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:

Игорь Морачев официально утверждён в должности генерального директора АО «Сирена-Трэвел»
АО "Сирена-Трэвел"

AZUR air обеспечила регулярность полетов на уровне 93% по итогам июля 2026 года
Авиакомпания AZUR air

Биосканеры «Азимута» помогут установить личность в режиме реального времени
Госкорпорация Ростех

Авиакомпания Smartavia приняла участие в фестивале «ПАРИ ФЕСТ»
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Белорусский вокзал стал самой популярной станцией у пассажиров Аэроэкспресса на Шереметьевском направлении
ООО "Аэроэкспресс"

Эмирейтс и международный аэропорт Домодедово организовали тестовый рейс для нейроотличных молодых людей
Авиакомпания Emirates

Аэрофлот запускает собственные рейсы на линиях Москва — Ижевск и Ижевск — Сочи
ПАО "Аэрофлот"

Совместный проектный офис: «Российские космические системы» вместе с НИИ точных приборов интегрируют передовые компетенции и перестраивают внутрихолдинговую кооперацию
АО "Российские космические системы"

Ростех начал прием заявок на участие в V премии Тихомирова
Госкорпорация Ростех

Первый серийный МС-21-310 впервые поднялся в небо
Госкорпорация Ростех

Аэровокзал Южно-Сахалинска представил послу Индии предложения по развитию авиаперевозок
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Международный аэропорт «Казань» запустил удобный чат-бот в мессенджере MAX
АО "Международный аэропорт "Казань"

Ростех запускает «Стаю орлов» для FPV
Госкорпорация Ростех

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу билетов из Хабаровска в Советскую Гавань и Николаевск-на-Амуре до конца 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Машинку для стрижки животных, коробку с кораблём, статуэтку «С днём рождения» и вьетнамские шляпы забыли пассажиры Аэроэкспресса в первые два летних месяца

Аэрофлот добавляет лакто-вегетарианское питание в классе Эконом
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпания Победа открывает новый маршрут: Санкт-Петербург – Ижевск
ООО «Авиакомпания «Победа»

Группа «Аэрофлот» вводит дополнительные рейсы между Москвой и Ижевском, а также новый рейс между Ижевском и Сочи
ПАО "Аэрофлот"

В Татарстане представили модель подготовки кадров для аэропортов будущего
АО "Международный аэропорт "Казань"

Аэрофлот увеличил выручку за первое полугодие на 4,4% до 365,6 млрд рублей
ПАО "Аэрофлот"