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:

Аэрофлот запускает «Полётный абонемент» для часто летающих пассажиров
Аэрофлот

Объединенная авиастроительная корпорация продемонстрирует ключевые проекты и новинки на международном авиакосмическом салоне El Alamein Airshow в Египте
ОАК

Шереметьево тестирует интеллектуальную систему парковки с поиском автомобиля и свободных мест
Международный аэропорт Шереметьево

«Уральские авиалинии» открыли свой сервис для AI-ассистентов
Уральские авиалинии

Аэропорт Владивосток подвел итоги работы во время Восточного экономического форума-2026
Аэропорт Владивосток

«Газпром нефть» обеспечивает поставки топлива по Северному завозу
Газпромнефть-Аэро

Аэрофлот запустил восемь киосков саморегистрации в зоне международных вылетов аэропорта Шереметьево
Аэрофлот

Рейс с «мохнатым» приоритетом: Уральские авиалинии доставили редких животных в новый дом
Уральские авиалинии

S7 Group заключила соглашение о сотрудничестве по развитию авиаперевозок в Хабаровском крае
S7

Сахалинские природные парки оцифровали с помощью беспилотников
Геоскан

Аэропорт Красноярск принял блогеров и туроператоров из Китая
Аэропорт Красноярск

S7 Group, международный аэропорт Хабаровск и правительство Хабаровского края договорились о развитии маршрутной сети
АО «Хабаровский аэропорт»

Ростех впервые представил арктический вертолет Ми-38ПС с рекордной дальностью полета
Ростех

Более 26 тысяч детей обслужил аэропорт «Гагарин» за время летних каникул
АО УК "Аэропорты Регионов"

Hainan Airlines увеличивает частоту рейсов из Шереметьево в Хайкоу до пяти в неделю
Международный аэропорт Шереметьево

Рейс к истокам больших перемен запустили в аэровокзале «Южно-Сахалинск» для островных студентов
Аэровокзал «Южно-Сахалинск»

Оплатить билеты на поезда и экспресс-автобусы Аэроэкспресса можно цифровыми рублями
Аэроэкспресс

ГТЛК поставит в лизинг «ЮТэйр» 26 вертолетов
ГТЛК

Ростех проведет в Египте международную премьеру системы для уничтожения дронов
Ростех

Флот «ЮТэйр» пополнят 26 новейших вертолетов
ЮТэйр