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:

Сотрудники ОДК-Кузнецов приняли участие во Всероссийской акции «Сохраним лес»
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Алгоритмы МАИ помогут рассчитать теплозащиту межпланетных кораблей
Московский авиационный институт

Космос на службе правосудия: 5 млрд рублей ущерба возмещено благодаря спутниковым геотехнологиям
АО "Российские космические системы"

В Аэроэкспрессе начались сезонные инструктажи с локомотивными бригадами и водителями экспресс-автобусов
ООО "Аэроэкспресс"

Волонтеры «Газпром нефти» обустроили территорию приюта для животных в Мурманске
АО "Газпромнефть-Аэро"

Радиоактивные грибы обнаружили домодедовские таможенники в багаже у пассажира
Домодедовская таможня

Ростех запустил образовательный навигатор для старшеклассников
Госкорпорация Ростех

Аэропорт «Хатанга» получил имя Николая Фокина
АО "КрасАвиа"

17 млн пассажиров перевезли экспресс-автобусы Аэроэкспресса за 7 лет
ООО "Аэроэкспресс"

К аэропорту Краснодар открыли прямой проезд по Фадеевскому путепроводу
Международный аэропорт Краснодар

Аэрофлот первым в России установил новейшие платёжные терминалы Сбера с искусственным интеллектом
ПАО "Аэрофлот"

Группа «Аэрофлот» в зимнем расписании предлагает 282 маршрута
ПАО "Аэрофлот"

«РТ-Техприемка» подтвердила надежность собственных импортозамещенных разработок для метрологии
АО "РТ-Техприемка"

Аэровокзал Южно-Сахалинска и МЧС отработали взаимодействие при пожаре
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

«Газпромнефть-Аэро» и фонд «Центр развития донорства костного мозга» провели волонтерскую акцию в аэропортах Омска и Новосибирска
АО "Газпромнефть-Аэро"

Разработанные в МАИ детали из сверхтонких композитов позволят снизить вес самолётов
Московский авиационный институт

ОДК внедрила российскую систему управления производством и цепочками поставок
АО "ОДК"

«Аэрохимфлот» предложил объединить ЛМС-901 «Байкал» и БПЛА в противопожарный авиакомплекс
Авиационный альянс «Аэрохимфлот»

ОДК готова создать новый двигатель для энергетики мощностью до 45 МВт
АО «ОДК» ; ООО «ОДК Инжиниринг»

Новая выставка к 100-летию Хабаровского музыкального театра открылась в Международном аэропорту Хабаровск
АО "Хабаровский аэропорт"