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:

Из аэропорта «Гагарин» открылись рейсы в Анталью
АО УК "Аэропорты Регионов"

S7 Airlines перевезла более 11 000 партий груза с использованием электронной авианакладной
АО "Авиакомпания "Сибирь"

КрасАвиа возобновила полеты в Светлогорск
АО "КрасАвиа"

Самолеты в Сочи из Московского аэропорта Домодедово будут летать каждый час
Московский аэропорт Домодедово

МАИ и Тихоокеанский государственный университет запустят сетевую программу по авиастроению
Московский авиационный институт

В МАИ разработали устойчивый к нагреву алюминиевый композит для производства двигателей
Московский авиационный институт

Партнер аэропорта Внуково – авиакомпания Red Wings – запускает программу премиального отдыха в Турции
АО "Международный аэропорт "Внуково"

Оставить автомобиль на привокзальной площади на длительный срок выгодно: с 1 мая изменятся условия и тарифы на парковке аэропорта
АО УК "Аэропорты Регионов"

Российская авиакомпания Red Wings в сотрудничестве с туроператором FUN&SUN и сетью отелей Rixos запускают программу премиального отдыха в Турции
АО "Ред Вингс"

РИВЦ-Пулково проведёт Международный Авиационный Инновационный Форум-2024
РИВЦ-Пулково

«Аэроэкспресс» поздравит ветеранов с 79-ой годовщиной Победы в Великой Отечественной войне
ООО "Аэроэкспресс"

Специалист ЦАГИ провел мастер-класс в образовательном центре «Сириус»
ФАУ ЦАГИ

S7 Airlines начала выполнять прямые перелеты из Владивостока в Шанхай
АО "Авиакомпания "Сибирь"

«Уральские авиалинии» возобновляют полёты в Харбин из пяти городов России
ОАО АК "Уральские авиалинии"

Utair увеличивает число рейсов по курортным направлениям
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

«Уральские авиалинии» начнут выполнять рейсы из Кольцово в Харбин с 3 июня
АО УК "Аэропорты Регионов"

Открылись прямые рейсы из Владивостока в Шанхай!
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания «Аврора» выполнит дополнительные рейсы из Магадана в Петропавловск-Камчатский и Кепервеем
АО "Авиакомпания "Аврора"

МАИ стал победителем конкурса Минобрнауки России на создание молодёжных лабораторий
Московский авиационный институт

«Калашников»: регионы будут собирать БЛА как конструктор
АО "Концерн "Калашников"