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:

Шереметьево и Роскосмос окрылили «Неделю космоса»
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Напоминаем нашим пассажирам: вылетающие и прибывающие ветераны Великой Отечественной войны на постоянной основе бесплатно обслуживаются в VIP-зале Терминала 2
АО "Международный аэропорт "Казань"

Выставка астрономических фотографий, детские буклеты и познавательные ролики: какую программу Аэроэкспресс подготовил для пассажиров ко Дню космонавтики
ООО "Аэроэкспресс"

«Газпром нефть» и ее дочерние предприятия примут на практику более тысячи студентов
АО "Газпромнефть-Аэро"

Предприятие КРЭТ «Фазотрон-ВМЗ» отметило 25-летие со дня основания
АО "КРЭТ"

2,2 млн пассажиров перевез Аэроэкспресс за январь – март
ООО "Аэроэкспресс"

КрасАвиа получила восьмой новый вертолет Ми-8
АО "КрасАвиа"

Проект терминала для аэропорта Архыз получил одобрение Главгосэкспертизы
АО УК "Аэропорты Регионов"

Ростех пригласил участников всероссийской олимпиады по информатике на целевое обучение в вузы
Госкорпорация Ростех

Аэрофлот вводит в апреле новые рейсы и дополнительно увеличивает провозные ёмкости между Москвой и Магаданом
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпания NordStar объявляет старт конкурса детского рисунка «Полет с NordStar глазами ребенка»
АО АК "НордСтар"

«Терра Тех» и Российский дом международного научно-технического сотрудничества: новые возможности для продвижения высоких технологий на зарубежных рынках
АО "Российские космические системы"

Utair будет выполнять полеты по 123 направлениям в весенне-летнем расписании
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Глава ГТЛК представил видение «беспилотного будущего» на МТЛФ
АО "ГТЛК"

Двигатели ОДК обеспечили старт ракеты-носителя «Союз» с космодрома Плесецк
АО "ОДК"

Аэрофлот увеличит частоту рейсов между Чебоксарами и Калининградом
ПАО "Аэрофлот"

Сотрудники аэропорта Владивосток приняли участие в экологической акции «Вода России»
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Конструкторы ОДК-Кузнецов провели весенний инженерный интенсив для самарских школьников
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Авиакомпания «Аврора» объявляет весеннюю распродажу авиабилетов на рейсы в апреле 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Авиакомпания «Аврора» объявляет акцию ко Дню Победы в Великой Отечественной войне
АО "Авиакомпания "Аврора"