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:

Пассажиры и персонал смогут проголосовать в аэропорту Шереметьево
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Аэрофлот открывает собственные регулярные рейсы из Москвы на остров Фукуок
ПАО "Аэрофлот"

ОДК-Кузнецов запускает уникальный проект инженерной профориентации школьников
АО "ОДК" ; ПАО "ОДК-Кузнецов"

«Азимут» завершил комплексное оснащение аэропорта Грозного системами управления воздушным движением
Госкорпорация Ростех

В аэропорту Красноярск открыта выставка к 100-летию Андрея Поздеева
Международный аэропорт Красноярск

Более 14 тысяч бутылок воды раздал Аэроэкспресс пассажирам экспресс-автобусов в мае-августе
ООО "Аэроэкспресс"

Международному аэропорту «Гагарин» исполнилось 7 лет
АО "Международный аэропорт "Казань"

Ростех открыл дополнительный набор на корпоративные образовательные треки в технические вузы
Госкорпорация Ростех

В Красноярске состоялась встреча ветеранов Гражданской авиации
АО "КрасАвиа"

Международный сектор аэровокзала «Южно-Сахалинск» принял первых тестовых пассажиров
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Аэрофлот увеличивает частоту рейсов из Москвы в Шанхай
ПАО "Аэрофлот"

«Газпромнефть-Аэро» определила лучших специалистов по заправке самолетов на финале конкурса «Лучший по профессии»
АО "Газпромнефть-Аэро"

AZUR air возобновит прямые рейсы на Шри-Ланку в зимнем сезоне 2026/2027
Авиакомпания AZUR air

Геоскан выполнил крупнейший проект по поиску золота с беспилотников в Саудовской Аравии
ГК "Геоскан"

Санавиация Ростеха эвакуировала туриста из кузбасского леса после нападения медведя
Госкорпорация Ростех

Метод МАИ для расчёта композитного крыла в разы ускорит создание самолётов новых поколений
Московский авиационный институт

Билет на Аэроэкспресс теперь можно купить вместе с авиабилетом Аэрофлота
ООО "Аэроэкспресс"

Аэропорт Шереметьево вошел в число ключевых участников реализации особо значимых ИТ-проектов России
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

ОДК-Сатурн готовит новое поколение технологов в передовой инженерной школе
АО "ОДК"

Аэрофлот традиционно увеличит частоту рейсов для обеспечения перевозок в рамках Восточного экономического форума
ПАО "Аэрофлот"