在火星上飞行的首架共轴无人机

所属栏目:行业新闻作者:本站编辑阅读次数:573更新日期:2023/7/15

机智号无人机于2020年7月30日搭载毅力号火星车从地球发射升空,今年2月成功抵达火星轨道。此后,这架共轴双旋翼无人直升机随同火星车降落在火星表面,展开太阳能电池板为自己供电,它原计划2021年4月11日进行首次试飞,但因为软件更新推迟了机智号共轴直升机的试飞进度。

火星无人机17日进行旋翼转动测试

     本月19日15时15分,“机智号”无人机在火星耶泽洛撞击坑内成功完成首次试飞,6秒钟内爬升到3米高度,并在空中自主悬停30秒,最后成功着陆!这是人类第一次在其它星球上完成无人机的试飞!


机智号无人机拍摄到自己的影子

      对于地球上的无人机来说,这是非常容易完成的任务,但在距离地球超过1.6亿公里的红色星球上,这将是一项具有挑战性的壮举。火星大气层比地球的稀薄约100倍,这使得飞行器的起飞和飞行变得更加困难。为了解决这个问题,机智号采用共轴双旋翼结构来减少机体长度,用每分钟2500转的转速增加旋翼的升力做功。此外,由于火星距离地球太远,信号延迟时间过长,通过地球遥控测试显然不现实。为此,整个测试过程必须能够自动进行。科学家认为,此次试飞难度甚至不亚于莱特兄弟当年首次在地球上试飞人造飞行器。

     机智号的目标是增加NASA探索其他行星的方式。NASA官员希望这项技术能让未来的研究人员和太空探险者更好地采集火星的地理信息数据。同时,未来火星无人机对火星GIS数据的采集和应用也会大大降低火星探测的难度。

    我们注意到机智号共轴双旋翼无人机本体只有 1.8 公斤重,尺寸大概是一盒纸巾大小,然而无人机却装有两根长达 1.2 米的碳纤维旋翼。这种设计是因为考虑到火星的大气密度不到地球的百分之一,已非常接近于真空环境,而共轴双旋翼直升机的升力做功要比传统结构的单旋翼直升机增加百分之三十,所以共轴结构是目前唯一合理的选择。

脱离火星车的机智号无人机

     同时我们注意到,由于火星上没有风的存在,所以机智号共轴无人机没有主旋翼变距机构,如果在地球上飞行,无人机直升机的任务载荷和抗风能力则与桨距变距结构息息相关,而复杂的主旋翼变距结构曾让很多科研单位望而却步,共轴直升机的变距机构更是大多数无人机企业无法逾越的技术鸿沟,庆幸的是,沈阳智翔通飞航空拥有近20年的共轴无人直升机设计经验,并在2011年就完成了原型机结构测试工作,同时在国际无人机设计大赛上取得了佳绩。

美国机智号无人机在火星试飞

     面对空气稀薄的环境,中国的青藏高原无疑是最佳的测试场地,2021年3月,智翔通飞的雷燕ZX200-A型共轴双旋翼无人机在海拔4000米以上实现了高原试飞任务,在结构上,智翔通飞的共轴无人机比美国的机智号不仅多了变距结构,更是复合了特有的航向控制方式,结构上比机智号更具优势,所以在地球上飞行,智翔通飞的雷燕无人机要比美国的机智号更具实用性。

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雷燕ZX200-A型无人机高原起飞

    美国机智号在火星上的首飞见证了共轴双旋翼无人机的优越性能,而通飞航空的复合式共轴双旋翼无人机在结构上解决了机智号在地球上飞行的结构不足,通飞航空的共轴无人机必将拥有更为广阔的应用空间。