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:

КрасАвиа переходит на весенне-летнее расписание
АО "КрасАвиа"

Шоу дронов Геоскана и Движения Первых стало патриотическим проектом года
ГК "Геоскан"

Шереметьево завершил разработку технико-функциональной архитектуры биометрической системы
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Utair увеличил число рейсов в Краснодар из Тюмени
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Геоскан открыл первую лабораторию БАС в Индии
ГК "Геоскан"

Для заботы нет рамок: команда аэровокзала «Южно-Сахалинск» собрала тёплые вещи в помощь приюту для животных
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Аэропорт Красноярск добился роста производительности труда за счет оптимизации процессов
Международный аэропорт Красноярск

Опытно-конструкторское бюро им. Архипа Люльки 80 лет создает уникальные газотурбинные двигатели
АО "ОДК"

Авиакомпания NordStar перешла на весенне-летнее расписание полетов 2026
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Международный аэропорт Красноярск обслужил первый рейс нового иностранного авиаперевозчика Centrum Air
Международный аэропорт Красноярск

Из авиагавани Приморья в Гуанчжоу вместе с China Southern Airlines!
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Аэропорт Красноярск перешел на весенне-летнее расписание полетов
Международный аэропорт Красноярск

Поезда Аэроэкспресса в аэропорт Шереметьево будут ходить быстрее
ООО "Аэроэкспресс"

Аэрофлот возобновляет прямые рейсы между Чебоксарами и Махачкалой
ПАО "Аэрофлот"

В Ростехе продолжают карьеру 9 из 10 молодых спецов
Госкорпорация Ростех

Авиакомпания «РусЛайн» открыла продажу билетов на рейсы Москва (Внуково) – Сухум с 2 апреля
АО АК "РусЛайн"

Выручка ГТЛК по МСФО выросла до 147,2 млрд рублей по итогам 2025 года
АО "ГТЛК"

ГТЛК подвела итоги операционной деятельности за 2025 год
АО "ГТЛК"

Авиакомпания Smartavia приступает к работе по летнему расписанию
АО "Авиакомпания Смартавиа"

AZUR air перевезла более 170 тыс. пассажиров в/из Пхукета этой зимой
Авиакомпания AZUR air