455 subscribers

Лунный ровер - каков тормозной путь на Луне.

6k full reads
6,9k story viewsUnique page visitors
6k read the story to the endThat's 87% of the total page views
3 minutes — average reading time

Здравствуйте, любители почитать про лунную аферу!

Существует мнение, что тормоза в автомобиле важнее, чем двигатель. В этом легко убедиться при буксировке на гибкой сцепке.

Это на Луне опасно.
Это на Луне опасно.

Поэтому собираясь ездить по Луне, не мешает прикинуть, каков там будет тормозной путь и от чего он зависит. Физика нам даёт формулу и её вывод.

Если рисунки плохо видны, скопируйте или сохраните их. В просмотровой программе качество их повысится.

Вывод формулы для определения тормозного пути.
Вывод формулы для определения тормозного пути.

Как видим, больше всего тормозной путь зависит от скорости. А ещё зависит от коэффициента трения тормозящих поверхностей и от ускорения свободного падения. Временем реакции водителя здесь пренебрегаем. Надо ещё оговорить, что это формула для минимального тормозного пути.

Коэффициент трения показывает, какую часть от силы реакции опоры при движении тела составляет сила трения.

Сведения о коэффициенте трения.
Сведения о коэффициенте трения.

Коэффициент трения - величина безразмерная. Он на Луне будет таким же, как на Земле. Он не зависит от площади поверхностей и почти не зависит от скорости движения. Определяется он только свойствами материалов.

Ускорение свободного падения показывает, насколько велика сила гравитации. На Земле 9,81, а на Луне в 6 раз меньше 1,62 м\сек сек. Таким образом, на Луне тормозной путь будет при прочих равных условиях в 6 раз больше.

То есть торможение будет очень неэффективным. Такое торможение возможно имитировать на Земле, достаточно в те же 6 раз уменьшить коэффициент трения. Вот таблицы коэффициентов трения.

Таблицы коэффициентов трения различных пар материалов.
Таблицы коэффициентов трения различных пар материалов.

Видим, что такую имитацию не очень просто выполнить. Например переход с сухой грунтовой дороги на гладкий лёд изменяет коэффициент трения всего лишь в 3 раза. А смазка на стали даёт эффект ещё меньше - в 2 раза. Так что для получения требуемого эффекта в 6 раз, придётся вместо езды резиновой шиной по сухому асфальту применить езду на стальных колёсах по смазанной ровной стали. Например смазать солидолом трамвайные рельсы. Только тогда удастся добиться увеличения тормозного пути в 6 раз по сравнению с автомобилем на сухом асфальте за счёт снижения коэффициента трения. Вот картинка для сухого асфальта с коэффициентом трения 0,6

Тормозной путь для скорости 15 км\час на Земле и на Луне.
Тормозной путь для скорости 15 км\час на Земле и на Луне.

. На Луне имеем титан по пыли, это около 0,4, то есть тормозной путь возрастёт до 27 метров. Для справки: весь путь ровера на ролике Гран При до разворота составлял 50 метров, так что о разгоне до 15 км\час не могло быть и речи. А при 10 км\час тормозной путь тоже не мал - около 12 метров.

Масса ровера на Луне останется прежней, поэтому для создания роверу ускорения потребуется такая же сила, как и на Земле. И надо обязательно добавить, что разгон до 10 км\час займёт в идеальных условиях тоже путь 12 метров. Ведь если добавить "газу", сцепление с поверхностью нарушится и будет пробуксовка.

Но условия далеко не идеальны, поскольку дисков плавного сцепления у ровера нет, моторы через редукторы вращают колёса напрямую. Можно только изменять напряжение сразу на всех двигателях. Это увеличит путь разгона. Интересно, что на видео Гран При пробуксовка при трогании отсутствует. Зато показано лихое торможение.

Ровер на ролике Гран При умудрился начать движение без пробуксовки.   Да ещё и лихо тормознуть.
Ровер на ролике Гран При умудрился начать движение без пробуксовки. Да ещё и лихо тормознуть.

Торможение с наклоном передней части ровера вниз и с полётом вперёд пыли из под щитка на Луне вообще невозможно. Как сказано в инструкции на ровер, для торможения достаточно оттянуть рукоятку управления назад. В колёсах имеются тормоза.

Устройство двигателя, редуктора и тормоза.
Устройство двигателя, редуктора и тормоза.

Однако включать этот тормоз практически бесполезно и даже опасно. Дело в том, что трение тормозных колодок на Луне останется таким же, как на Земле, а сцепление колёс с поверхностью будет в 6 раз меньше. Колёса остановятся, а ровер будет продолжать движение "юзом". Причём тормозной путь при этом может даже увеличиться. Блокировка колёс опасна, поскольку уменьшится управляемость ровера.

Есть и положительные сведения. Горки и наклоны на Луне не будут более скользкими, чем горизонтальная поверхность, поскольку вес ровера на Луне мал. Соответственно мала будет и скатывающая сила.

Всё это обязательно будет на Луне, когда там реально окажется ровер. А то, что показывают нам ролики Гран При - не более, чем красивая сказка.

Спасибо за внимание, до следующих встреч на Яндекс Дзене.