Для обеспечения надежной связи с космическими аппаратами, в том числе военной и правительственной связи, необходимо создание крупногабаритных прецизионных рефлекторов (отражателей) антенн, при изготовлении которых сегодня все больше используются композиты.

Рефлекторы антенн частотного диапазона Q/Ka (42,5-45,5 ГГц и 18,2-21,2 ГГц) наземного и космического применения должны одновременно обладать высокой геометрической стабильностью, устойчивостью к температурным воздействиям, небольшим весом и повышенной жесткостью. В Красноярском филиале Института выполнены комплексные расчетно-экспериментальные исследования механики деформирования и разрушения, характеристик механических свойств, предельных состояний и надежности, конструкций крупногабаритных прецизионных рефлекторов данного частотного диапазона в заданных режимах и условиях транспортирования, развертывания и эксплуатации. При выполнении работы использовались расчетные и экспериментальные методы механики деформируемого твердого тела, вычислительной математики, математической статистики, системного анализа, инженерного проектирования.

Оценка и подтверждение выполнения требований, предъявляемых к рефлекторам, предполагает решение сопряженных задач механики деформируемого твердого тела, аэродинамики и теплопроводности. На основе разработанных методик и многомасштабных численных моделей сотрудниками Красноярского филиала определены особенности напряженно-деформированного состояния структурно-неоднородных элементов и композитных конструкций, исследованы особенности предельных состояний конструкций при экстремальных сочетаниях нагрузок и воздействий внешней среды, обоснованы рациональные конструктивные схемы и конструктивно-технологические решения, обеспечивающие заданные высокие требования к точности рабочих поверхностей рефлекторов.

 

             

Модели конструкций рефлекторов антенн из композиционных материалов: космического диаметром до 5 м (слева) и наземного диаметром до 12 м (справа)

Для обеспечения достоверности результатов численных решений использовалась многоуровневая декомпозиция задач расчетного анализа, которая заключается в многомодельном анализе параметрических моделей рефлекторов с последовательным уточнением конструктивно-технологических решений. На основе результатов многовариантного вычислительного моделирования сформулированы концепция и содержание задач расчетного анализа конструкций прецизионных крупногабаритных рефлекторов в рамках системного подхода к обеспечению их геометрической стабильности, прочности и определению рациональных конструктивных вариантов.

 

             

Расчетные поля эквивалентных напряжений и амплитудно-частотная характеристика конструкции наземного рефлектора

В ходе работ сформулирован подход к анализу соответствия конструкций прецизионных рефлекторов техническим требованиям, заключающийся в частичной замене экспериментальных исследований стойкости, прочности, устойчивости к воздействию внешних воздействующих факторов расчетными испытаниями на прочность.

Полученные результаты являются расчетно-экспериментальной базой для оптимизации силовых конструкций рефлекторов и проектных расчетов крупногабаритных прецизионных рефлекторов. На основе выполненных исследований разработаны конструкторско-технологическая документация на изготовление рефлекторов космических и наземных антенн из композитных материалов, с применением интеллектуальных полимерных композиционных материалов и требования по обеспечению качества и надежности их конструкций.

 

                    

Эквивалентные напряжения в элементах конструкции космического рефлектора при действии случайной вибрации со среднеквадратичным отклонением 12g

Научный результат «Расчетно-экспериментальное исследование механики деформирования, предельных состояний и надежности конструкций рефлекторов космических и наземных антенн из композитных материалов», полученный коллективом авторов в составе к.т.н. А.Е. Бурова, к.т.н. С.В. Доронина, д.т.н. А.М. Лепихина, д.т.н. В.В. Москвичева, к.т.н. Е.В. Москвичева, к.т.н. Е.М. Рейзмунт, м.н.с. Ю.Ф. Филипповой был утвержден Учёным советом Института как один из важнейших результатов за 2018 год.

 

Схема декомпозиции конструкции и задач расчетного анализа конструкции антенны

Источники

В ИВТ СО РАН работают на обеспечение надежной космической связи
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 27/05/2019
Ученые ИВТ работают на обеспечение надежной космической связи
Институт вычислительных технологий (ict.nsc.ru), 24/05/2019

Похожие новости

  • 23/01/2019

    Новосибирские физики смоделировали атмосферу экзопланет

    ​Сотрудники Института лазерной физики СО РАН в лабораторных условиях моделируют плазменный ветер, аналогичный тому, что испускают объекты в сотнях световых лет от Земли. Эти исследования имеют большое значение для изучения состава и динамики верхней атмосферы разных классов экзопланет, в том числе потенциально пригодных для жизни.
    620
  • 10/05/2016

    Сибирские ученые усовершенствуют волоконные линии связи

    ​Методы, открытые специалистами Новосибирского государственного университета, Института вычислительных технологий СО РАН и зарубежных коммерческих компаний, можно применить при создании телекоммуникационных систем с высокой пропускной способностью.
    1184
  • 13/02/2018

    Цифровое земледелие повысит урожаи в Новосибирской области

    ​Планшет станет неизменным спутником агронома 21 века, а беспилотники будут выявлять очаги заражения в посевах, уверены ученые. Цифровое земледелие - страховка в условиях переменчивого климата Новосибирской области - позволит снизить риски и сократить потери будущего урожая.
    629
  • 20/07/2018

    В СО РАН создадут единую информационную систему больших данных

    ​Создание единой системы передачи, хранения и обработки больших объемов данных (Big Data) в Сибирском отделении РАН позволит исследователям организовать полный цикл работы с данными, какими бы большими они ни были.
    391
  • 20/06/2017

    Международная выставка «НТИ ЭКСПО» в Новосибирске

    ​​​Уникальная международная выставка достижений технологического развития "НТИ ЭКСПО" пройдет в рамках V Международного форума технологического развития "Технопром-2017" 20-22 июня в Новосибирске при поддержке правительства РФ, коллегии ВПК, Минпромторга России, Минэкономразвития России, МИДа РФ, правительства Новосибирской области.
    2504
  • 22/09/2017

    В Новосибирской области начнут контролировать посевы с помощью спутников

    ​Комплексную систему по контролю за состоянием посевов, предложенную учеными новосибирского Академгородка, опробуют с 2018 года. Экспертам на полях будут помогать беспилотники и спутники, сообщил в четверг в пресс-центре ТАСС в Новосибирске ведущий научный сотрудник Института цитологии и генетики СО РАН Дмитрий Афонников.
    784
  • 12/04/2019

    Как вычислить путь звезды

    Астрофизику сегодня невозможно представить без компьютерного моделирования: ученые воссоздают на ЭВМ космические процессы, не доступные для наблюдения, чтобы ставить эксперименты и подтверждать теории.
    430
  • 17/04/2019

    Центр хранения и обработки данных может быть создан в Новосибирске к 2022 году

    ​Сибирский центр высокопроизводительных вычислений, обработки и хранения данных планируется создать к 2022 году. Он нужен, в том числе для обработки и хранения информации с источника синхротронного излучения "СКИФ" (создается по нацпроекту "Наука"), сообщил ТАСС замдиректора Института вычислительных технологий СО РАН Андрей Юрченко.
    307
  • 26/03/2019

    Пресс-конференция, посвященная малой авиации

    26 марта, в 12-00 в пресс-центре ТАСС состоится пресс-конференция, посвященная работе ученых над развитием транспорта для Крайнего Севера. О развитии авиации и других видов транспорта для труднодоступных территорий, а также о презентации учеными своих разработок на форуме «Городские технологии», который пройдет в Новосибирске 4 и 5 апреля, расскажут начальник департамента промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Александр Люлько, директор института теоретической и прикладной механики им.
    322
  • 24/05/2016

    Компания «Модульные системы Торнадо» займётся автоматизацией новосибирской ТЭЦ-5

    ​В октябре 2016 года на Новосибирской ТЭЦ-5 должна быть запущена новая багерная насосная станция (БНС) по откачке золосодержащих стоков. Компании «Модульные Системы Торнадо» поручена разработка и поставка программно-технического комплекса (ПТК)  АСУТП БНС.
    1856