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:

В Акабу из Домодедово
Московский аэропорт Домодедово

Геоскан и МИИГАиК будут вместе готовить специалистов для работы с БАС и пространственными данными
ГК "Геоскан"

На ПМЭФ-2026 состоялась встреча генерального директора Аэрофлота и губернатора Калининградской области
ПАО "Аэрофлот"

На полях ПМЭФ состоялась встреча Генерального директора ПАО «Аэрофлот» и Посла России на Маврикии Ирады Зейналовой
ПАО "Аэрофлот"

ORS и Nexta предоставят TMC-агентам прямой доступ к авиаконтенту
АО "ОРС"

Генеральный директор Аэрофлота встретился с губернатором Ставропольского края Владимиром Владимировым
ПАО "Аэрофлот"

Ростех и Иркутская область укрепляют партнерство для наращивания производства МС-21
Госкорпорация Ростех

ГТЛК поставит в лизинг 2-ому Архангельскому объединенному авиаотряду три самолета Ил-114-300
АО "ГТЛК"

ГТЛК и Минпромторг России договорились совместно развивать робототехнику, беспилотный транспорт и электронику
АО "ГТЛК"

Региональный самолет Ил-114-300 и двигатель ПД-8 для «Суперджета» получили сертификаты типа
Госкорпорация Ростех

Новейший авиационный двигатель ПД-8 для «Суперджета» получил сертификат типа
АО "ОДК"

Аэрофлот приступил к выполнению регулярных рейсов между Минеральными Водами и Стамбулом
ПАО "Аэрофлот"

Аэрофлот и Т2 будут развивать связь и цифровые сервисы на борту
ПАО "Аэрофлот"

Аэрофлот заключил соглашение о сотрудничестве с Государственным фондом поддержки участников специальной военной операции «Защитники Отечества»
ПАО "Аэрофлот"

«Газпромнефть-Аэро» открыла новый сезон профориентационной программы «Крылья знаний»
АО "Газпромнефть-Аэро"

Специалисты МАИ совершенствуют системы дальней космической связи для аппаратов с электроракетными двигателями
Московский авиационный институт

«РТ-Техприемка» представила опыт сертификации оборудования для защиты энергетических объектов от БПЛА
АО "РТ-Техприемка"

Аэрофлот подтвердил статус лидера ответственного бизнеса, получив высшую категорию ЭКГ-рейтинга (ААА)
ПАО "Аэрофлот"

Генеральный директор Аэрофлота провёл рабочую встречу с губернатором Магаданской области
ПАО "Аэрофлот"

Международный аэропорт Владивосток и авиакомпания S7 Airlines расширяют сотрудничество: новое направление – Гуанчжоу
АО "Международный аэропорт Владивосток"