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:

Ростех подготовил ко Дню Победы 100 тысяч салютных зарядов
Холдинг «Технодинамика»

"Аэрофлот" приступит к выполнению рейсов Санкт-Петербург - Геленджик
ООО «Аэропорт Геленджик»

В терминалах "Аэроэкспресс" можно будет получить георгиевскую ленту 
ООО «Аэроэкспресс»

В Международном аэропорту Владивосток состоялся туристический Road Show
Международный аэропорт Владивосток

"Победа" открыла продажу на рейсы в Рим из Москвы
ООО «Авиакомпания «Победа»

Из "Гагарина" открываются рейсы в Казань
Международный аэропорт «Гагарин» (г.Саратов)

Бесплатные билеты для ветеранов в честь 76-й годовщины Победы в Великой Отечественной войне
АО «ЮТэйр-Вертолетные услуги»

Boeing и Uzbekistan Airways доставили гуманитарный груз медицинского назначения в Узбекистан
The Boeing Сompany

НАЗ "Сокол" поделился опытом развития производственной системы
ПАО «Компания «Сухой»

"Победа" возобновляет полеты в Томск из Москвы
ООО «Авиакомпания «Победа»

"Победа" открыла продажу на рейсы в Гюмри из Краснодара, Минеральных Вод и Сочи
ООО «Авиакомпания «Победа»

Свыше 1,5 тыс. человек сделали прививку от коронавируса в аэропорту Кольцово
ПАО «Аэропорт Кольцово»

flydubai увеличивает маршрутную сеть в России до 11 направлений
flydubai

Qatar Airways бесплатно доставляет экстренные медицинские грузы в Индию в рамках кампании международной помощи

?Первый после пандемии рейс в Египет отправился сегодня из аэропорта Красноярск
Международный аэропорт Красноярск

Из аэропорта Геленджик открыты прямые рейсы в Челябинск
Аэропорт Геленджик

Мероприятия в аэропорту Шереметьево в дни празднования Великой Победы 
Международный аэропорт Шереметьево

Авиакомпания Smartavia доставила в Архангельск Благодатный огонь 
АО "Авиакомпания Смартавиа"

РКС проводит летные испытания миниатюрного "космического навигатора"
АО «Российские космические системы»

Аэропорт Новый Уренгой прошел подготовку к работе в весенне-летний период
ООО «Уренгойаэроинвест»