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:

Производственно-учебный центр КВЗ обучил более 300 человек в рамках нацпроекта «Кадры»
Холдинг "Вертолеты России"

Аэропорт Сургута вошёл в тройку лидеров рейтинга пунктуальности российских аэропортов
Международный аэропорт Сургут

Будущее гражданской авиации: клиентоориентированность и технологический суверенитет НАИС и ДРОНТЕХ
НАИС

Пассажиропоток холдинга «Аэропорты Регионов» в 2025 году составил 18,7 млн человек
АО УК "Аэропорты Регионов"

ОДК передала заказчику третью серийную турбину ГТД-110М для крупнейшей электростанции Юга России
АО "ОДК"

Почти 200 раз забывали свои вещи в 2025 году пассажиры аэропорта Братск
Аэропорт Братск

С любовью к дальневосточному леопарду!
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Поезда и экспресс-автобусы Аэроэкспресс в аэропорты Шереметьево и Домодедово курсируют по расписанию в снегопад
ООО "Аэроэкспресс"

ОАК заключила предварительное соглашение с индийской компанией Flamingo Aerospace о поставке шести самолетов Ил-114-300
Госкорпорация Ростех

Авиакомпания NordStar подвела итоги производственной деятельности за 2025 год
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Самолет Ил-114-300 дебютировал в небе Индии
Госкорпорация Ростех

Аэропорт Шереметьево работает в штатном режиме и в полном объеме обеспечивает все рейсы по расписанию на вылет и прилет в условиях продолжающегося снегопада
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

ОАК и HAL подписали договор о совместной деятельности по производству SJ-100 в Индии
ПАО "ОАК"

«Российские космические системы» председательствуют в экспертной группе по оценке зоны покрытия Коспас-Сарсат
АО "Российские космические системы"

ОДК готова к серийному производству двигателей ТВ7-117СТ-01 для самолетов Ил-114-300
АО "ОДК"

Red Wings перевезла за год на российских самолетах 2 млн пассажиров и 2 совы
АО "Ред Вингс"

В МАИ разработали стабилизатор антенны для увеличения дальности связи беспилотников
Московский авиационный институт

МАИ стал площадкой для стажировки преподавателей опорных вузов ОАК
Московский авиационный институт

Аэропорт Шереметьево обеспечил обслуживание свыше 400 рейсов
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Компания Smart Technic приступила к техническому обслуживанию воздушных судов
АО "Авиакомпания Смартавиа"