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:

Аэрофлот запустил мобильные кассы на стойках регистрации в 13 аэропортах России
ПАО "Аэрофлот"

Выпущена почтовая марка с новейшим двигателем 177С разработки ОДК
АО "ОДК"

Red Wings начала полеты из Томска в Улан-Удэ
АО "Ред Вингс"

Проект «Собака эмоциональной поддержки» возобновляет работу в аэропорту Красноярск
Международный аэропорт Красноярск

Двигатели ОДК обеспечили старт ракеты «Союз» с космодрома Плесецк
АО «ОДК» ; ПАО «ОДК-Кузнецов»

3 000 пассажиров Аэроэкспресса воспользовались бесплатным сервисом «Персональный помощник» в 2025 году
ООО "Аэроэкспресс"

Около пяти тысяч сотрудников ОДК-УМПО прошли независимую оценку квалификации в 2025 году
АО "ОДК"

Шереметьево представил образ специалиста 2035 года и подходы к управлению аэропортом будущего
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Шереметьево представил на форуме НАИС ИТ-проекты отраслевого значения
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

«Росэл» представил на выставке NAIS-2026 решения для комплексной безопасности аэропортов
Холдинг «Росэл»

Соглашение о создании программно-аппаратных комплексов для субъектов критической информационной инфраструктуры
РЕД СОФТ

Аэрофлот обновил меню в классе Эконом
ПАО "Аэрофлот"

Аэропорт Шереметьево действовал в рамках закона, что подтверждено решением Верховного Суда РФ
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

AZUR air стала победителем Х Премии RuSky Awards за освоение новых и перспективных маршрутов
Авиакомпания AZUR air

Курс Геоскана по управлению безопасностью полетов прошли представители 81 организации
ГК "Геоскан"

«ЮТэйр» признан лидером в поддержке спорта на премии RUSky Awards
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Шереметьево – лучший аэропорт России и цифровой отраслевой лидер
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Домодедово — гостеприимный аэропорт страны!
Московский аэропорт Домодедово

Red Wings открыла новый регулярный рейс из Самары в Ханты-Мансийск
АО "Ред Вингс"

ОАК и Правительство Хабаровского края подписали новое соглашение о социально-экономическом сотрудничестве и программу социального партнерства
ПАО "ОАК"