Исследователи из России разработали детальную модель разреженной атмосферы планеты, которая позволяет воссоздать полеты в тонком марсианском воздухе
МОСКВА, 2 сентября. /ТАСС/. Исследователи из России разработали детальную модель разреженной атмосферы Марса, которая позволяет моделировать полеты летательных аппаратов в тонком марсианском воздухе. Эти расчеты раскрыли неожиданный стабилизирующий эффект, позволяющий повысить надежность марсианских беспилотников, сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.
"Мы обнаружили, что в разреженном газе поверхность как бы протягивает аппарату "невидимую руку помощи". Смещение центра сил назад создает естественный стабилизирующий момент, который стремится опустить нос аппарата и уменьшить угол атаки. Это саморегулирующийся механизм, который помогает гасить колебания и обеспечивает более безопасную посадку", - пояснил ассистент кафедры высшей математики МФТИ Александр Шамин, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.
Как отмечают Шамин и другие исследователи, Марс обладает крайне разреженной атмосферой, плотность которой примерно в сто раз ниже, чем у ее аналога на Земле. Это кардинальным образом меняет то, как ведут себя летательные аппараты на Марсе, а также не позволяет использовать для разработки марсианских дронов уже сложившиеся интуитивные представления о полете, основанные на земном опыте. Это особенно важно при разработке процедур посадки, когда любая нестабильность может привести к катастрофе.
Для решения этих проблем российские исследователи детально изучили то, как близость к поверхности Марса влияет на силы, действующие на тонкое крыло беспилотного аппарата, а также проанализировали то, можно ли в таких условиях создать эффективный двигатель по принципу машущего крыла насекомого. Эту задачу им удалось решить при помощи сложного численного метода, основанного на решении сингулярных интегральных уравнений.
Эти расчеты показали, что при сближении с поверхностью Марса возникает необычная подъемная сила, связанная с действием сил вязкого трения на заднюю кромку крыла. В отличие от схожей силы на Земле, которая оказывает давление на переднюю кромку крыла и дестабилизирует воздушное судно при посадке, на Марсе данные взаимодействия создают стабилизирующий момент силы, который можно использовать для повышения безопасности посадки.
Также ученые обнаружили, что для создания "марсолета" с машущими крыльями потребуется использовать принципиально новую стратегию совершения взмахов, нацеленную на поддержание постоянной угловой скорости, а не постоянного ускорения, как это делают земные летательные аппараты такого типа. Понимание этого, как надеются Шамин и другие исследователи, ускорит разработку систем управления будущих марсианских дронов и прочих летательных аппаратов.
