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:

Геоскан и ИТМО открыли молодежное конструкторское бюро
ГК "Геоскан"

Работники ОДК-Кузнецов приняли участие в экологической акции в День Волги
ПАО «ОДК-Кузнецов»

В России создают тяжелый беспилотный вертолет для Арктики и Сибири
ГК «Аэромакс»

ГТЛК открыла книгу заявок по размещению локальных облигаций серии 002P-13
АО "ГТЛК"

«Росэл» впервые показал на ЦИПР-2026 «умные» беспилотники для сельского хозяйства
Холдинг «Росэл»

Компания «Высокоточные комплексы» выступит генеральным партнёром МАИФ – 2026
МАИФ

Аэрофлот увеличивает квоту билетов по «плоскому» тарифу в/из Калининграда и запускает дополнительные рейсы на летний сезон
ПАО "Аэрофлот"

«РТ-Техприемка» представила корпоративный ИИ-помощник на ЦИПР-2026
АО "РТ-Техприемка"

Аэропорт Красноярск отработал алгоритмы действий при выявлении опасной инфекции на борту
Международный аэропорт Красноярск

Авиакомпания NordStar приняла участие в форуме по повышению производительности труда в Красноярске
АО "Авиакомпания "НордСтар"

AZUR air возобновляет полёты в Бодрум и Даламан из Москвы в летнем расписании
Авиакомпания AZUR air

Шереметьево и МТС создадут единую интеллектуальную цифровую среду аэропорта
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Биометрия взлетает: ЦБТ и Шереметьево объединяют усилия на ЦИПР-2026
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

«Росэл» показал на ЦИПР-2026 обновленную версию ПАК САПР для проектирования зданий
Холдинг "Росэлектроника"

«РТ-Техприемка» совместно с научно-техническими партнерами займутся импортозамещением цифровых решений для промышленности
АО "РТ-Техприемка"

Информационное сообщение
АО "Авиакомпания Смартавиа"

В Центре аддитивных технологий ОДК испытали новый российский титановый сплав
АО "ОДК"

Шереметьево представил на ЦИПРе ИТ-инновации и новые направления цифрового развития аэропортовой отрасли
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Шереметьево – лидер по разработке и применению биометрических технологий среди аэропортов России
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Аэрофлот представил на ЦИПР умного голосового помощника для пассажиров
ПАО "Аэрофлот"