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:

«Вертолеты России» представили импортозамещенный «Ансат» на выставке в Набережных Челнах
Холдинг "Вертолеты России"

Доцент МАИ Павел Щур стал лауреатом XI ежегодной премии имени Владимира Ревунова
Московский авиационный институт

20 лет бок о бок со студентами: в МАИ появился памятник кошке Мусе
Московский авиационный институт

Аэроэкспресс проводит необычную информационную кампанию по вежливости в поездах
ООО "Аэроэкспресс"

Команда аэровокзала «Южно-Сахалинск» по максимуму обеспечит безопасность полётов в осенне-зимний период
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Студенты «Крыльев Ростеха» освоили бережливое производство на «Фабрике процессов» ОДК-Кузнецов
АО "ОДК"

Волонтеры «Газпром нефти» провели экоакцию на берегу Анадырского лимана
АО "Газпромнефть-Аэро"

В Москве прошла премия «Человек Ростеха – 2026»
Госкорпорация Ростех

Авиакомпания «Шохин Эйрлайнз» пополнила свой флот самолётом L 410 NG
Авиакомпания Shohin Airlines

Аэрофлот перевёз редких медновских песцов с Дальнего Востока в Москву
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпания «ЮВТ АЭРО» возобновляет прямые рейсы из Казани в Магас
АО "Международный аэропорт "Казань"

ОАК передала в войска партию самолетов Су-57 в новом техническом облике
Госкорпорация Ростех

Сделано в России: Геоскан представил собственную технологию позиционирования дронов для крупных закрытых пространств
ГК "Геоскан"

Котельная Международного аэропорта Красноярск вышла на плановую мощность
Международный аэропорт Красноярск

В ОМО им. П.И. Баранова протестировали новую отечественную смазочно-охлаждающую жидкость
АО "ОДК"

Из Международного аэропорта Владивосток в Бангкок — с S7 Airlines
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» присоединился к новому этапу программы подготовки и развития кадрового резерва «БС-Аэро»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Губернатор Камчатского края и генеральный директор «Авроры» в ходе рабочей встречи обсудили планы развития региональной авиации в крае
АО "Авиакомпания "Аврора"

Домодедовские таможенники проводили на пенсию легендарную служебную собаку по кличке Юша
Домодедовская таможня

Свяжем столицы двух республик: Nordwind Airlines запускает прямые рейсы из Казани в Астану
АО "Международный аэропорт "Казань"