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:

Единая цифровая платформа Meridian.Alliance для Ил-114-300 и существующей авиатехники «Арктических авиалиний»
ООО «Аэронавигатор»

ОДК планирует разработку трех двигателей-демонстраторов новых технологий
АО "ОДК"

В МАИ успешно испытали антенну кубсата?ретранслятора для исследования Венеры
Московский авиационный институт

Линейка высокопроизводительных серверов для ИИ <Росэла> получила статус отечественной продукции
Холдинг «Росэл»

Аэрофлот запустил сервис «Мильный овердрафт»
ПАО "Аэрофлот"

Аэропорт Шереметьево и Рексофт завершили импортозамещение системы перевозки трансферного багажа между
Рексофт

ОДК выбрала талантливых школьников для тематической смены в «Артеке»
АО "ОДК"

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу авиаперевозок по Приморскому краю на зимний период 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

113 тысяч пассажиров перевез Аэроэкспресс с 11 по 14 июня
ООО "Аэроэкспресс"

Аэрофлот вводит дополнительные рейсы в Бодрум, Даламан и Анталью в период высокого спроса
ПАО "Аэрофлот"

«Вертолеты России» представляют импортозамещенный Ансат на саммите АСЕАН
Холдинг "Вертолеты России"

Фрезеровщик ОДК-СТАР признан лучшим в Пермском крае
АО «ОДК-СТАР»

«Газпромнефть-Аэро» выступила партнером Всероссийского фестиваля авиационной песни «Душа»
АО "Газпромнефть-Аэро"

Red Wings выполнила первый рейс из Москвы в Баку
АО "Ред Вингс"

ОДК-Кузнецов выпустил в Волгу 2,5 тысячи мальков стерляди
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Новый китайский авиаперевозчик будет выполнять рейсы из аэропорта Хабаровск сразу по двум направлениям
АО "Хабаровский аэропорт"

Международный аэропорт Владивосток увеличил пассажиропоток на 12% по итогам 5 месяцев 2026 года
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Аэрофлот закрыл офис продаж в аэропорту Иркутска. Кто теперь оформляет билеты пассажирам авиакомпании?
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Прямой рейс доставит пассажиров из аэропорта Владивосток в Шэньян
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Red Wings начала летать из Оренбурга в Батуми
АО "Ред Вингс"