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:

Больше 2 миллионов пассажиров перевез Аэроэкспресс весной
ООО "Аэроэкспресс"

В Якутии представили роботизированную мобильную станцию для беспилотных воздушных судов
Пресс-центр Республики Саха (Якутия) в Москве

Рейтинговое агентство «АКРА» подтвердило кредитный рейтинг Аэрофлота на уровне AА(RU), прогноз стабильный
ПАО "Аэрофлот"

В Шереметьево заботятся о комфорте пассажиров в условиях жаркой погоды
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Utair запустил рейсы в Ереван из Сургута
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Red Wings начала летать в Батуми из Саратова
АО "Ред Вингс"

Из аэропорта «Гагарин» открылись рейсы в Грузию
АО УК "Аэропорты Регионов"

Аэрофлот предложит локальные российские блюда на рейсах из Красноярска, Перми, Екатеринбурга, Якутска и Казани
ПАО "Аэрофлот"

Международный аэропорт Жуковский стал одной из первых площадок для тестирования беспилотной грузовой платформы на перроне
Международный аэропорт Жуковский

«РТ-Техприемка» аттестовала испытательное оборудование крупного российского производителя кабелей
АО "РТ-Техприемка"

В аэропорту Владивосток на стойках регистрации установлены мобильные кассы «Аэрофлота»
АО "Международный аэропорт Владивосток"

ОДК внедрила ИИ для контроля лопаток двигателя ПД-8
АО "ОДК"

Спасатели аэропорта Владивосток подтвердили высокую квалификацию во время аттестации комиссией Росавиации
АО "Международный аэропорт Владивосток"

С 1 июля из аэропорта Сухум откроются прямые рейсы в Екатеринбург
Международный аэропорт «Сухум» им. В.Г. Ардзинба

«АльфаСтрахование» стала стратегическим партнером «Ночи туризма» на ПМЭФ-2026
АО "АльфаСтрахование"

«АльфаСтрахование» приняла участие в сессии о развитии внутреннего и делового туризма на ПМЭФ
АО "АльфаСтрахование"

Оборудование Ростеха обеспечит испытания новых дронов и технологий в рязанском центре БАС «ПРОТОС»
Госкорпорация Ростех

Поезда и экспресс-автобусы Аэроэкспресса будут курсировать по стандартному расписанию 12 – 14 июня
ООО "Аэроэкспресс"

Прогноз «стабильный»: Ростех подтвердил наивысший уровень кредитоспособности по оценке АКРА и «Эксперт РА»
Госкорпорация Ростех

Авиакомпания NordStar и Страховой Дом ВСК запустили услугу страхования перевозки груза
АО "Авиакомпания "НордСтар"