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:

Авиакомпания «РусЛайн» выполнит рейсы из Перми в Сухум в июле
РусЛайн

В аэропорту Шереметьево состоялось торжественное открытие и освящение часовни в честь Архангела Михаила и прочих Небесных Сил бесплотных
Международный аэропорт Шереметьево

В аэропорту Шереметьево состоялось торжественное открытие и освящение часовни в честь Архангела Михаила и прочих Небесных Сил бесплотных
Международный аэропорт Шереметьево

КРЭТ запустил на «Инженерах будущего» образовательный трек по ИИ и беспилотным системам
КРЭТ

Реконструкция аэродромного комплекса аэропорта Братск выполнена на 85%
Аэропорт Братск

Опытный самолет Як-130М выполнил первый полет
ОАК

ОДК начала сборку первых серийных двигателей ПД-8 для самолета «Суперджет»
ОДК

Из Международного аэропорта Владивосток - в Яньтай!
Международный аэропорт Владивосток

Сразу две полетные программы в Далянь запущены из международного аэропорта Хабаровск
АО «Хабаровский аэропорт»

ГТЛК уже законтрактовала свыше 100 беспилотников по ГГЗ-2026
ГТЛК

ОДК проведет образовательный модуль по двигателестроению на форуме «Инженеры будущего – 2026»
ОДК

Аэрофлот увеличивает частоту полётов между Минеральными Водами и Стамбулом
Аэрофлот

Red Wings перевезла более 30 млн пассажиров за 27 лет
Red Wings

Ростех впервые представил на «Инженерах будущего» ключевые компоненты для отечественных БПЛА
Ростех

МС-21-310 продемонстрировал дальность полета свыше 3800 километров
ОАК

Red Wings открыла продажи билетов в Израиль на зимний сезон
Red Wings

Наработка установок ОДК-Авиадвигатель и ОДК-Пермские моторы на объектах ТЭК превысила 50 млн часов
ОДК

В МАИ открыт набор на первую в России программу БВО по подготовке инженеров для проектирования беспилотных систем
МАИ

ОДК-Кузнецов впервые провел Семейный день на площадке опытного производства
ОДК

В Иркутском аэропорту начнётся апробация новых правил пересечения государственной границы для иностранных граждан
АО «Международный Аэропорт Иркутск»