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Achieving bioinspired flapping wing hovering flight solutions on Mars via wing scaling

机译：通过翼缩放实现生物透明拍翼悬停在火星上的飞行解决方案

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Achieving atmospheric flight on Mars is challenging due to the low density of the Martian atmosphere. Aerodynamic forces are proportional to the atmospheric density, which limits the use of conventional aircraft designs on Mars. Here, we show using numerical simulations that a flapping wing robot can fly on Mars via bioinspired dynamic scaling. Trimmed, hovering flight is possible in a simulated Martian environment when dynamic similarity with insects on earth is achieved by preserving the relevant dimensionless parameters while scaling up the wings three to four times its normal size. The analysis is performed using a well-validated 2D Navier-Stokes equation solver, coupled to a 3D flight dynamics model to simulate free flight. The majority of power required is due to the inertia of the wing because of the ultra-low density. The inertial flap power can be substantially reduced through the use of a torsional spring. The minimum total power consumption is 188 W kg(-1) when the torsional spring is driven at its natural frequency.
机译：由于火星氛围的密度低，在火星上实现大气飞行是挑战。空气动力与大气密度成比例，这限制了在火星上使用传统的飞机设计。在这里，我们展示了使用数值模拟，扑振翼机器人可以通过BioinSpired动态缩放在火星上飞行。修剪后，在模拟的火星环境中，当通过保留相关的无量纲参数来实现与地球上的昆虫的动态相似性时，悬停飞行是可能的，同时将三到四倍的正常尺寸缩放到四倍。使用良好验证的2D Navier-Stokes公式求解器进行分析，耦合到3D飞行动力学模型以模拟自由飞行。所需的大部分力量是由于由于超低密度的机翼惯性。通过使用扭转弹簧，可以显着减小惯性挡板功率。当扭转弹簧以其自然频率驱动时，最小总功耗为188 W kg（-1）。

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