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:

AZUR air выполнила первые в зимнем сезоне рейсы на Пхукет со средней загрузкой 98,4%
Авиакомпания AZUR air

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

Аэрофлот расширяет географию «Полётного абонемента»
ПАО "Аэрофлот"

ОДК удостоена премии «Сделано в России – 2026» за создание новейшего авиадвигателя ПД-8
АО "ОДК"

ОДК перешла на единые стандарты оборудования для 3D-печати деталей двигателей
АО "ОДК"

Первые шаги в карьере – с аэровокзалом «Южно-Сахалинск»: главная авиагавань приняла на практику новый поток островных студентов
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Аэропорт Владивосток отмечает День качества: в центре внимания — пассажир и его комфорт
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Аэроэкспресс, Роскосмос и Cosmos Selection Москва Шереметьево Аэропорт 5* провели экскурсию по звёздному небу
ООО "Аэроэкспресс"

Ростех оснастил аэродром в Санкт-Петербурге новым комплексом управления полетами
Госкорпорация Ростех

Авиакомпания NordStar презентовала зону регистрации для пассажиров с детьми в аэропорту Домодедово
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Аэрофлот провёл встречу с официальной делегацией Международной ассоциации воздушного транспорта (ИАТА)
ПАО "Аэрофлот"

Сотрудники ОДК-Салют отмечены наградами научно-технической конференции им. А.Я. Березняка
АО "ОДК"

Эмирейтс расширяет географию полетов с Премиальным экономическим классом и предлагает больше возможностей для путешествий в теплые страны этой зимой
Авиакомпания Emirates

Новый «слон» в Иркутском аэропорту: ряды спецтехники авиагавани пополнил мощный деайсер
АО "Международный аэропорт Иркутск"

«Идеальный полет начинается на земле»: «Сирена-Трэвел» стала Партнёром компетенции «Сервис на воздушном транспорте» на Национальном чемпионате «Абилимпикс» 2026

Red Wings запускает распродажу авиабилетов со скидками до 75%
АО "Ред Вингс"

Из аэропорта Красноярск возобновятся рейсы в Магадан
Международный аэропорт Красноярск

Из аэропорт «Гагарин» открывается рейс в Тбилиси
АО УК "Аэропорты Регионов"

ОДК поддержит молодых исследователей и будущих инженеров в конкурсах «Ученик года» и «Студент года»
АО "ОДК"

Аэрофлот получил высший «платиновый» статус в рейтинге лучших работодателей Forbes
ПАО "Аэрофлот"