Helikopterem po Marsie

[Jajcenty 314]

Plany NASA na 2020 plus trochę patetycznej muzyki. Mocno zdumiał mnie ten helikopter: https://youtu.be/mB1nAzriqRQ?t=79

Zakładam, że skoro NASA, to chyba realne w sensie fizycznym?  Wiem, że przyspieszenie Marsa to tylko 0,3g ale tam chyba mało atmosfery jest?  600 hPa odpowiada mniej więcej  35 km - z wiki. Z szacunków wychodzi mi, że musimy mieć coś co na Ziemi umie latać na wysokości 8-10 km? 

 

[pogo 102]

Drobna nieścisłość w tym co napisałeś... 

Średnie ciśnienie na Marsie to 600 Pa, bez h.

Reszta się zgadza, 35km nad powierzchnią morza na Ziemi występuje właśnie takie.

[ex nihilo 214]

4 godziny temu, Jajcenty napisał:

Z szacunków wychodzi mi, że musimy mieć coś co na Ziemi umie latać na wysokości 8-10 km? 

https://en.wikipedia.org/wiki/Aérospatiale_SA_315B_Lama
Bez człowieków by można wyżej. Lekka konstrukcja pewnie i ze 20+ pociągnie, tyle że na własnym tlenie, bo atmosferycznego chyba nie wystarczy.

Ale tu raczej gęstość ma większe znaczenie niż ciśnienie. Na Marsie 95% CO₂, czyli nieźle. W sumie zmiennych od cholery, bo też aerodynamika itd.

[pogo 102]

Mniejsza masa (brak ludzi) oraz słabsza grawitacja, dużo mniejsze ciśnienie, ale też o ok 30% większa gęstość atmosfery w przeliczeniu na ciśnienie (tak szacuję na szybko).

Niestety konieczność zabrania własnego tlenu, więc dodatkowa masa... lub palenie czymś, co nawet z CO₂ wyciągnie tlen, ale jakoś nie wyobrażam sobie silnika na magnez.

Problemem jest ciśnienie, które nie spada liniowo wraz ze wzrostem wysokości. 

Cytat

ciśnienie na wierzchołku Mount Everest (8 848 m n.p.m.) wynosi ok. 310 hPa

Czyli wciąż 50 razy więcej niż średnio na powierzchni Marsa.
Za Wiki (https://pl.wikipedia.org/wiki/Atmosfera_wzorcowa): 
- 20 000 m - 5474,9 Pa
- 32 000 m - 868,02 Pa

Czyli tak na moje oko, by uzyskać podobne warunki (grawitacja, gęstość atmosfery), to trzeba mieć ciśnienie w ziemskiej atmosferze ok 2200 Pa. Stawiam, że to jakieś 25 000 m. Dla porównania rekord dla śmigłowca z człowiekiem na pokładzie to 8850 m (ciśnienie ledwo 3x mniejsze niż na powierzchni Ziemi, czyli podobne do tego, jakie mają astronauci w kombinezonach).
Próbowałem wrzucić to w jakiś kalkulator do przeliczania wysokości na ciśnienie, ale we wszystkich wychodzą coraz gorsze bzdury po przekroczeniu 10 000 m (porównuję z tabelką z wiki, bo jakoś jej bardziej ufam)

Edytowane 3 stycznia 2020 przez pogo

[ex nihilo 214]

W dniu 3.01.2020 o 11:59, pogo napisał:

Dla porównania rekord dla śmigłowca z człowiekiem na pokładzie to 8850 m

12 954
https://www.fred-north.com/record
To oczywiście tylko rekord, a nie pułap użyteczny, ale w ogóle porównywanie konstrukcji "ziemskich" do "marsjańskiej" nie bardzo ma sens.
Marsjańska może być bardzo uproszczona i lekka (co widać zresztą na filmie), a CO₂ w takich samych warunkach da 1,5x lepszy ciąg niż powietrze.
Ciekawe jak by się sprawdził wiatrakowiec... Jego zaletą jest m.in. to, że do startu można wykorzystać wiatr, który przy starcie może dać znaczną część siły nośnej. Ogólnie ma znacznie lepszą sprawność niż śmigłowiec, a szybkość nie ma w tym przypadku znaczenia. Jeśli chodzi o manewrowość, to może być zbliżona przy dobrym układzie sterowania.
Jeśli chodzi o napęd, to pdp kombinują z elektrycznym.
 

Edytowane 6 stycznia 2020 przez ex nihilo

[darekp 79]

4 godziny temu, ex nihilo napisał:

Ciekawe jak by się sprawdził wiatrakowiec...

Wiatrakowce potrzebują pasa startowego, więc chyba nie bardzo. Aczkolwiek to ciekawa sprawa z tymi wiatrakowcami, konstrukcja znana już od prawie stu lat, wiele zalet, a prawie nikt nie stosuje w praktyce.

[ex nihilo 214]

W tym przypadku pdp rozbieg by można skrócić do zera wykorzystując zasadę działania latawca (uwięź). Ładunek by mógł być podwieszony na kilkumetrowej lince wyciąganej z oporem (sprężyna) z rolki. Czyli - czekamy na odpowiednie warunki (wiatr), wiatrakowiec startuje bez ładunku jako latawiec utrzymywany przez ładunek, a po osiągnięciu wystarczającej siły nośnej (wiatr + napęd poziomy) podnosi ładunek i fruuu... Jeśli byłaby taka konieczność, ładunek przed startem by można dociążyć balastem (piach) zrzucanym w momencie startu.
Na Marsie podstawowym problemem jest energia, a dalej lekkość i niezawodność (prostota konstrukcji). Sprzęt pdp by był używany do przenoszenia jakiejś aparatury poza zasięgiem łazika. Raczej w tym przypadku by nie było problemu czy poleci toto dzisiaj, jutro, czy za tydzień, czyli by można czekać na optymalne warunki do startu i lotu przy zużyciu minimum energii.

A na Ziemi? To przede wszystkim fajna i względnie niedroga zabawka. Gdyby zrobili konstrukcję, którą można złożyć i wsadzić do bagażnika jak motolotnię, pewnie by był bardziej popularny niż teraz. Do zastosowań profesjonalnych niezbyt się nadaje (poza obserwacjami itp.) - wygodniejsze są śmigłowce i samoloty, a zużycie energii nie jest aż tak ważne jak na Marsie.

[cyjanobakteria 118]

Lama to świetny helikopter. Przypomniały mi się stare filmy na YT z akrobacjami: "Lama Bernd van Doornick" 

Co do nowoczesnego sprzętu RC, to dzisiejsze modele za rozsądne pieniądze mają dość dobry stosunek mocy do wagi. Poniższy film jest z 2012, ale od tego czasu heli z serii TREX nie zmieniły zbytnio z wyjątkiem wirników DFC, które są teraz standardem. Technologia LiPo jest na pewno trochę nowocześniejsza. Jestem pewien, że NASA może osiągnąć lepszy wynik.

 

[cyjanobakteria 118]

Ten heli działa całkiem sprawnie i już jest pakowany do wysyłki 

Veritasium ma bardzo dobre video z demonstracją modelu.

Prezentacja od NASA omawiająca szczegóły techniczne i cel misji.

 

Edytowane 13 stycznia 2020 przez cyjanobakteria

[KONTO USUNIĘTE 146]

W dniu 6.01.2020 o 10:23, darekp napisał:

Aczkolwiek to ciekawa sprawa z tymi wiatrakowcami, konstrukcja znana już od prawie stu lat, wiele zalet, a prawie nikt nie stosuje w praktyce.

Bo to połączenie wad śmigłowca i samolotu: leci wolno jak śmigłowiec ale nie wykona zawis jak samolot. Zaletę też ma:krótki start i lądowanie.

Edytowane 13 stycznia 2020 przez 3grosze