Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 19
Эмм, а то, что на Марсе плотность атмосферы примерно 1/100 земного, они, надеюсь, учли?
Мультикоптеру там будет летать затруднительно…
Мультикоптеру там будет летать затруднительно…
Задача в рамках данного проекта это система визуальной навигации и высадки, разработка самого летательного аппарата это уже другая история.
Там не только плотность меньше, но и гравитация. Т.ч. наблюдается некий паритет.
А вообще, ограничение по скорости вращения несущего винта выбирается по скорости кончика лопасти, чтобы она была меньше скорости звука, иначе будет срыв потока. Для земных вертолетов это порядка 210-220 м/с при скорости звука у земли 340 м/с.
На Марсе скорость звука около 240 м/с.
Т.ч. с увеличением диаметра винта и в марсианской атмосфере вертолет сможет комфортно летать при такой плотности.
А вообще, ограничение по скорости вращения несущего винта выбирается по скорости кончика лопасти, чтобы она была меньше скорости звука, иначе будет срыв потока. Для земных вертолетов это порядка 210-220 м/с при скорости звука у земли 340 м/с.
На Марсе скорость звука около 240 м/с.
Т.ч. с увеличением диаметра винта и в марсианской атмосфере вертолет сможет комфортно летать при такой плотности.
Там не только плотность меньше, но и гравитация. Т.ч. наблюдается некий паритет.
Ну, гравитация в 9.8/3.7 ~= 2.6 раза меньше, а плотность атмосферы меньше в 110 раз, я бы не назвал это паритетом.
Т.ч. с увеличением диаметра винта и в марсианской атмосфере вертолет сможет комфортно летать при такой плотности.
Я боюсь, что не всё так просто.
По сути, упрощенно, подъемная сила создается благодаря 3-му закону Ньютона, т.е. проталкивая через винт энный объем газа мы имеем эквивалентную силу, толкающую в обратную сторону. Но на Марсе, чтобы создать аналогичную тягу нужно будеть прокачать в сто раз больший объем газа т.е. обороты винта (при том же диаметре) должны быть в те же сто раз больше (очень примерно, конечно же). Что, опять же, приведет к упомянутому срыву потока и прочим бякам, плюс это сильное снижение КПД винтомоторной группы (спросите любого, кто строил мультикоптеры :) )
Выход — огромные винты, но это малореально учитывая скромные габариты зондов.
Тяга несущего винта пропорциональна диаметру в четвертой степени. Для получения необходимого импульса диаметр нужно будет увеличить не в 110 раз, а гораздо меньше. Далее, для увеличения тяги, можно увеличивать не диаметр, а количество лопастей. Это снижает общий КПД винта, но позволяет существенно сократить диаметр. Можно увеличивать количество винтов и т.д.
Надо считать. Есть две популярные теории несущего винта, импульсная и вихревая. Обе они дополняют друг-друга и в перспективе переходят к общей теории винта.
Вихревая теория нам не поможет, мы не знаем Сх и Су профилей винта в других атмосферах. Соответственно, эмулировать атмосферу Марса и продувать профили в аэродинамических трубах на Земле мы тоже не смогЁм, по крайней мере до снятия санкций)) очень дорого выйдет.
А вот импульсная теория, если основательно за нее засесть, может дать основные параметры несущего винта для произвольной среды с достаточной точностью.
Надо считать. Есть две популярные теории несущего винта, импульсная и вихревая. Обе они дополняют друг-друга и в перспективе переходят к общей теории винта.
Вихревая теория нам не поможет, мы не знаем Сх и Су профилей винта в других атмосферах. Соответственно, эмулировать атмосферу Марса и продувать профили в аэродинамических трубах на Земле мы тоже не смогЁм, по крайней мере до снятия санкций)) очень дорого выйдет.
А вот импульсная теория, если основательно за нее засесть, может дать основные параметры несущего винта для произвольной среды с достаточной точностью.
Тяга несущего винта пропорциональна диаметру в четвертой степени.
Да, но я говорил про скорость, я не тягу. Ибо скорость в плане габаритов аппарата проще увеличить, хотя, конечно, не в 100+ раз.
Надо считать.
Можно прикинуть.
Если тяга пропорциональна 4 степени диаметра, и ее нужно увеличить в 110 раз,
то искомый диаметр будет d_mars = root4(110 * d_earth^4))
Возьмем Ми-24 с диаметром винтов 17.3м, на марсе у него должны будут быть винты… 56м (!)
Та еще мельница… :)
Для более мелких зондов, конечно, подойдут и меньшие вертушки, но всё же — чтобы поднять тот же Curiosity массой в тонну винт должен быть очень приличный.
Похоже это еще один стандартный холивар — полетит ли вертолет на Марсе. Уже обсуждали тут — habrahabr.ru/post/226771/#comment_7699317
А вообще, даже не вспоминая физику полета вертолета и четвертую степень диаметра, давайте прикинем какова вероятность следующего события:
Высококвалифицированная команда экспертов Европейского космического агентства уже восемь месяцев работают над проектом вертолета для Марса. Они ни разу не задумались о плотности марсианской атмосферы и связанных с ней требованиях к конструкции. Никаких теоретических расчетов подтверждающих или опровергающих возможность полета вертолета в условиях Марса не было проведено.
Тем временем команда экспертов с хабра потратила три минуты чтобы установить бесполезность затеи :-)
А вообще, даже не вспоминая физику полета вертолета и четвертую степень диаметра, давайте прикинем какова вероятность следующего события:
Высококвалифицированная команда экспертов Европейского космического агентства уже восемь месяцев работают над проектом вертолета для Марса. Они ни разу не задумались о плотности марсианской атмосферы и связанных с ней требованиях к конструкции. Никаких теоретических расчетов подтверждающих или опровергающих возможность полета вертолета в условиях Марса не было проведено.
Тем временем команда экспертов с хабра потратила три минуты чтобы установить бесполезность затеи :-)
Тем временем команда экспертов с хабра потратила три минуты чтобы установить бесполезность затеи :-)
Тут могут иметь место трудности перевода, как во многих статьях того же Ализара. Может это не «Высококвалифицированная команда экспертов Европейского космического агентства», а какие-нибудь студенты не пойми откуда, и не «работают над проектом вертолета для Марса», а пишут реферат :) Шутка конечно, но мало ли, оригинал я не читал.
Предыдущий «холивар» (хотя холиваром 5 комметров назвать сложно) я не видел, тему про вертолёты на Марсе открыл для себя тут, так что и порассуждал на эту тему впервые для себя. Я как-то не привык доверять «британским ученым», поэтому стараюсь прийти к какому-то выводу сам, если хватает соображалки. А если нет — то приходится доверять :)
Типичный хабр же. Роботы, ракеты, оружие — во всём разберётся команда экспертов.
Высококвалифицированная команда экспертов Европейского космического агентства уже восемь месяцев работают над проектом вертолета для Марса. Они ни разу не задумались о плотности марсианской атмосферы и связанных с ней требованиях к конструкции.
Вспоминая пресс-конференцию NASA на которой говорили, что обшивка топливного бака не могла повредить обшивку шаттла, вот смотрите она мягкая… Знаете, вероятность сильно больше чем 0, к сожалению…
Начнём с того, что вместо винтов на мультикоптере можно в теории поставить, скажем, турбинки. Плотность тягового потока в этом случае существенно возрастёт, что компенсирует недостаточную плотность атмосферы. Ну, это конечно же сухая теория. Но я это к тому написал, что варианты есть всегда. А вот концентрироваться следует на основной задаче, ибо даже самый навороченный мультикоптер без полезного функционала будет не более чем чрезвычайно дорогой и бесполезной игрушкой. Особенно на Марсе.
UPD: О, даже не я один додумался до идеи с турбинами =)
UPD: О, даже не я один додумался до идеи с турбинами =)
А вы думаете, что в ESA работают не ученые, а сталевары из Урюпинска? Что за дурацкий вопрос вообще?
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Dropter — доставка и высадка марсоходов