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:

Сотрудники ОДК-Кузнецов прикоснулись к истории становления предприятия
ПАО «ОДК-Кузнецов»

«ЮТэйр» представил единственные в России тренажеры самолетов Ан-74 и ATR 72-500
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Аэрофлот в зимнем расписании увеличивает частоту рейсов на остров Фукуок
ПАО "Аэрофлот"

Остановку экспресс-автобусов Аэроэкспресса № 1185 у терминала Т1 в аэропорту Домодедово перенесли к выходу № 3
ООО "Аэроэкспресс"

Геоскан запустил образовательную онлайн-платформу для специалистов отрасли БАС
ГК "Геоскан"

Аэрофлот совместно с зооэкспертами создаст единый перечень брахицефальных пород и рекомендации по их перевозке
ПАО "Аэрофлот"

Ростех оснастил аэропорт Сургута системой посадки для работы в условиях северной зимы
Госкорпорация Ростех

Аэрофлот запускает новую рекламную кампанию «Отдых начинается в полёте»
ПАО "Аэрофлот"

Из аэропорта Владивосток возобновлены рейсы на живописный Фукуок
АО "Международный аэропорт Владивосток"

В МАИ прошли защиты проектов в рамках стажировки преподавателей опорных вузов ОАК
Московский авиационный институт

Коллектив «ЮТэйр» награжден Орденом Почета
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Utair возобновил полеты в Дубай из Москвы
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Фрезеровщик «Вертолетов России» стал победителем конкурса «Лучший по профессии»
Холдинг "Вертолеты России"

Аэрофлот выполнит благотворительный рейс с участием Константина Хабенского и Александра Цыпкина
ПАО "Аэрофлот"

Новый способ отпугивания птиц начали применять в Братском аэропорту
Аэропорт Братск

Ростех представил в Минске «вечные» аккумуляторы для гражданской и военной техники
Госкорпорация Ростех

Аэропорт Горно?Алтайск впервые испытал новое оборудование для эвакуации воздушных судов на макете самолёта Як?40
АО «Аэропорт Горно-Алтайск»

В авиакомпании NordStar проведена первая оплата авиабилетов цифровыми рублями
АО "Авиакомпания "НордСтар"

В терминале аэропорта Красноярск заработали банкоматы для держателей карт UnionPay
Международный аэропорт Красноярск

Предпочтения пассажиров авиакомпании Smartavia
АО "Авиакомпания Смартавиа"