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:

«Открытая Мобильная Платформа» выступит генеральным партнёром МАИФ – 2026
МАИФ

Аэрофлот возобновляет регулярные полёты в ОАЭ
ПАО "Аэрофлот"

Геоскан и «ЛизаАлерт» отработали применение дронов самолетного типа для поиска пропавших людей
ГК "Геоскан"

«Российские космические системы» 1946-2026: 80 лет высоких технологий
АО "Российские космические системы"

В аэропорту Иркутска вновь необычный гость — Ил-76ТД-90ВД ANTARCTICA
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Аэрофлот обсудил стандарты доступной среды на авиатранспорте с лидерами инклюзивных проектов и спортсменами-паралимпийцами
ПАО "Аэрофлот"

AZUR air в летнем сезоне продолжит полётную программу в Нячанг
Авиакомпания AZUR air

Санавиация Ростеха приняла участие в отработке полного цикла спасения туристов в горах Камчатки
Госкорпорация Ростех

Ростех представил многоцелевые беспилотники и эффективный комплекс обнаружения дронов на KazanForum 2026
Госкорпорация Ростех

Международный аэропорт Владивосток увеличил пассажиропоток на 13% за 4 месяца 2026 года
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Красноярск станет четвертым городом России, откуда можно улететь в Гуанчжоу
Международный аэропорт Красноярск

Двигатель ПД-8 для самолета «Суперджет» прошел все сертификационные испытания
Госкорпорация Ростех

Аэрофлот открывает продажу билетов на новые рейсы из Красноярска в Гуанчжоу
ПАО "Аэрофлот"

Новое поколение авиаторов обучают работе с пассажирами в аэровокзале «Южно-Сахалинск»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

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

Геоскан и «Оператор инфраструктуры БАС» протестировали управление беспилотником с использованием сети наземной связи
ГК "Геоскан"

Red Wings перевезла 50 тысяч пассажиров во Вьетнам за год
Авиакомпания Red Wings

Более 300 тысяч пассажиров перевез Аэроэкспресс с 30 апреля по 11 мая
ООО "Аэроэкспресс"

«Вертолеты России» представляют импортозамещенный вертолет «Ансат» на KazanForum 2026
Холдинг "Вертолеты России"

Эфиопские авиалинии увеличивают частоту рейсов из Домодедово
Московский аэропорт Домодедово