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:

Су-35С стал робокречетом во вселенной арт-проекта #БоевыеМонстрыРостеха
Госкорпорация Ростех

Группа «Аэрофлот» в зимнем расписании предлагает более 280 маршрутов
ПАО "Аэрофлот"

Международный аэропорт Владивосток - лидер ДФО по пассажиропотоку по итогам 9 месяцев работы 2025 года
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания NordStar выполнила первый рейс из Челябинска в Краснодар в 2025 году
АО "Авиакомпания "НордСтар"

РКС разработали основные элементы спутникового радиолокатора Х-диапазона для спутников ДЗЗ
АО "Российские космические системы"

Пассажиры «Аэроэкспресс» вернули почти 30 млн рублей кешбэка с оплаты поездок через Систему быстрых платежей
ООО "Аэроэкспресс"

Ростех показал эксклюзивные кадры работы первого отечественного «рукава» для аэропортов
Госкорпорация Ростех

В Москве подвели итоги ежегодной премии «Человек Ростеха»
Госкорпорация Ростех

Аэропорт Владивосток познакомил российских тревел-блогеров с ежедневной работой
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» внедряет новые методы оценки работы персонала
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Геоскан выпустил книгу для профессионалов в области аэрофотограмметрии и аэрофототопографии
ГК "Геоскан"

Группа «Аэрофлот» объявляет операционные результаты за сентябрь 2025 года
ПАО "Аэрофлот"

Официальное заявление аэропорта Иркутска!
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Оборудование Ростеха обеспечит безопасность посадки самолетов в самом восточном городе России
Госкорпорация Ростех

Авиакомпания Saudia открыла рейсы из Эр-Рияда в Шереметьево
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Новый зарубежный партнёр аэропорта «Казань» – вьетнамская авиакомпания VietJet Air с рейсами в Камрань на популярный курорт Нячанг
АО "Международный аэропорт "Казань"

«Вертолеты России» презентовали санитарный Ансат журналистам стран Ближнего Востока
Холдинг "Вертолеты России"

Российские природоохранные ведомства оценили возможности беспилотных авиационных систем
ГК "Геоскан"

«Аэроэкспресс» поддержал кампанию Фонда «Обнажённые сердца» к Всемирному дню инклюзии
ООО "Аэроэкспресс"

«Вертолеты России» представили лучшие практики по развитию производственной системы
Холдинг "Вертолеты России"