การสร้างยานบินสำหรับดาวอังคารจะมีข้อได้เปรียบที่สำคัญสำหรับการสำรวจพื้นผิว มีความหนาแน่นของอากาศโลกเพียง 1.6% ที่ระดับน้ำทะเลให้หรือรับ นี่หมายความว่าเครื่องบินทั่วไปจะต้องบินบนดาวอังคารอย่างรวดเร็วเพื่อให้อยู่ในระดับสูง เซสนาเฉลี่ยของคุณจะมีปัญหา
แต่ธรรมชาติอาจเป็นทางเลือกหนึ่งในการมองปัญหานี้
ระบอบการปกครองของสัตว์ (หรือว่ายน้ำ) ที่บินได้สัตว์เครื่องจักร ฯลฯ สามารถสรุปได้โดยสิ่งที่เรียกว่าเรย์โนลด์นัมเบอร์ Re เท่ากับความยาวของคุณลักษณะ x ความหนาแน่นของความเร็ว x ความหนาแน่นของของเหลวหารด้วยความหนืดไดนามิก เป็นการวัดอัตราส่วนของแรงเฉื่อยต่อแรงหนืด เครื่องบินโดยเฉลี่ยของคุณบินที่ระดับ Re: ความเฉื่อยจำนวนมากเมื่อเทียบกับความหนืดของอากาศ เนื่องจากความหนาแน่นของอากาศบนดาวอังคารอยู่ในระดับต่ำวิธีเดียวที่จะทำให้ความเฉื่อยนั้นเป็นไปอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตามไม่ทุกใบปลิวทำงานที่สูง Re: สัตว์บินส่วนใหญ่บินที่ต่ำกว่ามาก โดยเฉพาะแมลงที่ใช้งานในจำนวนที่ค่อนข้างน้อยของ Reynolds (ค่อนข้างพูด) ในความเป็นจริงแมลงบางชนิดมีขนาดเล็กมากว่ายน้ำผ่านอากาศแทนที่จะบิน ดังนั้นหากเราขยายขนาดของสัตว์ปีกที่ดุร้ายหรือนกตัวเล็ก ๆ เราอาจได้รับบางสิ่งบางอย่างที่สามารถเคลื่อนที่ในบรรยากาศของดาวอังคารโดยไม่ต้องไปอย่างรวดเร็ว
เราต้องการระบบสมการเพื่อ จำกัด บอทตัวน้อยของเรา ปรากฎว่าไม่ยากเกินไป เพื่อประมาณคร่าวๆเราสามารถใช้สมการความถี่การกระพือเฉลี่ยของ Colin Pennycuick ขึ้นอยู่กับความคาดหวังของการกระพือปีกจาก Pennycuick (2008) ความถี่การกระพือนั้นแตกต่างกันไปตามมวลของร่างกายถึงกำลัง 3/8 การเร่งความเร็วความโน้มถ่วงให้กับกำลัง 1/2 ถึงช่วงถึง -23/24 พื้นที่ปีกถึง -1 / 3 กำลังไฟและความหนาแน่นของของเหลวเป็นกำลัง -3/8 มีประโยชน์เพราะเราสามารถปรับให้เข้ากับแรงโน้มถ่วงของดาวอังคารและความหนาแน่นของอากาศ แต่เราจำเป็นต้องรู้ว่าเราจะปล่อยกระแสน้ำวนจากปีกด้วยวิธีที่สมเหตุสมผลหรือไม่ โชคดีที่มีความสัมพันธ์ที่รู้จักนั่นก็คือ: หมายเลขสเตราฮาล Str (ในกรณีนี้) คือ flapping amplitude x ความถี่ flapping หารด้วยความเร็ว ในเที่ยวบินล่องเรือมันค่อนข้าง จำกัด
บอทของเราควรลงท้ายด้วย Str ระหว่าง 0.2 และ 0.4 ในขณะที่จับคู่สมการ Pennycuick จากนั้นในที่สุดเราต้องได้หมายเลข Reynolds อยู่ในช่วงของแมลงบินขนาดใหญ่ที่มีชีวิต (แมลงตัวเล็ก ๆ บินอยู่ในระบอบแปลก ๆ ที่มีการลากเป็นจำนวนมากดังนั้นเราจะไม่สนใจพวกมันในตอนนี้) Hawkmoths ได้รับการศึกษาเป็นอย่างดีดังนั้นเราจึงมีช่วงรีของมันสำหรับความเร็วที่หลากหลาย ขึ้นอยู่กับความเร็วนั้นมีตั้งแต่ประมาณ 3,500 ถึงประมาณ 15,000 ดังนั้นบางที่ใน ballpark นั้นจะทำ
มีสองสามวิธีในการแก้ไขระบบ วิธีที่สวยงามคือการสร้างเส้นโค้งและมองหาจุดตัด แต่วิธีที่ง่ายและรวดเร็วคือการเจาะเข้าสู่โปรแกรมเมทริกซ์และแก้ปัญหาซ้ำ ๆ ฉันจะไม่ให้ตัวเลือกที่เป็นไปได้ทั้งหมด แต่นี่เป็นวิธีที่ได้ผลดีพอที่จะให้ความคิด:
น้ำหนัก: 500 กรัม
ช่วง: 1 เมตร
อัตราส่วนมุมมองปีก: 8.0
สิ่งนี้ให้ Str ของ 0.31 (ขวาบนเงิน) และ Re ของ 13,900 (เหมาะสม) ที่สัมประสิทธิ์การยก 0.5 (ซึ่งเหมาะสมสำหรับการล่องเรือ) เพื่อให้ความคิดบอทนี้จะมีสัดส่วนคล้าย ๆ กับนก (คล้ายกับเป็ด) แม้ว่าจะอยู่ด้านแสงเล็กน้อย (ไม่เหนียวด้วยวัสดุสังเคราะห์ที่ดี) อย่างไรก็ตามมันจะกระโจนผ่านส่วนโค้งที่มากขึ้นที่ความถี่สูงกว่านกที่นี่บนโลกดังนั้นมันจะดูเหมือนแมลงเม่ายักษ์ที่อยู่ห่างไกลจากดวงตาที่ผ่านการฝึกฝนจากโลกของเรา ในฐานะโบนัสเพิ่มเติมเนื่องจากบอทนี้บินในระบบมอด - ไอชเรย์โนลด์สจึงเป็นไปได้ที่จะสามารถกระโดดไปยังค่าสัมประสิทธิ์การยกของแมลงที่สูงมากในช่วงเวลาสั้น ๆ โดยใช้การเคลื่อนที่ที่ไม่คงที่ ที่ CL 4.0 (ซึ่งถูกวัดสำหรับค้างคาวขนาดเล็กและ flycatchers เช่นเดียวกับผึ้งขนาดใหญ่บางส่วน) ความเร็วคอกมีเพียง 19.24 m / s Max CL มีประโยชน์มากที่สุดสำหรับการลงจอดและเปิดตัว ดังนั้น: เราสามารถเปิดตัวบ็อตของเราที่ 19.24 m / s ได้ไหม?
เพื่อความสนุกลองสมมติว่าบ็อตนก / แมลงของเราเปิดตัวเหมือนสัตว์ สัตว์ไม่ชอบขึ้นเครื่องบิน พวกเขาใช้การเริ่มต้นขีปนาวุธโดยการผลักดันจากพื้นผิว ตอนนี้แมลงและนกใช้แขนขาที่เดินได้ แต่ค้างคาว (และอาจเป็นเรซัวร์) ใช้ปีกเป็นสองเท่าในการผลักระบบ หากเราทำให้ปีกของบอทดันอย่างมีค่าเราก็สามารถใช้มอเตอร์ตัวเดียวกันในการปล่อยและมันก็ปรากฎว่าไม่จำเป็นต้องมีแรงผลักมากนัก ด้วยแรงดึงดูดของดาวอังคารที่ต่ำาแม้แต่ก้าวกระโดดเล็ก ๆ ก็ยังไกลและปีกก็สามารถเอาชนะได้ใกล้ถึง 19.24 m / s ตามที่เป็นอยู่ ดังนั้นเพียงกระโดดเล็กน้อยจะทำมัน หากเรารู้สึกว่าแฟนซีเราสามารถต่อยเพิ่มอีกนิดหน่อยและนั่นจะออกไปจากหลุมอุกกาบาต ฯลฯ ไม่ว่าด้วยวิธีใดบอทของเราจะต้องมีเพียง 4% เท่านั้นที่มีประสิทธิภาพในการกระโดดและกระโดดจัมเปอร์ชีวภาพที่ดี มันขึ้นอยู่กับความเร็ว
แน่นอนว่าตัวเลขเหล่านี้เป็นเพียงภาพประกอบคร่าวๆ มีเหตุผลหลายประการที่โปรแกรมช่องว่างยังไม่เปิดตัวหุ่นยนต์ประเภทนี้ ปัญหาเกี่ยวกับการปรับใช้แหล่งจ่ายไฟและการบำรุงรักษาจะทำให้ระบบเหล่านี้มีความท้าทายในการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพ แต่อาจเป็นไปไม่ได้เลย บางทีสักวันหนึ่งนักสำรวจของเราก็จะนำมอดบ็อทที่มีขนาดเป็ดออกมาเพื่อการลาดตระเว ณ ที่ดีกว่าในโลกอื่น
