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:

Аэрофлот в зимнем сезоне продолжит регулярные полёты из Краснодара в Гюмри
ПАО "Аэрофлот"

Разработки ОДК для космических программ стали точкой притяжения на фестивале «Наука 0+»
АО "ОДК"

Незадекларированные наручные часы стоимостью 9,4 млн рублей обнаружили домодедовские таможенники у авиапассажира
Домодедовская таможня

Авиакомпания «ЮВТ АЭРО» возобновляет регулярное авиасообщение между Казанью и Грозным
АО "Международный аэропорт "Казань"

В МАИ разработали технологию безопасного разрушения пола вертолёта при аварийной посадке
Московский авиационный институт

Геоскан добавил возможность создания роев и поддержку ROS 2 в образовательный квадрокоптер «Пионер Мини 2»
ГК "Геоскан"

SSJ-100 добавили ресурса
ПАО "ОАК"

Аэрофлот расширяет возможности SkyShop: теперь покупки на борту можно компенсировать бонусами
ПАО "Аэрофлот"

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

Радиоактивные авиационные часы обнаружили таможенники в посылке из Израиля
Домодедовская таможня

AZUR air в осенне-зимнем расписании возобновит полёты на Фукуок из Москвы
Авиакомпания AZUR air

Ростех подключил авиакомпанию «Аврора» к сервису цифровой связи самолетов с землей ACARS
Госкорпорация Ростех

16-18 октября изменится расписание поездов Аэроэкспресса в аэропорт Шереметьево и обратно
ООО "Аэроэкспресс"

Энергетические установки ОДК мощностью 12 МВт отработали 7 млн часов на объектах ТЭК
АО "ОДК"

Международный аэропорт Владивосток установил новый рекорд на китайском направлении
АО "Международный аэропорт Владивосток"

«АльфаСтрахование»: число длительных задержек авиарейсов выросло в 2,2 раза
АО "АльфаСтрахование"

Волонтеры «Газпром нефти» очистили берег Азовского моря
АО "Газпромнефть-Аэро"

Аэрофлот заключил два соглашения о сотрудничестве в рамках Всероссийской недели охраны труда
ПАО "Аэрофлот"

В аэропорту Краснодар парк аэродромной техники пополнился безводильным буксировщиком
Международный аэропорт Краснодар

В аэропорту Краснодара во второй раз за год прошла донорская акция
Международный аэропорт Краснодар