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:

Рейсы из аэропорта Красноярск в Краснодар станут ежедневными
Международный аэропорт Красноярск –

Аэропорт Жуковский и «Белавиа»: 10-летие первого рейса и новое партнерство!
Аэропорт Жуковский

Аэрофлот подвёл итоги перевозок за лето: самые популярные российские и зарубежные направления
Аэрофлот

Ведущее двигателестроительное предприятие ОМО им. П.И. Баранова отметило 110-летие
ОДК

Группа «Аэрофлот» объявляет операционные результаты за август 2026 года
Аэрофлот

Новый набор целевиков ОДК-УМПО приступил к обучению в профильных вузах и колледжах
ОДК

«Пожар» ликвидировали в аэропорту Иркутска

Шереметьево начал специальное транспортное обслуживание участников Международного фестиваля молодежи
Международный аэропорт Шереметьево

Аэрофлот — официальный авиаперевозчик и партнёр Международного фестиваля молодёжи
Аэрофлот

Из аэропорта Краснодар «Аэрофлот» увеличивает частоту рейсов в Красноярск
Международный аэропорт Краснодар

Геоскан представил решение для автономной навигации беспилотников без ГНСС
Геоскан

Группа «Аэрофлот» увеличивает частоту рейсов между Красноярском и Краснодаром
Аэрофлот

Аэрофлот обновляет три вида специального питания на борту
Аэрофлот

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу авиабилетов на рейсы из Хабаровска в Амурзет, Южно-Сахалинска в Советскую Гавань и Петропавловска-Камчатского в Северо-Курильск до конца 2026 года
Авиакомпания «Аврора»

Аэрофлот стал лауреатом IR-премии MOEX «Рынок выбирает»
Аэрофлот

ОАК представляет в Нью-Дели комплексные решения для развития авиаперевозок в Индии
ОАК

Аэропорт Братск восстановил мурал в честь юбилея предприятия
Аэропорт Братск

Учения по пожарной безопасности пройдут в аэропорту Иркутска
Аэропорт "Иркутск"

Из аэропорта Владивосток возобновляются рейсы в Ичан
Международный аэропорт Владивосток

Порядка 3 миллионов пассажиров перевез Аэроэкспресс за лето
Аэроэкспресс