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:

Ил-114-300 совершил демонстрационный полет в преддверии ВЭФ
Ростех

6 сильнейших юных пилотов одержали победу в Кубке Аэрофлота по картингу
Аэрофлот

Аэрофлот предложит специальное меню на рейсах в рамках Восточного экономического форума
Аэрофлот

Аэрофлот вводит в промышленную эксплуатацию информационную систему ПЛГ и ТОиР – «Купол»
Аэрофлот

Авиакомпания «Аврора» приняла участие в презентации регионального лайнера Ил-114-300 во Владивостоке
Авиакомпания «Аврора»

Из аэропорта Краснодар «Аэрофлот» запустил рейсы в Гюмри
Международный аэропорт Краснодар

Аэрофлот объявляет финансовые результаты по МСФО за 6 месяцев 2026 года
Аэрофлот

В аэропорту Владивосток участников и гостей ВЭФ-2026 встретит фотовыставка, посвященная конкурсу «Дальний Восток – Земля приключений»
Международный аэропорт Владивосток

Ростех привезет на ВЭФ авиационные новинки и практические решения для уникальной географии Дальнего Востока
Ростех

ГТЛК опубликовала промежуточную отчетность по МСФО за 1 полугодие 2026 года
АО "ГТЛК"

С начала 2026 года в России появилось более 120 новых МСП-производителей беспилотников
АО «Корпорация «МСП»

AZUR air получила рейтинг B1 на техническое обслуживание авиационных двигателей
Авиакомпания AZUR air

Сотрудники ОДК участвуют в форуме ветеранов СВО «Вместе победим»
АО "ОДК"

Аэрофлот на всероссийском форуме «Вместе победим»
ПАО "Аэрофлот"

Международный аэропорт Владивосток готов к встрече гостей и участников Восточного экономического форума
АО "Международный аэропорт Владивосток"

В аэровокзале Южно-Сахалинска открылись выставки берестяных икон и истории России начала XX века
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Ростех запускает производство «умных» радиолокационных станций «СОКОЛ-08» для обнаружения роя дронов
Госкорпорация Ростех

ОДК внедряет новые жаропрочные сплавы для 3D-печати деталей авиадвигателей
АО "ОДК"

ОДК представила на «Технопроме» перспективные проекты из сферы частного космоса
АО "ОДК"

КВЗ вновь принял чемпионат по профмастерству среди инженеров-технологов
Холдинг "Вертолеты России"