为了合作“火星2020”探究使命，美国航天局的喷气推进实验室打造了一架无人直升机，它只需1.8公斤重，却一共花掉了8500万美元，相当于每克分量耗资47222美元！考虑到世界金价是61.66美元/克，这架名叫“机敏号”的小飞机每克价格到达黄金的766倍，说它是“史上最贵”应该不会有人对立吧。

　　如此贵重的小飞机，它肩负着什么样的科学使命呢？NASA对它的等待很简略，三个字：飞起来。

　　使命是如此地简略，“机敏号”上没有带着任何的科学设备，只装了两个摄像头和一个低带宽的无线公里以内把飞翔进程的相片传给火星车。当然了，因为火星间隔地球太远，电磁波一来一回至少需求十几分钟，从地上遥控无人机飞翔不太实际，因而“机敏号”会依照地上设定的程序，再依据传感器的数据“自主”飞翔。

　　有朋友说，NASA傻呀！不便是飞起来么，用大疆分分钟搞定，1万块钱不到的事。你甭说，用大疆还真未必行，因为火星跟地球的环境彻底不一样。

　　火星半径大约是地球的一半，均匀密度也小于地球，所以火星外表的重力很低，一个体重100斤的美丽姑娘要是去到火星称重，她大约只需38斤。也便是说，地上上1.8公斤的“机敏号”，在火星外表只需求0.68公斤的推力（差不多是电风扇三档风）就能飞起来。是不是很简单？

　　可是且慢！你或许不知道火星大气极度淡薄，外表大气压力只需地球海平面的0.6%，电风扇开三档比如你打了个呵欠。火星空气差不多相当于地球34公里高度的空气密度，在地球上只需一架飞机能飞到这么高，1977年前苏联的米格-25曾时刻短地冲上37650米高度，排名第二的美国“黑鸟”升限是26600米。34公里现已挨近真空了，直升飞机那是想都别想。

　　别看火星直升机身板儿小，总分量只需1.8公斤，但喷气推进实验室却给它配了两对“巨大”的碳纤维螺旋桨，旋转起来直径到达1.2米；为了能飞起来，螺旋桨的转速要到达2400转/分钟，翼梢速度挨近0.7马赫。你或许会说，2400转不快呀，但相对于这么大的螺旋桨和如此轻的分量，要做到精准可控，仍是有点难的。

　　“机敏号”选用了共轴双桨的推进方法，也便是说它的两副螺旋桨是上下堆叠，下边的螺旋桨顺时针旋转，上边的逆时针滚动，跟我们往常见到的大多数直升飞机不同。这又是为什么呢？

　　我们常见的直升飞机大多顶着个主旋翼，在尾巴上还竖着装一个尾桨。主旋翼在旋转的时分会推进空气，空气的反作用力在旋翼上发生一个反向扭矩，旋翼逆时针旋转时，机身就会顺时针滚动，这是很风险的，会形成飞机失控。我们在直升机的尾巴上也装置一个螺旋桨，让它向左吹风，经过推力来补偿机身的扭矩，就能到达操控方向的作用。

　　大多数直升飞机都选用这种方法，是因为它结构很简略，不需求过分杂乱的机械构件，可靠性也更高。但它的机械效率比较低，因为很多的能量被用来抵消扭力而不是用来发生升力。

　　1754年，俄罗斯科学家发明晰同轴双桨直升机，它将一对反向旋转的螺旋桨装在同一个轴上，当两个螺旋桨的转速相一起，它们发生的扭矩会彼此抵消，因而机身能够坚持方向，不需求尾桨来纠偏。

　　同轴双桨直升机的优点清楚明了，它明显提升了螺旋桨的升力，输出功率安稳、飞翔进程中叶片振荡小、一起降低了撤退叶片失速现象。它的不足之处便是旋转部件的结构杂乱，而且因为叶片间气流扰动的联系，两对桨叶相加的推力只比一对桨叶多15%，不是我们幻想的1+1=2的联系。

　　“机敏号”装备了一组2Ah的索尼锂电池，只能供小飞机飞最多90秒和大约50米间隔，完了它有必要停下来使用太阳能充电。火星外表光照弱，充电时刻或许会很长。

　　NASA在太空探究上面花钱向来都是不眨眼，一辆“意志号”火星车耗资27.25亿美元，花8500万做一架小飞机——尽管它的使命仅仅飞起来拍个短视频，那也在情理之中，究竟这是在火星上的第一次飞翔。

　　或许下次我们天问二号拜访火星也会带架飞机上去，当然，价钱必定不会这么贵，像“机敏号”这样的，85万美元一架恐怕都有人骂“败家”吧？

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