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:

«РТ-Техприемка» поставила роботов на завод «Техприбор» в Санкт-Петербурге
АО "РТ-Техприемка"

«Росэл» начал производство более 30 типов комплектующих для электронной аппаратуры
Холдинг «Росэл»

«Росэл» представил более 160 отечественных решений для замены импорта на «ЭкспоЭлектронике-2026»
Холдинг «Росэл»

Добрая акция «Привет из Владивостока!» стартовала в авиагавани Приморья
АО "Международный аэропорт Владивосток"

В международном аэропорту Красноярск прошла донорская акция «Мой донорский полет»
Международный аэропорт Красноярск

Utair откроет рейсы в Геленджик из Сургута и Тюмени
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Red Wings начала летать из Екатеринбурга в Ургенч
АО "Ред Вингс"

Группа «Аэрофлот» увеличивает ёмкости на рейсах из Москвы в Анадырь и Магадан
ПАО "Аэрофлот"

Red Wings начнет летать из Екатеринбурга в Китай
АО "Ред Вингс"

«РТ-Техприемка» открывает школьникам Омска мир высокоточных измерений
АО "РТ-Техприемка"

На ОДК-Сатурн в 30 раз ускорили подбор средств измерений для контроля качества продукции
АО "ОДК"

В аэровокзале «Южно-Сахалинск» стартовал межрегиональный тур «Профессионалов»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

«Газпромнефть-Аэро» укрепила позиции на рынке авиатопливообеспечения России в 2025 году
АО "Газпромнефть-Аэро"

Старт «Недели без турникетов»: ПАО «ОДК-Кузнецов» открывает двери для школьников
ПАО «ОДК-Кузнецов»

40 тысяч пассажиров посетили выставку астрономических фотографий в терминале Аэроэкспресса в аэропорту Домодедово
ООО "Аэроэкспресс"

4 усовершенствованных автобуса Аэроэкспресса вышли на маршрут до аэропорта Шереметьево
ООО "Аэроэкспресс"

Группа «Аэрофлот» объявляет операционные результаты за март 2026 года
ПАО "Аэрофлот"

Аэропорт Владивосток подписал соглашение о сотрудничестве с аэропортом г. Ичан
АО "Международный аэропорт Владивосток"

В аэропорту «Гагарин» торжественно встретили участников авиационной экспедиции и установили памятный знак герою России летчику-космонавту Олегу Скрипочке
АО УК "Аэропорты Регионов"

Аэрофлот поздравит пассажиров с праздником Пасхи
ПАО "Аэрофлот"