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:

ОДК-СТАР расширяет производственные мощности для выпуска систем автоматического управления двигателей ПД-8 и ПД-14
АО "ОДК"

Международный аэропорт Шереметьево обеспечивает производственную деятельность по обслуживанию пассажирских и грузовых перевозок в плановом режиме
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Авиакомпания NordStar открыла продажу билетов на рейсы осенне-зимнего расписания полетов 2026-2027
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Пять миллионов пассажиров перевёз Аэроэкспресс за полгода
ООО "Аэроэкспресс"

AZUR air увеличивает количество рейсов в Анталью из Екатеринбурга
Авиакомпания AZUR air

Руководитель опытно-конструкторского бюро, создающего передовые авиадвигатели, отмечает 70-летие
АО "ОДК"

Абоненты Т2 совершили более двух тысяч поездок в «Аэроэкспрессе», обменяв минуты и гигабайты на билеты
ООО "Аэроэкспресс"

Флагманский клиентский офис Аэрофлота стал лауреатом престижной международной премии DNA Paris Design Awards
ПАО "Аэрофлот"

Более семи тысяч кур отправили из аэропорта Иркутска на Чукотку
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Загрузка рейсов Red Wings Новосибирск – Батуми достигла 100%
АО "Ред Вингс"

Эмирейтс представляет первый в мире подголовник U-Dream в салонах Экономического класса
Авиакомпания Emirates

Аэропорт Шереметьево увеличил специализированные зоны бесплатной парковки для инвалидов в Терминалах В и С
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Студентка МАИ разработала интеллектуальную систему блокировки багажных полок самолётов
Московский авиационный институт

«Газпромнефть-Аэро» примет на работу молодых специалистов
АО "Газпромнефть-Аэро"

Аэрофлот перевёз двух амурских тигриц из Приморья в Москву
ПАО "Аэрофлот"

«РТ-Техприемка» внедрила оборудование для климатических испытаний на предприятии холдинга «Росэл»
АО "РТ-Техприемка"

Аэрофлот выставил на распродажу более 1 млн билетов
ПАО "Аэрофлот"

Студенты «Крыльев Ростеха» из Москвы, Перми и Уфы познакомятся на ОДК-Сатурн с производством двигателей ПД-8
АО "ОДК"

Shohin Airlines объявляет о заказе четырех самолетов семейства Airbus A320neo
Авиакомпания Shohin Airlines

Аэропорт Шереметьево вступает в партнерство с аэропортом Внуково, в рамках которого Внуково приобретает 25,01% долей ООО «Перспектива» для совместного управления аэропортом Домодедово
АО "Международный аэропорт Шереметьево"