Questão:
Rodas vs. trilhos para rovers
Tomislav Muic
2013-07-23 18:09:01 UTC
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Na Terra, existem muitos exemplos de veículos que percorrem terrenos difíceis com esteiras em vez de rodas, enquanto todos (pelo menos aqueles que conheço) rovers extraterrestres têm rodas.

Existe um especial razão (como confiabilidade) pela qual as rodas são escolhidas em vez de esteiras?

Oito respostas:
#1
+32
SF.
2013-07-23 19:36:19 UTC
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As trilhas são pesadas, de alto atrito e principalmente úteis em terrenos macios / lamacentos / escorregadios, onde a distribuição de peso é essencial para evitar afundamentos e escorregões.

Eles consomem muito mais energia para se mover do que rodas e enquanto nos robôs ligados à Terra isso não é tanto um problema, em um módulo de aterrissagem isso é ou não deve ser da missão.

Eles pesam um pouco. Não consigo imaginar trilhas sensatas que não pesassem pelo menos vários quilos no caso da borracha, muito mais no caso do metal.

E contanto que não planejemos missões em lugares que são pantanosos , o design de seis rodas já é suficiente para quando uma roda perde tração ou encontra obstáculos mais altos que seu eixo. O único cenário em que isso não bastaria e as pistas sejam superiores é quando todo o rover começa a afundar no solo. Na Terra, onde o solo pode estar úmido e solto, movido pela erosão e as trilhas das chuvas fazem sentido para veículos pesados ​​de várias toneladas. Eles fazem sentido para veículos muito menores, como motos de neve, para materiais tão soltos quanto neve. Mas até agora, não descobrimos um planeta (diferente do nosso) onde as rodas seriam tão inferiores às trilhas para permitir a substituição, apesar dos problemas com as trilhas.

Uma pequena adição seria que ter faixas introduz um único ponto de falha; o veículo fica imobilizado se uma das vias for danificada pelo transporte, poeira ou desgaste mecânico. Compare com o Espírito, que tem seis rodas e, portanto, mesmo que uma ou duas das rodas falhem, ele ainda pode continuar se movendo.
#2
+21
Chandough
2013-07-23 19:15:37 UTC
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Uma pergunta semelhante foi feita no Robotics SE.

As rodas fornecem muita flexibilidade, como com o sistema de rocker bogie. onde o rover pode escalar obstáculos de até duas vezes o diâmetro das rodas

E as trilhas geralmente são mais pesadas que as rodas. Tornando a implantação mais cara. Também é mais fácil manobrar com rodas do que confiar na derrapagem das esteiras.

#3
+19
James Jenkins
2013-07-23 20:21:07 UTC
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Do ponto de vista logístico, as rodas sólidas têm uma vantagem significativa sobre as pistas; Manutenção. As trilhas diminuem a pressão do veículo sobre o solo para algo da ordem de um pé humano, a troca por isso é dupla.

  1. Você ainda tem "rodas" dentro da pista, geralmente muitas delas, e cada uma delas tem cubos e rolamentos e locais em potencial para falhar. Além disso, existem pontos flexíveis (ou um grande para faixas de borracha), todos os quais são apenas mais um ponto de falha potencial.

  2. Veículos sobre esteiras viram, arrastando uma esteira, em macios ou terreno lamacento, eles facilmente preenchem com "solo". Coisas ruins acontecem, quando os trilhos ficam cheios, ou o trilho quebra ou cai do veículo; em ambos os casos, são necessários recursos significativos para voltar a funcionar, nenhum dos quais estaria disponível para um veículo solitário. Em encostas laterais, até mesmo avançar sem virar pode preencher a pista, levando ao fracasso.

Na verdade, se uma pista "se enche", tudo o que ela preenche é reduzido a pó - graças ao enorme excesso de potência e durabilidade extrema alcançada graças ao uso de muitas toneladas de metal para construir as pistas e o motor para movê-la. O que seria incrível se pudéssemos nos dar ao luxo de trazer tanta massa morta para fora do planeta.
@SF. na verdade não, eu era um mecânico de tanques no Exército dos EUA. Às vezes, ele se transforma em pó, às vezes a unidade final ou alguma outra coisa quebra. Então você tem que puxar o motor (M60, por exemplo) para abrir espaço para retirar a unidade e substituí-la. É uma tarefa que exige vários trabalhadores, equipamento adicional e bastante tempo. Em teoria, algumas horas, na realidade no campo a maior parte do dia, depois que você tira o tanque de onde ele estava preso o suficiente para quebrá-lo.
@JamesJenkins Percebi que você enganou a proposta de Design de Materiais na Area54. Você percebeu que ele foi lançado em Beta Privado? 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
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Na verdade, devo acrescentar que existe uma terceira opção possível. Um andador de 4 ou 6 pernas provavelmente pode funcionar bem em qualquer terreno.

Uma possível desvantagem é que pode exigir muita manutenção.

Um caminhante com pernas, se puder ser projetado de maneira confiável para o espaço, provavelmente terá mais versatilidade em comparação com outras opções (versatilidade é uma das razões pelas quais a maioria dos animais desenvolve pernas em vez de rodas). No entanto, a maioria dos rovers está lidando com vastos terrenos vazios, não com selvas, caso em que a versatilidade adicional é em grande parte compensada pela eficiência e simplicidade das rodas.
#5
+4
Recycled Steel
2013-07-23 21:24:31 UTC
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Outro ponto é que robôs de 6 rodas ainda podem se mover quando um ou mais motores de rodas individuais falham (ok, não tão elegantemente); no entanto, um veículo com esteiras está condenado neste ponto.

#6
+4
Dan Is Fiddling By Firelight
2013-07-23 22:13:05 UTC
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Além do peso, como outras pessoas mencionaram, os veículos sobre esteiras exigem uma manutenção extremamente intensa em relação às variantes com rodas. Quando o mecânico mais próximo está a centenas de milhares a dezenas de milhões de quilômetros de distância, não quebrar ou se desgastar com o uso é um requisito crítico.

Vamos lá. 42 km (Lunokhod II, que provavelmente detém o maior recorde de distância de viagem terrestre fora da Terra) através de um deserto não é realmente uma distância incompreensível para um veículo cobrir sem manutenção. E 2 motores são 2 possíveis pontos de falha, suponha que P é a probabilidade de falha do motor, 2P para o veículo baseado em esteiras ficar imóvel. Para seis rodas, 2 rodas e fora de seis e o veículo está fora, então 6/2 * P = 3P, isso é 50% mais probabilidade de falhar criticamente.
@SF. - sugira perguntar a qualquer petroleiro sobre a mudança de faixa.
@DeerHunter: A cada 25 milhas?
@DeerHunter: Seguiu seu conselho. * Depende. M1, por exemplo, tem dois conjuntos de trilhas. Um deles mais leve, que tem cerca de 1000 km de distância, um deles - mais pesado, mas consideravelmente, aumenta a distância para ~ 3000 km, mas é muito, muito difícil de substituir no campo. * Além disso, * A maioria dos tanques russos são construído com 5000km de tolerância de pista: para potencialmente chegar a La Manche da Ucrânia. *
#7
+2
Agent_L
2017-01-26 18:05:33 UTC
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Procure " pista lançada ".

Veículos sobre esteiras, na verdade, muitas vezes perdem uma de suas pistas, especialmente ao fazer curvas. Este é um grande problema, tanto para veículos civis quanto militares. Com mão de obra, tempo e guinchos suficientes, eles podem ser rastreados novamente - na Terra. Para um rover, tal evento encerraria uma missão.

Para uso espacial, as trilhas são ridiculamente não confiáveis.

#8
-1
skan
2013-09-29 01:37:33 UTC
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Também gosto da ideia das lagartas.

Para distâncias curtas, como as distâncias percorridas pelo Curiosity, eles não precisam de tanta manutenção como sugerido.

Além disso, as faixas não sofrem furos ou estouros.

O único problema sério é que eles podem descarrilar se não forem projetados corretamente. Mas em baixas velocidades isso também não deve ser um problema.

Eles podem ser feitos com kevlar ou outros materiais para obter trilhas leves. Embora eu saiba que o peso adicional viria das várias rodas necessárias para movê-lo.

Atenciosamente

Eu gostaria de ver as referências que apóiam sua visão, pois isso parece ir contra o conhecimento publicado.
A distância total percorrida pelo Curiosity ainda é inferior a 50km, essa distância é feita na Terra por tanques muito mais pesados ​​em poucas horas, todos os dias, e eles usam pistas convencionais e correm a uma velocidade muito maior. Muitas vezes, o problema dos trilhos não é que eles quebraram, mas eles não podem operar em muitas estradas porque danificam o asfalto.
É como comparar maçãs com didgeridoos. Quando chegar o dia em que enviaremos um tanque para Marte, as coisas podem ser diferentes. Até então, precisamos trabalhar dentro das restrições de massa.


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