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:

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» и Чехов-центр выпустили аудиосборник с рассказами Чехова для пассажиров
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

ГТЛК разместит первый выпуск ЦФА для розничных инвесторов
АО "ГТЛК"

Аэрофлот открывает прямые рейсы из Краснодара в Анталью
ПАО "Аэрофлот"

Европейский инвестиционный фонд инвестирует в Shohin Airlines
Shohin Airlines

Red Wings перевезла на Шри-Ланку около 200 тысяч пассажиров
АО "Ред Вингс"

Аэрофлот сможет перевозить до 230 тыс. дополнительных пассажиров за счёт перекомпоновки салонов на 29 самолётах
ПАО "Аэрофлот"

ОДК-Сервис наращивает производственные мощности для освоения новых видов ремонта двигателей
АО "ОДК"

Авиакомпания NordStar подвела итоги реализации федерального проекта «Производительность труда» на примере собственного центра технического обслуживания воздушных судов за 2025 год
АО "Авиакомпания "НордСтар"

В аэропорту Шереметьево прошли выездные администрации руководителей городов Химки и Лобня
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Аэропорт Шереметьево представил спектр премиальных услуг для эксклюзивных туров на крупнейшей отраслевой выставке MITT
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Проект будущего аэродрома Архыз получил одобрение Главгосэкспертизы
АО УК "Аэропорты Регионов"

Red Wings ввела новую услугу перевозки животных на соседнем кресле
АО "Ред Вингс"

На данные дистанционного зондирования Земли со спутников ГТЛК появится подписка
АО "ГТЛК"

Red Wings открывает новый маршрут из Екатеринбурга в Узбекистан
АО "Ред Вингс"

На предприятиях ОДК успешно трудятся более 470 слабослышащих сотрудников
АО "ОДК"

Международный аэропорт Владивосток по итогам двух месяцев увеличил пассажиропоток на 11%
АО "Международный аэропорт Владивосток"

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

Уральские авиалинии завершили перевозку туристов из ОАЭ
ОАО АК "Уральские авиалинии"

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

В ОДК-Кузнецов стартовал чемпионат опорных школ «Каракури. Инженерное мышление»
ПАО «ОДК-Кузнецов»