Иногда внезапный дождь и мощные порывы ветра могут создать неприятности. Ваш зонтик может сломаться, перевернуться, или вывернуться наизнанку, лишив вас защиты от погодных неприятностей. Плохое качество зонта может быть виновником, но и законы природы тоже играют свою роль. Закон Бернулли, открытый в XVIII веке, утверждает, что при увеличении скорости потока воздуха, давление внутри него уменьшается.
Зонты разработаны для защиты от ветра. Под их куполом скорость воздушного потока ниже, чем снаружи, что приводит к повышению давления внутри. Однако, когда разница в давлении становится слишком большой, поднимающая сила может вывернуть спицы наружу, лишая вас защиты. В большинстве случаев, это не приводит к серьезным проблемам, и вы просто заменяете зонтик. Но у спутниковых антенн ситуация иная. Их поломка может быть критичной, и их замена оказывается сложной задачей, особенно в отдаленных местах.
Павел Зубенко, генеральный конструктор компании «ТрилайнСистемс», рассказывает о случае, когда спутниковую антенну вывернуло наизнанку под действием сильного ветра в Магадане. В ветровом районе 5, ветровая нагрузка достигает 60 кгс/м2. Это означает, что на антенну диаметром 5 м при сильном порыве ветра может приходиться тонна ветровой нагрузки, что сравнимо с весом самой антенны. Большая часть России также подвержена ветровым условиям различной интенсивности, таким как Краснодарский край (ветровой район 6) и Камчатка (ветровой район 7), где ветровые нагрузки могут достигать 85 кгс/м2. Именно в таких регионах спутниковая связь играет важную роль, и прерывания в работе могут привести к серьезным проблемам.
Спутниковые антенны отличаются от обычных зонтов и требуют адаптации к сильным ветрам. Механическое усиление антенны сделает ее слишком тяжелой, требующей более сложного и мощного механизма поворота, что делает всю систему слишком дорогостоящей. Российские инженеры разрабатывают технические решения для борьбы с законом Бернулли, добавляя жесткости зеркалу и адаптируя его к экстремальным перепадам давления, вызванным мощными порывами ветра.
Инженеры создали систему «high wind», позволяющую антенне справляться даже с торнадо и ураганами. Антенны могут работать при скоростях ветра до 120 км/ч. Высокоточное математическое моделирование позволяет тестировать антенны в виртуальной среде, имитируя даже самые сильные ураганы.
Таким образом, инженерные решения и математическое моделирование играют ключевую роль в обеспечении надежной спутниковой связи в регионах с высокими ветровыми нагрузками. Это позволяет сохранять стабильную связь в сложных климатических условиях и обеспечивает непрерывное функционирование системы, которая становится все более важной в современном мире.
