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:

Международный аэропорт Владивосток переходит на зимнее расписание полетов
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Аэрофлот вводит дополнительные рейсы в пункты Дальнего Востока на время школьных каникул
ПАО "Аэрофлот"

Геоскан разработал программы обучения по применению БАС в задачах технической инвентаризации недвижимости
ГК "Геоскан"

Строительство нового аэровокзального комплекса аэропорта Горно?Алтайск вышло на новый этап: смонтирована первая из шестнадцати мегаколонн
АО «Аэропорт Горно-Алтайск»

В аэропорту Краснодар на осенне-зимний период запланированы рейсы по 26 направлениям
Международный аэропорт Краснодар

ОДК получила сертификат разработчика поршневого двигателя М105
АО "ОДК"

Аэровокзал Южно-Сахалинска представил выставку юбилейного фестиваля «Поющие острова»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Авионика Ростеха для «Суперджета» выдерживает удар молнии и жару в 85 °C
Госкорпорация Ростех

Аэропорт «Гагарин» переходит на зимнее расписание
АО УК "Аэропорты Регионов"

Авиакомпания NordStar первой среди российских авиаперевозчиков интегрировала в бортовую систему развлечений видеоинструкцию по безопасности на борту на русском жестовом языке
АО "Авиакомпания "НордСтар"

УК «Аэропорты Регионов» представила сервис для самообслуживания пассажиров в системе розыска багажа
АО УК "Аэропорты Регионов"

Детские дорожные наборы Аэрофлота удостоены премии Best for Kids
ПАО "Аэрофлот"

Студенты трека «Крылья Ростеха» встретились с руководством ОДК
АО «ОДК»

ОДК-Кузнецов выпустил в Волгу мальков сазана
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Международный аэропорт Владивосток и S7 Airlines увеличивает частоту полетов из Владивостока.
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Рейтинговое агентство «Эксперт РА» подтвердило кредитный рейтинг Аэрофлота на уровне ruAA, прогноз стабильный
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпания Smartavia успешно завершила подготовку к работе в осенне-зимнем периоде 2026/27 гг.
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Новые сервисы и возможности бот-оператора NordStar в МАХ
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Члены молодежных советов Самара Профавиа посетили ПАО «ОДК-Кузнецов»
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу авиабилетов на ряд социально значимых рейсов до конца 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"