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:

В МАИ прошла встреча представителей Ростеха с первокурсниками программы «Проектирование беспилотных авиационных систем»
Московский авиационный институт

Авиационный учебный центр Геоскана сертифицирован для подготовки международных специалистов в сфере авиации
ГК "Геоскан"

Utair выполнил первый рейс в Шарм-Эль-Шейх из Тюмени
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

AZUR air возобновила полёты на Шри-Ланку
Авиакомпания AZUR air

«Вертолеты России» поставили МЧС России новый вертолет Ми-8МТВ-1
Холдинг "Вертолеты России"

Red Wings открыла программу полетов в Израиль на летний сезон 2027 года
АО "Ред Вингс"

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» вошёл в национальный топ удобных аэропортов для путешествий с детьми
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Международный аэропорт Хабаровск возглавил топ лучших аэропортов России для путешествий с детьми в своей категории
АО "Хабаровский аэропорт"

Поезда и экспресс-автобусы Аэроэкспресса будут курсировать по стандартному расписанию в День народного единства
ООО "Аэроэкспресс"

Лучшие российские аэропорты для путешествий с детьми: итоги масштабного исследования Аэрофлота, Общественной палаты РФ и Общественного совета при Минтрансе РФ
ПАО "Аэрофлот"

В МАИ создали плазменный двигатель с почти неограниченным ресурсом
Московский авиационный институт

Аэрофлот объявляет финансовые результаты по РСБУ за 3 квартал и 9 месяцев 2026 года
ПАО "Аэрофлот"

ОДК наградила лучших молодых ученых и будущих инженеров
АО "ОДК"

Аэроэкспресс снизил цену билетов в аэропорты на 30% по субботам и воскресеньям
ООО "Аэроэкспресс"

Авиамаршрут «Минск – Жуковский» успешно запущен после длительного перерыва
Международный аэропорт Жуковский

Роман Чуев стал генеральным директором Red Wings
Авиакомпания Red Wings

В России определили ведущие колледжи по подготовке специалистов промышленной отрасли
АО "Газпромнефть-Аэро"

АО «ГТЛК» опубликовало промежуточную бухгалтерскую отчетность по РСБУ за 9 месяцев 2026 года
АО "ГТЛК"

Вьетнам становится ближе: у аэропорта Иркутска новый международный партнёр
АО "Международный аэропорт Иркутск"

«РТ-Техприемка» представила возможности собственной ИИ-платформы для управления качеством
АО "РТ-Техприемка"