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:

Аэропорт Шереметьево работает в усиленном режиме и стабильно обеспечивает обслуживание авиакомпаний и пассажиров
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Непогода в столичном регионе не повлияла на работу поездов и экспресс-автобусов Аэроэкспресс
ООО "Аэроэкспресс"

Аэропорт Шереметьево работает в штатном режиме и в полном объеме обслуживает авиакомпании и пассажиров на вылет и прилет
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Utair предлагает скидку 25% на билеты в Дубай из Сургута и Тюмени
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

AZUR air — в тройке крупнейших российских авиакомпаний по пассажиропотоку на международных воздушных линиях
Авиакомпания AZUR air

ГТЛК открыла книгу заявок по размещению валютных облигаций серии 001P-22 в долларах США
АО "ГТЛК"

Наша санавиация спасла жизнь сотруднику ДПС в Оренбургской области.
Госкорпорация Ростех

Аэрофлот открыл продажу билетов на прямые собственные рейсы из Сочи в Стамбул
ПАО "Аэрофлот"

Специалисты ОДК улучшили конструкцию важных узлов авиадвигателя ПС-90А
АО "ОДК"

Международный аэропорт Владивосток продолжил наращивать темпы роста пассажиропотока в первом месяце 2026 года
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Первые «Профессионалы» у руля: сотрудники аэровокзала «Южно-Сахалинск» завершили неделю наставничества на главном чемпионате страны
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Умный планировщик: в МАИ создали интеллектуальную систему управления производством
Московский авиационный институт

В МАИ разработали проект системы охлаждения для будущей лунной базы
Московский авиационный институт

В МАИ разработали метод повышения прочности и долговечности авиадеталей с помощью нанотрубок
Московский авиационный институт

В МАИ разработали перспективный лёгкий заполнитель для обшивки космических аппаратов и самолётов
Московский авиационный институт

МАИ запустил программу дополнительного обучения преподавателей для совершенствования подготовки инженеров
Московский авиационный институт

Завершено внедрение отечественных композитов в конструкцию МС-21
ПАО "ОАК"

Группа «Аэрофлот» объявляет операционные результаты за январь 2026 года
ПАО "Аэрофлот"

На предприятии ОДК-СТАР открыт новый производственный участок
АО "ОДК"

Аэрофлот открыл продажу билетов на прямые собственные рейсы из Сочи в Ереван
ПАО "Аэрофлот"