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:

ОДК представит в Дубае передовые авиадвигатели для вертолетов, самолетов и БПЛА
АО "ОДК"

ЦАТ обучит инженеров работе в российских системах проектирования и анализа деталей авиадвигателей
АО «Центр аддитивных технологий»

Международный аэропорт Красноярск готов к зиме: парк спецтехники пополняется новыми машинами
Международный аэропорт Красноярск

AZUR air обеспечила 13000 часов летной подготовки на полнопилотажном тренажере Boeing 757/767
Авиакомпания AZUR air

Объединенная авиастроительная корпорация продемонстрирует ключевые проекты на международном авиакосмическом салоне Dubai Air Show
ПАО "ОАК"

Ростех представит передовые разработки для ПВО на Dubai Airshow 2025
Госкорпорация Ростех

Ростех начал серийное производство «умных» систем наблюдения для ударных дронов
Госкорпорация Ростех

В МАИ стартовал VI Всероссийский форум «Научно-техническое развитие и задачи глобального лидерства»
Московский авиационный институт

Сегодня опытный МС-21 совершил беспосадочный перелет из Иркутска в Жуковский
ПАО "ОАК"

В Якутии запустили регулярные рейсы БПЛА для доставки грузов между населенными пунктами в зимний период
Пресс-центр Республики Саха (Якутия) в Москве

В Госкорпорации Ростех и ОДК отметили наградами успехи студентов трека «Крылья Ростеха»
АО "ОДК"

Быстро. Удобно. Безопасно: Эмирейтс внедряет инновационные технологии распознавания лиц в Международном аэропорту Дубая (DXB)
Авиакомпания Emirates

Международный аэропорт Владивосток и аэропорт Циндао договорились о долгосрочном партнерстве
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Эмирейтс открыла в Дубае новый Центр Hospitality Excellence для 25 000 бортпроводников
Авиакомпания Emirates

Школьник из Челябинска создал уникальный дрон для метеомониторинга
Московский авиационный институт

Кировские школьники разработали симулятор сборки БЛА в виртуальной реальности
Московский авиационный институт

Школьник из Сокола разработал акустико-оптическую систему обнаружения БЛА в условиях сложного рельефа
Московский авиационный институт

Открытие выставки «АвиаАрт» в Международном аэропорту Жуковский
Международный аэропорт Жуковский

«Аэроэкспресс» вошёл в число лучших работодателей России 2025 по версии Forbes
ООО "Аэроэкспресс"

Группа «Аэрофлот» увеличивает частоту рейсов из Красноярска в Пекин
ПАО "Аэрофлот"