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 увеличивает частоту рейсов в Китай
ПАО "Аэрофлот"

Аэрофлот подвёл итоги праздничных акций для пассажиров на борту
ПАО "Аэрофлот"

Компания «Азимут» оснастила аэропорт Сочи новейшим оборудованием для бесперебойной связи диспетчеров с самолетами
Госкорпорация Ростех

В ОДК-Кузнецов поздравили ветеранов отрасли с вековым юбилеем
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Аэрофлот перевёз более 1,2 млн пассажиров за новогодние праздники
ПАО "Аэрофлот"

Антропоморфные роботы и новая система подготовки экипажей: космонавты Анна Кикина и Николай Чуб защитили диссертации в МАИ
Московский авиационный институт

Главгосэкспертиза одобрила проект нового аэровокзального комплекса в аэропорту Горно-Алтайск
АО «Аэропорт Горно-Алтайск»

Группа «Аэрофлот» объявляет операционные результаты за декабрь 2025 года
ПАО "Аэрофлот"

AZUR air перевезла более 63 тыс. пассажиров в новогодний период
Авиакомпания AZUR air

Сотрудники ОДК-Кузнецов сдали почти 200 литров донорской крови в 2025 году
ПАО "ОДК-Кузнецов"

Авиакомпания запускает фотоконкурс "Мишколеты Ямала"
Авиакомпания "Ямал"

В новогодние праздники аэропорт «Гагарин» обслужил 244 рейса
АО УК "Аэропорты Регионов"

Аэропорт Елизово обслужил более 23 тысяч пассажиров на новогодних каникулах
АО УК "Аэропорты Регионов"

Международный аэропорт Красноярск подвел итоги работы за 2025 год
Международный аэропорт Красноярск

Двигатели ОДК обеспечили 13 пусков ракет-носителей «Союз-2» в 2025 году
АО «ОДК» ; ПАО «ОДК-Кузнецов»

Назначения в руководстве ПАО «ОАК»
ПАО "ОАК"

Аэропорт Братск подвёл итоги работы в новогодние каникулы
Аэропорт Братск

Иркутский аэропорт в период новогодних праздников обработал 150 ВС
АО "Международный аэропорт Иркутск"

«РТ-Техприемка» зарегистрировала свыше 25 тысяч пользователей на платформе MyBoards
АО "РТ-Техприемка"

Оборудование Госкорпорации Ростех обеспечит надежную навигацию самолетов в трех регионах Арктики
Госкорпорация Ростех