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:

Red Wings предоставит бесплатные билеты ветеранам Великой Отечественной войны
АО "Ред Вингс"

Пассажиры Уральских авиалиний написали «Диктант Победы» в небе
ОАО АК "Уральские авиалинии"

Шереметьево продолжает устойчивую работу в сложных метеоусловиях
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Ростех объявил лауреатов IV премии имени Тихомирова
Госкорпорация Ростех

Аэропорт Иркутска встретил тех, кто стоит на страже памяти
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» встречает весенне-летний период на высоте и обновляет парк техники
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

К финальному этапу реконструкции готовится аэропорт Братск
Аэропорт Братск

«Газпром нефть» и ее дочерние предприятия увеличили набор в вузы-партнеры
АО "Газпромнефть-Аэро"

Концерт оркестра ФТС ко Дню Победы
Московский аэропорт Домодедово

Борт АTR-72 стал площадкой для «Диктанта Победы»
АО "КрасАвиа"

«РТ-Техприемка» отметила лучшие инженерные проекты «Студенческой научной весны» в области машиностроения
АО "РТ-Техприемка"

Поезда и экспресс-автобусы Аэроэкспресса будут курсировать по стандартному расписанию в майские праздники
ООО "Аэроэкспресс"

Майские праздники: 14 направлений из аэропорта Петропавловска-Камчатского
АО УК "Аэропорты Регионов"

Двигатели ОДК обеспечили старт ракеты-носителя с грузами для экипажей МКС
АО "ОДК"

ОДК: российское авиационное двигателестроение уверенно отвечает на современные вызовы
АО "ОДК"

Ветераны Великой Отечественной войны смогут воспользоваться бесплатным проездом в бизнес-классе Аэроэкспресса
ООО "Аэроэкспресс"

Подведены итоги корпоративного чемпионата по профмастерству ОАК
ПАО "ОАК"

«Диктант Победы» объединил в Шереметьево знатоков ратной истории Отечества - пассажиров, пилотов, авиаспециалистов и курсантов
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

В Пермском региональном отделении СоюзМаш России избран новый председатель
АО "ОДК"

Сотрудники ОДК-Кузнецов проверили знания истории в «Диктанте Победы»
ПАО «ОДК-Кузнецов»