火星直升机已起飞   采用双旋翼

四旋翼无人机很灵活 为何不用？

地球上的直升机基本上分成是两大类：有尾桨的和没有尾桨的。

有尾桨的直升机有一个单旋翼，然后再加上一个尾部的螺旋桨。尾部螺旋桨是为了平衡主旋翼上的旋转力矩。

当然，还可以采取另外的方法来平衡这个旋转力矩，就是把主旋翼做成2个(或者4个)，旋转方向相反，就可以省掉尾部的螺旋桨。

双旋翼的布置有两种方式，一种就是分开布置，还有一种就是共轴布置。

这种分开布置两个旋翼的挥动范围是重叠的，为了防止桨叶打在一起，专门有一个机械锁定装置。

除此以外，还有一种旋转轴的轴线完全重合，实际上是一个套筒结构，外侧的套筒转向和内侧的轴转向相反。

这种共轴双旋翼的直升机，以俄罗斯的卡系列最为著名，它的特点就是可以把直升机做得很短。

共轴双旋翼的布置有一个缺点，上下挥舞的这两个旋翼有可能会打到一起。一旦下旋翼桨叶往上翘，上旋翼的桨叶往下弯，就会打桨，直升机会立刻坠毁。

但是共轴双旋翼布置的直升机省掉了一个尾部的螺旋桨， 效率高，升力系数比较大。据前苏联的测试，在同样功率下，共轴双旋翼布置的直升机要比常规布置的直升机升力提高12%。

美国火星直升机的动力来源于太阳能电池，而且火星距离太阳比地球距离太阳要远，太阳辐射到达火星时，辐射强度只相当于地球上的43%。

所以火星直升机必须节约每一分功率，不能浪费，因此火星直升机就是采用这种共轴双旋翼的布局。

为了防止打桨，旋翼做成刚性的。火星直升机的旋翼看上去更像是飞机的螺旋桨，类似于鱼鹰垂直起降飞机那种形式。

美国国家航空航天局(NASA)的Ingenuity直升机

市面上大多数的商业无人机，都采用4个旋翼，理论上说美国的火星直升机也可以做成4个旋翼的。

四轴直升机的最大的特点就是灵活，因为它有4个升力点，自由度更高。而且这样布置最大的好处是对使用者比较安全，因为每一个旋翼的直径比较小。

直升机旋翼挥舞的时候，翼尖的线速度非常高，有可能会造成非常严重的伤害事故。

4轴直升机要频繁的和人接触，所以把它的旋翼做小，对于人体安全。

但是火星上是无人的，所以不必考虑到人员的安全性问题，而且4个电机比一个电机的出问题的概率要大。

除此以外，共轴双旋翼的螺旋桨安装高度高，起飞和降落的时候吹起的沙尘较少，对设备的磨损少。

火星空气的密度大概只相当于地球大气的1%，所以螺旋桨的转速必须很高、挥舞面积必须大，才能提供足够的升力。火星无人，这种对人员伤害的设计要素都可以不必考虑。

相比较于月球来说，火星的地形更加复杂，直升机可以跨越崎岖的地形。

共轴双旋翼，升力在重心之上，在目标上空悬停比四轴直升机要稳定的多。实际上，共轴双旋翼直升机在悬停稳定性上是所有直升机里面最佳的一种，而且我们要知道火星上虽然空气稀薄，但是毕竟还是有风的。

Ingenuity直升机于4月19日在火星上升空，在地球以外的世界上进行了有史以来的首次动力飞行。

Ingenuity重1.8公斤，高度48公分，双旋翼直径1.2米。

到4月27日，直升机已经进行了三次试飞，最后一次在空中悬停了80秒。

由于对重量控制很严格，直升机上只有摄像头，没有其他的设备。

毅力号火星车是火星直升机飞行活动的控制中心，地球和直升机之间的通信必须依靠毅力号火星车进行中继。

火星直升机接下来的主要任务是在45公里长的杰罗泽古河道上，寻找可能存在的古代生命证据。