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:

«Газпромнефть-Аэро» провела экологическую акцию в Санкт-Петербурге
АО «Газпромнефть-Аэро»

«РТ-Техприемка» познакомила студентов МАИ с современными робототехническими решениями для промышленности
АО "РТ-Техприемка"

Шереметьево предлагает многодетным семьям новый сервис на паркингах
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

«Сирена-Трэвел» подготовила специалистов Air Koryo к продажам на рейсы российских авиаперевозчиков
Компания «Сирена»

Аэрофлот открывает продажу билетов на прямые рейсы между Санкт-Петербургом и Астаной
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпания NordStar возобновляет маршруты из Норильска: Пермь и Казань в летнем сезоне 2026 года
АО "Авиакомпания "НордСтар"

В ОДК-СТАР создают робота для транспортировки деталей и инструмента
АО "ОДК"

Импортозамещенный вертолет Ми-171А3 проверили экстремальным холодом в Якутии
Госкорпорация Ростех

Реальность конструкторского бюро — на парах: как МАИ формирует профессиональные навыки студентов
Московский авиационный институт

Студенты МАИ разрабатывают доступный учебный комплекс по дистанционному зондированию Земли для школ
Московский авиационный институт

В МАИ создают систему защиты космонавтов от разрушения костей в длительных полётах
Московский авиационный институт

Аэрофлот обновил «Вегетарианское» и «Русское» специальное питание на борту
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпания Smartavia проводит акцию в честь 81-й годовщины Победы в Великой Отечественной войне
АО "Авиакомпания Смартавиа"

AZUR air перевезла почти 400 тысяч пассажиров в первом квартале 2026 года
Авиакомпания AZUR air

Аэрофлот проведёт традиционную акцию для ветеранов в честь 81-й годовщины Победы
ПАО "Аэрофлот"

Ростех и МАИ запустили обучение для разработчиков беспилотных систем
Госкорпорация Ростех

«Росэл» освоил технологию тонкостенного литья деталей из алюминия в интересах радиоэлектронной отрасли
Холдинг «Росэл»

В аэровокзале «Южно-Сахалинск» прошёл межрегиональный тур чемпионата «Профессионалы»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

40 человек написали Тотальный диктант в движущемся двухэтажном аэроэкспрессе
ООО "Аэроэкспресс"

Red Wings выполнила первый рейс в Тель-Авив
АО "Ред Вингс"