Pytanie:
Koła a gąsienice dla łazików
Tomislav Muic
2013-07-23 18:09:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Na Ziemi jest wiele przykładów pojazdów poruszających się po trudnym terenie, mających gąsienice zamiast kół, podczas gdy wszystkie (przynajmniej te, których znam) pozaziemskie łaziki mają koła.

Czy jest jakiś specjalny powód (np. niezawodność), dlaczego zamiast gąsienic wybiera się koła?

Osiem odpowiedzi:
#1
+32
SF.
2013-07-23 19:36:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Gąsienice są ciężkie, charakteryzują się dużym tarciem i są przydatne przede wszystkim w miękkim / błotnistym / śliskim terenie, gdzie rozłożenie ciężaru jest niezbędne, aby zapobiec zapadaniu się i ślizganiu.

Poruszanie się wymaga znacznie więcej energii niż koła, a podczas gdy na robotach poruszających się na Ziemi nie stanowi to większego problemu, na lądowniku ma to być misja lub nie.

Ważą całkiem sporo. Nie wyobrażam sobie rozsądnych utworów, które nie miałyby co najmniej kilku kilogramów w przypadku gumy, a znacznie więcej w przypadku metalu.

O ile nie planujemy misji w miejsca, które są bagniste , konstrukcja z sześcioma kołami jest już wystarczająca, gdy jedno koło traci przyczepność lub napotyka przeszkodę znajdującą się wyżej niż jego oś. Jedynym scenariuszem, w którym to nie wystarczy, a gąsienice są lepsze, jest sytuacja, gdy cały łazik zaczyna tonąć w glebie. Na Ziemi, gdzie gleba może być wilgotna i luźna, przemieszczana przez erozję i deszcze, tory mają sens dla ciężkich, wielotonowych pojazdów. Mają sens w przypadku znacznie mniejszych pojazdów, takich jak skutery śnieżne, w przypadku materiału tak luźnego jak śnieg. Ale jak dotąd nie odkryliśmy planety (innej niż nasza), na której koła byłyby tak gorsze od gąsienic, aby można było je wymienić, pomimo problemów z gąsienicami.

Drobnym dodatkiem byłoby to, że posiadanie torów wprowadza pojedynczy punkt awarii; pojazd zostaje unieruchomiony, jeśli którykolwiek z gąsienic zostanie uszkodzony w wyniku transportu, kurzu lub zużycia mechanicznego. Porównaj ze Spirit, który ma sześć kół i dlatego nawet jeśli jedno lub dwa z nich ulegną awarii, nadal może się poruszać.
#2
+21
Chandough
2013-07-23 19:15:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Podobne pytanie zadano na Robotics SE.

Koła zapewniają dużą elastyczność, podobnie jak w przypadku systemu wahacza. gdzie łazik może pokonywać przeszkody do dwukrotności średnicy kół

A gąsienice są zwykle cięższe niż koła. Zwiększenie kosztów wdrożenia. Łatwiej jest również manewrować kołami niż polegać na ślizgowym skręcaniu gąsienic.

#3
+19
James Jenkins
2013-07-23 20:21:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Z logistycznego punktu widzenia, pełne koła mają znaczącą przewagę nad gąsienicami; Konserwacja. Gąsienice obniżają nacisk pojazdu na podłoże do poziomu odpowiadającego ludzkiej stopie, a koszt tego jest podwójny.

  1. Wciąż masz „koła” wewnątrz toru, zwykle jest ich dużo, a każde z nich ma piasty, łożyska i potencjalne miejsca do awarii. Dodatkowo istnieją punkty zginania (lub jeden duży dla gumowych gąsienic), z których wszystkie są kolejnym punktem potencjalnej awarii.

  2. Pojazdy gąsienicowe skręcają, przeciągając jeden tor, w miękkim lub błotnisty teren bardzo łatwo wypełniają się „ziemią”. Złe rzeczy zdarzają się, gdy tory się zapełniają, albo tor się zepsuje, albo spadnie z pojazdu, w obu przypadkach powrót do funkcjonalności wymaga znacznych zasobów, z których żadne nie byłoby dostępne dla samotnego pojazdu. Na zboczach bocznych nawet poruszanie się do przodu bez skręcania może wypełnić tor, prowadząc do awarii.

W rzeczywistości, jeśli tor się „zapełnia”, cokolwiek wypełnia, zostaje zmielone na pył - dzięki ogromnej nadwyżce mocy i ekstremalnej trwałości osiągniętej dzięki wykorzystaniu wielu ton metalu do budowy zarówno gąsienic, jak i silnika do ich napędzania. Co byłoby po prostu niesamowite, gdybyśmy mogli sobie pozwolić na sprowadzenie tak dużej ilości martwej masy poza planetę.
@SF. właściwie nie, byłem mechanikiem czołgów w armii amerykańskiej. Czasami zostaje zmielony na pył, czasami napęd końcowy lub coś innego się psuje. Następnie trzeba wyciągnąć silnik (np. M60), żeby zrobić miejsce na wyciągnięcie napędu i wymienić. Jest to zadanie wymagające kilku pracowników, dodatkowego wyposażenia i sporo czasu. Teoretycznie kilka godzin, w rzeczywistości w terenie przez większą część dnia, po wyciągnięciu czołgu z miejsca, w którym utknął na tyle mocno, aby go rozbić.
@JamesJenkins Zauważyłem, że oszukałeś propozycję projektowania materiałów w Area54. Czy zauważyłeś, że został uruchomiony w prywatnej wersji beta? https://materials.stackexchange.com/questions/329/what-has-caused-this-apparent-stagnancy-in-the-development-of-more-efficient-so/394#394
#4
+6
Madara's Ghost
2013-07-23 23:33:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Właściwie powinienem dodać, że istnieje trzecia opcja. Chodzik z czterema lub sześcioma nogami może prawdopodobnie dobrze działać w każdym terenie.

Możliwą wadą jest to, że może być ciężki w utrzymaniu.

Chodziki z nogami, jeśli można je zaprojektować wystarczająco niezawodnie dla przestrzeni, prawdopodobnie będą miały największą wszechstronność w porównaniu z innymi opcjami (wszechstronność jest jednym z powodów, dla których większość zwierząt rozwija nogi zamiast kół). Jednak większość łazików ma do czynienia z rozległymi, pustymi terenami, a nie z dżunglami, w którym to przypadku dodatkowa wszechstronność jest w dużej mierze równoważona wydajnością i prostotą kół.
#5
+4
Recycled Steel
2013-07-23 21:24:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Inną kwestią jest to, że 6 robotów kołowych może nadal się poruszać, gdy jeden lub więcej silników poszczególnych kół ulegnie awarii (okej nie tak elegancko), jednak w tym momencie pojazd gąsienicowy jest skazany na zagładę.

#6
+4
Dan Is Fiddling By Firelight
2013-07-23 22:13:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Oprócz wagi, jak wspominały inne osoby, pojazdy gąsienicowe wymagają niezwykle intensywnej konserwacji w porównaniu z wariantami kołowymi. Gdy najbliższy mechanik znajduje się w odległości setek tysięcy do dziesiątek milionów mil, brak uszkodzeń lub zużycia podczas użytkowania jest krytycznym wymogiem.

No chodź. 42 km (Lunokhod II, który prawdopodobnie ma najwyższy rekord odległości pokonania lądu poza Ziemią) przez pustynię nie jest naprawdę zadziwiającą odległością, którą pojazd mógłby pokonać bez konserwacji. A 2 silniki to 2 możliwe punkty awarii, załóżmy, że P to prawdopodobieństwo awarii silnika, a 2P oznacza unieruchomienie pojazdu gąsienicowego. W przypadku pojazdów sześciokołowych, 2 i sześciu, a pojazd jest wyłączony, więc 6/2 * P = 3P, to o 50% większe prawdopodobieństwo krytycznej awarii.
@SF. - zasugeruj zapytanie dowolnego czołgisty o zmianę torów.
@DeerHunter: Co 25 mil?
@DeerHunter: Postępował zgodnie z twoją radą. *Zależy. Na przykład M1 ma dwa zestawy ścieżek. Jeden z nich jest lżejszy, który ma około 1000 km dystansu, jeden z nich - cięższy, ale znacznie większy, zwiększa dystans do ~ 3000 km, ale jest bardzo, bardzo trudny do zastąpienia na polu. * Ponadto * Większość rosyjskich czołgów jest zbudowany z tolerancją 5000 km: potencjalnie dotrzeć do La Manche z Ukrainy. *
#7
+2
Agent_L
2017-01-26 18:05:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wyszukaj „ wyrzucony tor ”.

W rzeczywistości pojazdy gąsienicowe dość często gubią jeden ze swoich śladów, zwłaszcza podczas skręcania. To ogromny problem, zarówno dla pojazdów cywilnych, jak i wojskowych. Mając wystarczającą siłę roboczą, czas i wciągarki, można je ponownie śledzić - na Ziemi. Dla łazika takie zdarzenie zakończyłoby misję.

Jeśli chodzi o wykorzystanie kosmosu, tory są absurdalnie zawodne.

#8
-1
skan
2013-09-29 01:37:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Podoba mi się też pomysł gąsienic.

Na krótkich dystansach, na przykład pokonywanych przez Curiosity, nie wymagają one tak częstej konserwacji, jak sugerowano.

Oprócz tego ścieżki nie cierpią z powodu przebić ani wybuchów.

Jedynym poważnym problemem jest to, że mogą się wykoleić, jeśli nie są odpowiednio zaprojektowane. Ale przy niskich prędkościach to też nie powinno stanowić problemu.

Mogą być wykonane z kevlaru lub innych materiałów, aby uzyskać lekkie ślady. Chociaż wiem, że dodatkowy ciężar pochodziłby z wielu kół potrzebnych do jego przeniesienia.

Pozdrawiam

Chciałbym zobaczyć odniesienia, które potwierdzają twój pogląd, ponieważ wydaje się to nieco sprzeczne z opublikowaną wiedzą.
Całkowity dystans pokonany przez Curiosity to jednak niecałe 50 km, dystans ten na Ziemi pokonują znacznie cięższe czołgi w ciągu kilku godzin, każdego dnia, poruszają się po konwencjonalnych torach i poruszają się z dużo większą prędkością. Często problem z gąsienicami nie polega na tym, że się zepsuły, ale na wielu drogach nie wolno im jeździć, ponieważ uszkadzają asfalt.
To jak porównywanie jabłek do didgeridoos. W dniu, w którym możemy wysłać czołg na Marsa, sytuacja może się zmienić. Do tego czasu musimy pracować w ramach ograniczeń masy.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...