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:

Геоскан представил обновленную платформу для настройки образовательных дронов Pioneer Station 2.0
ГК "Геоскан"

В ОДК-СТАР назвали лучшего по охране труда среди мастеров
АО "ОДК"

Сотрудничество Геофизического центра РАН и «Терра Тех» способствует развитию исследований Арктики
АО "Российские космические системы"

Ростех подтвердил успешную работу авиадвигателя ПД-8 в условиях ливней
Госкорпорация Ростех, АО «ОДК»

Авиакомпания NordStar расширяет действие услуги «Увеличенный срок для оплаты билета»
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Из аэропорта Владивосток на новогодние каникулы в Шанхай!
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Более 70 инженеров Ростеха принимают участие в V Конгрессе молодых ученых
Госкорпорация Ростех

Иркутский аэропорт установил новые мачты освещения
АО "Международный аэропорт Иркутск"

В главной авиагавани Камчатки открылась комната матери и ребёнка
АО УК "Аэропорты Регионов"

Utair будет выполнять полеты по 21 маршруту в зимнем сезоне из Тюмени
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Nordwind Airlines запускает регулярные рейсы между Казанью и Стамбулом
АО "Международный аэропорт "Казань", Nordwind Airlines

Первый в мире режим перехвата беспилотников появился в отечественном симуляторе «Квадросим»
Университет 2035

ЦАГИ представил инновационную разработку на Всероссийском форуме
ФАУ "ЦАГИ"

Аэрофлот запустил продажу дополнительных услуг через чат-бота
ПАО "Аэрофлот"

ОДК-Кузнецов организовал круглый стол по ключевым трендам в управлении персоналом
ПАО «ОДК-Кузнецов»

ГТЛК фиксирует уверенный рост выручки до 112 млрд рублей за 9 месяцев 2025 года, несмотря на внешние вызовы
АО "ГТЛК"

Международный аэропорт Красноярск фиксирует рост пассажиропотока на китайских направлениях
Международный аэропорт Красноярск

Три разработки и шесть побед: маёвцы отличились на всероссийском слёте инженерных команд в области БАС
Московский авиационный институт

Команда «ОКБ «Аэрокосмические системы» стала победителем конкурса «Авиастроитель года»
АО «ОКБ «Аэрокосмические системы»

Ростех объединился с ведущими вузами страны для создания прорывных технологий
Госкорпорация Ростех