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:

Новые услуги авиакомпании NordStar: представляем «КомбоСтар»
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Братский аэропорт отмечает 61 день рождения
Аэропорт Братск

Авиакомпания NordStar открыла собственные офисы продаж в Норильске
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Старший преподаватель ВУЦ при МАИ Михаил Шляхтунов удостоился президентской награды
Московский авиационный институт

В аэропорту Домодедово появилась парковка для мототранспортных средств
Московский аэропорт Домодедово

На маркетплейсе Налетай.РФ теперь можно заказать услуги с применением беспилотников по 150 основным сценариям
АО "ГТЛК"

ГТЛК исполнила первый контракт в рамках ГГЗ-2025
АО "ГТЛК"

Авиакомпания «РусЛайн» запускает рейсы по новому маршруту Ярославль – Пермь
АО АК "РусЛайн"

Тематическая «Тройка» к 20-летию «Аэроэкспресса» появилась в продаже
ООО "Аэроэкспресс"

S7 Airlines возобновляет полеты из Новосибирска в Фергану
АО "Авиакомпания "Сибирь"

Авиация – в красках: аэровокзал «Южно-Сахалинск» впервые организовал пленэр
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Utair открывает рейсы из Москвы в Худжанд
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Отечественные интерьеры установили на опытный самолет МС-21
ПАО "ОАК"

Международный аэропорт Владивосток поддержал «Забег Добра»
АО "Международный аэропорт Владивосток"

В аэропорт «Сухум» прибыл первый рейс из Ханты-Мансийска
ООО «Международный аэропорт «Сухум»

Авиакомпания Ethiopian Airlines увеличивает количество рейсов из Московского аэропорта Домодедово
Московский аэропорт Домодедово

Аэрофлот запустит новую услугу бронирования для многодетных семей
ПАО "Аэрофлот"

Кадры, технологии и будущее БАС: МАИ и ВГТУ провели второй форсайт-форум по беспилотным авиационным системам
Московский авиационный институт

Каждый седьмой результат ЕГЭ - 100 баллов: Предуниверсарий МАИ подтвердил статус одной из сильнейших образовательных площадок России
Московский авиационный институт

Казанское предприятие «Вертолетов России» посетил Президент переходного периода Республики Мали
Холдинг "Вертолеты России"