大疆能上火星吗?我们还没开始,美国第二代火星直升机就来了


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目前在火星上运行的美国探测器 , 除了“洞察”号着物理探测站、“好奇”号和“毅力”号火星车之外 , 还有一架“机智”号火星直升机 , 它已经成功在火星上飞了12次 , 持续飞行时间1309秒 , 飞行距离约2500米 , 可以看出 , 火星直升机的探测范围比火星车要大多了 , 有着先天优势 。

毅力号火星车和机智号火星直升机
而最近我国也传出消息 , 正在研制自己的火星直升机 , 其中一个方案叫做“火星表面巡航无人机” , 长得与“机智”号非常类似 。 不过 , 我们是否可以将目光放长远一些 , 突破“机智”号的桎梏和外形限制 , 将目光瞄准更先进的构型 , 比如美国刚刚公布的第二代火星直升机MSH 。

我国火星直升机方案之一

美国第一代火星直升机机智号

美国第二代火星直升机MSH
“机智”号的旋翼直径虽然长达1.2米 , 但它终究只是一个1.8公斤重的“小不点” , 主要任务也只是验证在火星大气层中能不能飞 , 而师出同门的MSH就先进多了 。 首先 , 它的体重由“机智”号的1.8公斤 , 增加到约30公斤 , 这意味着它能够携带更多的设备 , 做更多的实际探测工作 。

MSH和机智号体型对比
其次 , 它还装备了机械臂手臂和微型钻头 , 基本上相当于一台飞行的火星车 , 可以在悬崖峭壁上采集火星土壤 , 寻找生命的痕迹 。 由于体型够大 , 它不再像“机智”号一样 , 需要火星车的支持 , 而是能独立活动 。

MSH有机械臂和钻头 , 能单独行动
但最重要的是 , MSH的飞行系统由“机智”号的碳纤维泡沫芯的共轴双旋翼 , 升级为六轴四旋翼系统 , 一共有24个叶片 , 这样才能让30公斤的无人机在相当于地球35000米高空的稀薄大气层中自由飞行 。

机智号火星直升机

MSH也有其他方案
而这一点 , 让人想到闻名全球的我国无人机产品“大疆” , “大疆”无人机就是采用多轴布局 , 这种设计带来的优点就是操控性好 , 因为它通过调整不同旋翼之间的相对速度 , 就能调节不同位置的推力 , 从而控制飞机维持姿态、或完成各种机动飞行 , 反应相当灵敏 , 而且不存在反扭力矩的问题 。

多轴飞行器操控性好
不过 , 由于火星上环境特殊 , 空气稀薄 , 需要直升机的旋翼足够大 , 产生足够的升力 , 为此大疆也需要像MSH一样 , 将6个旋翼伸出去 , 从而能容纳下24片0.32米长的叶片 , 达到4米的总直径 , 这一点 , 相信在技术方面我们不会有什么问题 。

MSH展开和折叠状态

【大疆能上火星吗?我们还没开始,美国第二代火星直升机就来了】MSH基本上相当于一辆会飞的火星车
要造火星直升机 , 最困难的还是动力系统 , “机智”号旋翼每分钟旋转2400转 , 翼尖速度接近0.7马赫 , 却只靠头顶的一小块太阳能电池板供电 。 而MSH的动力系统原理和“机智”差不多 , 太阳能电池板也比“机智”大不了多少 , 却要面对近17倍的体重 , 并驱动更多更大更复杂的旋翼 。 说实在的 , 这么小一块太阳能电池板 , 我感觉连给手机充电都不够 , NASA却能做到如此效率 , 真是匪夷所思 , 而这也是我国能否成功研制火星直升机的关键 。

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