиационный институт

Авиакомпания «Победа» и Ульяновская фабрика Simbirsk Atelier разработали для клиентов не имеющий аналогов вкус шоколада
Авиакомпания "Победа"

Будем рядом в любом случае: команда аэровокзала «Южно-Сахалинск» изучила основные методы оказания первой помощи
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Международный аэропорт Шереметьево - лидер в сфере корпоративных коммуникаций: шесть наград в рейтинге «TOP – COMM 2026»
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Пассажирам Аэроэкспресса впервые раздадут ромашки в честь Дня семьи, любви и верности
ООО "Аэроэкспресс"

Новейший двигатель НК-36СТ-32 разработки ОДК вошел в топ-5 лучших промышленных проектов России
АО "ОДК"

Более 1 000 «Паспортов путешественника» получили маленькие пассажиры Аэроэкспресса
ООО "Аэроэкспресс"

Международный аэропорт Владивосток провел деловую встречу с партнерами из Китая
АО "Международный аэропорт Владивосток"

ОДК впервые представила на выставке ИННОПРОМ новейший поршневой двигатель для гражданских беспилотников
АО "ОДК"

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» дал старт карьере островных выпускников
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Информационное сообщение
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Команда холдинга «Росэл» вошла в топ-5 форума «Инженеры будущего»
Холдинг "Росэлектроника"

Аэрофлот возобновляет регулярные рейсы из Краснодара в Дубай
ПАО "Аэрофлот"

Новый зарубежный перевозчик на рейсах в Армению из аэропорта «Казань»
АО "Международный аэропорт "Казань"

ГТЛК завершила контрактацию с государственными заказчиками на поставку беспилотников в рамках ГГЗ-2026
АО "ГТЛК"