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美宇航局选无人机直升机探索火星

据国外媒体“无人飞行系统视界”9月6日报道,美国宇航局(NASA)目前正在计划使用无人机作为“罗孚”号火星探测器的辅助设备来探索火星。原因很简单,和在地球上使用无人机的目的类似。在空中部署一台照相机,能够从更好的视角看到地形的细节。并且避免了之前出现的“罗孚”号火星探测器受困于复杂地形的问题。

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这个故事有一个特别有趣的地方在于,美国宇航局(NASA)决定使用同轴直升机无人机而不是四轴飞行器。为什么?在地球上,多旋翼无人机因为需要加速和减速来控制飞行,在保持稳定方面已经遭遇了足够多的麻烦。尽管小型的四轴飞行器已经飞得很好,但是需要它们变得更大时,随着旋翼的增大, 保持稳定就越难。这是因为旋翼的转子惯性和 直径成指数增加,驱动大型的旋翼比驱动小型的旋翼需要耗费更多的能量。这就是为什么在市面上很少看到非常大的多旋翼飞行器。
美国宇航局选择直升机型无人机探索火星。

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在火星上,这个问题就更严重了。由于火星上的大气稀薄,无人机需要使用较大的旋翼产生足够大的升力来飞行。这就需要一个非常大的重型旋翼来获得升力以及快速改变飞行速度,如果使用四轴飞行器,对于飞行来说旋翼的重量将过于沉重了。

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对于直升机来说就不存在这个问题,因为直升机使用旋转斜盘驱动叶片的可变螺距实现飞行控制。因此发动机不需要太大的动力来实现旋翼的快速横滚和俯仰控制。所以在火星稀薄的大气环境下,可以使用小型的发动机来带动旋翼。同轴直升机的偏航控制是通过电机转矩实现的,可以通过更换多种可选择的叶片和增加旋翼的转速来应对不同的需求。这就解释了为什么大型的无人直升机要比大型的旋翼飞得更好的原因。(来源:全球无人机网)

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