The effects of increasing velocity on the tractive performance of planetary rovers

要約

将来の惑星探査ミッションの概念化には、新たなパラダイムが取り入れられています。
野心的な目標とミッションの制約がますます厳しくなっているため、より高速な地表機動性の重要性が強調されています。
1 m/s に近い、またはそれを超える走行速度が使用されることはほとんどなく、それがパフォーマンスに与える影響は今日では不明です。
この研究は、速度の増加が惑星探査車の牽引性能に及ぼす影響に関する実験的証拠と予備的観察を示しています。
単輪走行テストは、カンラン石砂と CaCO3 ベースのシルト質土壌という 2 つの異なる土壌上で、2 つの異なる金属製のグロウザー付き車輪 (1 つは硬質車輪、もう 1 つは柔軟な車輪) を使用して実施されました。
実験は、十分な範囲のスリップ率 (5 ～ 90%) にわたって 0.01 ～ 1 m/s の速度で実施されました。
ドローバーの引張り係数、車輪の沈み込み、牽引効率という 3 つの性能指標が評価されました。
結果は、調査したすべてのケースで同様のデータ傾向を示しました。
速度が 0.2 m/s を超えると、ドローバーの牽引力と牽引効率が大幅に低下しました。
公表されている証拠とは異なり、ホイールの沈み込みは速度の増加とともに増加しました。
フレキシブルホイールは 1m/s で最高の性能を発揮し、低スリップ条件下で 2 倍高いドローバーの引力と 18% 低い沈下で効率を示しました。
同様のデータ傾向が得られましたが、異なる土壌上を走行すると、異なる車輪と土壌の相互作用挙動が観察されました。
全体として、高速でのパフォーマンスの低下にもかかわらず、0.2～0.3 m/s の範囲の速度では、現在の探査車の駆動能力と比較して 5～10 倍の高速トラバースが可能になりますが、ドローバーの引力と効率は 7% 低下するだけです。
ここで収集された測定値と分析は、惑星表面探査のための新しい移動サブシステム開発の初期段階の基礎を築きます。
同時に…

要約(オリジナル)

An emerging paradigm is being embraced in the conceptualization of future planetary exploration missions. Ambitious objectives and increasingly demanding mission constraints stress the importance associated with faster surface mobility. Driving speeds approaching or surpassing 1 m/s have been rarely used and their effect on performance is today unclear. This study presents experimental evidence and preliminary observations on the impact that increasing velocity has on the tractive performance of planetary rovers. Single-wheel driving tests were conducted using two different metallic, grousered wheels-one rigid and one flexible-over two different soils, olivine sand and CaCO3-based silty soil. Experiments were conducted at speeds between 0.01-1 m/s throughout an ample range of slip ratios (5-90%). Three performance metrics were evaluated: drawbar pull coefficient, wheel sinkage, and tractive efficiency. Results showed similar data trends among all the cases investigated. Drawbar pull and tractive efficiency considerably decreased for speeds beyond 0.2 m/s. Wheel sinkage, unlike what published evidence suggested, increased with increasing velocities. The flexible wheel performed the best at 1m/s, exhibiting 2 times higher drawbar pull and efficiency with 18% lower sinkage under low slip conditions. Although similar data trends were obtained, a different wheel-soil interactive behavior was observed when driving over the different soils. Overall, despite the performance reduction experienced at higher velocities, a speed in the range of 0.2-0.3 m/s would enable 5-10 times faster traverses, compared to current rovers driving capability, while only diminishing drawbar pull and efficiency by 7%. The measurements collected and the analysis presented here lay the groundwork for initial stages in the development of new locomotion subsystems for planetary surface exploration. At the same time…

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