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 «Бизнес-проездной» для часто летающих пассажиров
ПАО "Аэрофлот"

Геоскан и РАН разработали первую отечественную односенсорную мультиспектральную SWIR-камеру для БАС
ГК "Геоскан"

Тариф «Предварительный» станет самым выгодным для поездки в Аэроэкспрессе
ООО "Аэроэкспресс"

Аэропорт Домодедово дал старт праздничному оформлению, установив новогоднюю елку высотой 15 метров
Московский аэропорт Домодедово

ГТЛК успешно разместила выпуск трехлетних ESG-облигаций серии 002P-11 на 12,5 млрд рублей
АО "ГТЛК"

ОДК повысит эффективность внешнеэкономической деятельности совместно с ВТБ
АО "ОДК"

В аэропорту Жуковский открылся аптечный пункт «Магнит?Аптека»
Международный аэропорт Жуковский

Группа «Аэрофлот» вводит шесть дополнительных рейсов между Москвой и Владивостоком на зимний период повышенного спроса
ПАО "Аэрофлот"

Внимание к каждой детали: аэровокзал «Южно-Сахалинск» обновил программу обучения гостеприимству
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Авиакомпания Smartavia поздравила продюсерский центр «Архангельск Джаз» с престижной победой
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Авиакомпания «РусЛайн» возобновляет рейсы из Нарьян-Мара в Пермь
АО АК "РусЛайн"

Обновленный фасад аэропорта Домодедово
Московский аэропорт Домодедово

ГТЛК поставит вертолет авиакомпании АЛРОСА
АО "ГТЛК"

Аэрофлот и Сбер выпустили совместную премиальную дебетовую карту
ПАО "Аэрофлот"

В международном аэропорту Жуковский прошел рейд по борьбе с нелегальными такси
Международный аэропорт Жуковский

Аэрофлот объявляет финансовые результаты по МСФО за 9 месяцев 2025 года
ПАО "Аэрофлот"

ГТЛК закрыла книгу заявок по размещению трехлетних ESG-облигаций серии 002P-11
АО "ГТЛК"

Поздравление генерального директора ФАУ «ЦАГИ», члена-корреспондента РАН К.И. Сыпало со 107-летием ЦАГИ
ФАУ "ЦАГИ"

Аэровокзал Южно-Сахалинска и авиакомпании обсудили взаимодействие в зимний период
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Международный аэропорт Владивосток и авиакомпании торжественно чествовали юбилейных пассажиров
АО "Международный аэропорт Владивосток"