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:

180 тысяч человек посетили фотовыставку Аэроэкспресса и Русского географического общества, посвященную России
ООО "Аэроэкспресс"

С заботой о пассажирах: Аэроэкспресс бесплатно раздает воду в экспресс-автобусах в жару
ООО "Аэроэкспресс"

Учебный симулятор «Пионер Дрон Сим» внесен в реестр российского ПО
ГК "Геоскан"

Utair введет дополнительный рейс из Москвы в Анталью
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Аэропорт Братск отмечает 62 день рождения
Аэропорт Братск

Маршрут построен: четвероногие сотрудники аэровокзала «Южно-Сахалинск» приступили к патрулированию комплекса
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Будущие пилоты начинают путь: сборы юных планеристов в Борках
Национальный аэроклуб России имени Чкалова

Ростех оснастил аэропорт Махачкалы первой отечественной системой идентификации по радужной оболочке глаза
Госкорпорация Ростех

ОДК обучит 300 школьников азам 3D-печати в рамках форума «Инженеры будущего-2026»
АО "ОДК"

Эмирейтс представила новую коллекцию дорожных наборов Bulgari для пассажиров Первого и Бизнес-класса
Авиакомпания Emirates

«Газпромнефть-Аэро» провела отборочные соревнования «Лучший по профессии – 2026» в Твери
АО "Газпромнефть-Аэро"

Аэрофлот расширяет время завтраков на борту и предлагает новые кофейные напитки
ПАО "Аэрофлот"

«АльфаСтрахование» подарила Пулково арт-объект из Эрмитажа
АО "АльфаСтрахование"

Ростех представил новую помехозащищенную систему связи для БПЛА
Госкорпорация Ростех

20 человек эвакуировала со взлётно-посадочной полосы команда аэровокзала «Южно-Сахалинск»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Из Международного аэропорта Владивосток открыто прямое авиасообщение с городом Чаньчунь
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Два выпускника Предуниверсария МАИ впервые в России набрали по 400 баллов за ЕГЭ
Московский авиационный институт

В России состоялся первый SPA-рейс
АО "Авиакомпания Смартавиа"

110 студентов пройдут межрегиональную практику на 17 авиационных предприятиях при поддержке МАИ и ОАК
Московский авиационный институт

Utair расширяет программу полетов в Горно-Алтайск
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"