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:

Более 4 млн пассажиров перевезли экспресс-автобусы Аэроэкспресс в аэропорт Домодедово за 4 года
ООО "Аэроэкспресс"

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу билетов на рейсы из Хабаровска в Зею, Тынду, Ноглики на апрель - май 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу авиабилетов из Улан-Удэ в Хужир на март и апрель 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Двигатели ОДК обеспечили старт ракеты с грузами для космонавтов МКС
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Архитекторы технологического лидерства: проекты «Российских космических систем» завоевали высшие награды салона «Архимед-2026»
АО "Российские космические системы"

Авиакомпания Smartavia отмечает семилетие своего бренда
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Прочный как сталь, но в 3 раза легче: в МИСИС представили новый композит
Университет МИСИС

Авиакомпания NordStar подвела итоги реализации федерального проекта «Производительность труда» на примере собственного центра технического обслуживания воздушных судов за 2025 год
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Группа «Аэрофлот» предлагает более 300 маршрутов в летнем сезонном расписании
ПАО "Аэрофлот"

ОДК в отечественных инженерных программах создает элементы двигателей ПД-14 и ПД-8
АО "ОДК"

Ваш билет вас дождется: новая услуга «Фиксированная дата» авиакомпании NordStar
АО "Авиакомпания "НордСтар"

«Москва Карго» участвует в деловой программе TransRussia 2026
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

«АльфаСтрахование» представила решения по страхованию рисков авиационного техобслуживания на конференции ТОиР ВС в России 2026
АО "АльфаСтрахование"

ГТЛК закрыла книгу заявок по размещению четырехлетних ESG-облигаций серии 002P-12
АО "ГТЛК"

ОДК повысила эффективность использования тысяч станков с помощью системы цифрового мониторинга
АО "ОДК"

Red Wings запустит новые рейсы из Казани в города Западной Сибири
АО "Ред Вингс"

Предприятие КРЭТ в полтора раза увеличит финансирование социальных проектов
АО "КРЭТ"

Аэропорт Братск подвёл итоги работы в зимний сезон
Аэропорт Братск

ОДК создает единую платформу управления данными на основе российского ИТ-решения
АО "ОДК"

Геоскан и Авиалесоохрана будут совместно обучать специалистов лесного хозяйства применять беспилотники для мониторинга пожаров
ГК "Геоскан"