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:

Айсен Николаев поставил задачи по развитию авиационной отрасли Якутии
Пресс-центр Республики Саха (Якутия) в Москве

Авиакомпания «РусЛайн» с 31 марта открывает рейсы по новому направлению Нарьян-Мар – Ярославль
АО АК "РусЛайн"

Utair бесплатно перевезет лыжи и сноуборды
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

На предприятии ОДК-Сатурн в Ярославской области назначен новый руководитель
АО "ОДК"

Аэрофлот открыл продажу билетов на новые рейсы между Красноярском и Махачкалой
ПАО "Аэрофлот"

Оборудование «Азимута» повысит пропускную способность аэропорта Минска
Госкорпорация Ростех

Более 246 тысяч пассажиров обслужил аэропорт Братск в 2025 году
Аэропорт Братск

Сотрудники аэровокзала «Южно-Сахалинск» стали отраслевыми экспертами чемпионата «Профессионалы»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

AZUR air возобновляет рейсы на Пхукет из Сочи
Авиакомпания AZUR air

Аэрофлот вошёл в топ-5 лучших работодателей страны по версии HeadHunter
ПАО "Аэрофлот"

Чистый воздух столицы: разработка «Российских Космических Систем» включена в реестр инновационных решений Москвы
АО "Российские космические системы"

В МАИ разработали нейросетевое решение для беспилотников, обнаруживающее пожар на ранней стадии
Московский авиационный институт

Международный аэропорт Владивосток сохранил лидирующие позиции по развитию авиасообщения с Китаем по итогам 2025 года
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Аппаратура Ростеха обеспечит всепогодную аэронавигацию в Томской области
Госкорпорация Ростех

В 2025 году аэропорт «Гагарин» обслужил 1 млн 64 тыс. пассажиров
АО УК "Аэропорты Регионов"

ОДК демонстрирует новейшие разработки для перспективных БПЛА на выставке Umex
АО "ОДК"

Red Wings начала распродажу авиабилетов со скидками до?60%
АО "Ред Вингс"

Зону регистрации аэровокзала «Южно-Сахалинск» оснастили новыми кассовыми аппаратами
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Новый способ погрузки позволил авиакомпании «Волга-Днепр» доставить срочный проектный груз из Китая в Россию
Авиакомпания "Волга-Днепр"

В МАИ придумали комплекс для моделирования посадки первой ступени многоразовой ракеты
Московский авиационный институт