NASA під час випробувань розганяє лопаті ротора марсіанського гелікоптера до понад 1 Маха

NASA/JPL-Калтех

NASA випробувало лопаті ротора для майбутніх марсіанських гелікоптерів, швидкість яких перевищує швидкість звуку, що може дозволити майбутнім літакам на Червоній планеті перевозити важче корисне навантаження та літати далі.

Випробування нещодавно відбулися в Лабораторії реактивного руху NASA в Південній Каліфорнії, де інженери розкручували лопаті ротора гелікоптера наступного покоління для Марса всередині 25-футового космічного симулятора – камери, яка може відтворити розріджену, багату на вуглекислий газ атмосферу Марса.

Команда довела швидкість обертання кінчиків ротора до 1,08 Маха під час 137 випробувань. NASA заявила, що випробування збільшили підйомну здатність марсіанського апарата на 30%, що є проривом, який може забезпечити підтримку більших батарей, вдосконалених датчиків та важчих наукових приладів на майбутніх літальних апаратах.

«Успішне випробування цих роторів стало важливим кроком до доказу можливості польоту в складніших умовах, що є ключовим для апаратів наступного покоління», – сказала Шанна Вітроу-Мазер, аеродинамік з Дослідницького центру Еймса NASA та член випробувальної групи.

Оскільки атмосфера Марса становить лише близько 1% від щільності земної, роторам важко створювати підйомну силу. Щоб компенсувати це, інженерам потрібні вищі швидкості обертання ротора або більші лопаті. Але зі прискоренням кінчиків лопатей вони наближаються до швидкості звуку.

На Землі на рівні моря швидкість Маха становить близько 760 миль/год. На Марсі швидкість звуку ближча до 540 миль/год через холодну, розріджену, багату на вуглекислий газ атмосферу планети.

Це означає, що майбутнім марсіанським гелікоптерам, можливо, доведеться працювати на межі надзвукової швидкості, щоб NASA мала змогу виконувати місії, що перевищують можливості їхнього нинішнього гелікоптера Ingenuity.

Надзвукові кінчики лопатей, ймовірно, генеруватимуть локалізовані ударні хвилі, хоча надзвичайно розріджена атмосфера Марса означає, що вони не створюватимуть такого гучного звукового удару, як надзвукові літаки на Землі.

Для випробувань інженери NASA облицювали частину камери симулятора листовим металом на випадок, якщо лопаті розламаються під час надзвукових пробігів. Спочатку команда розкручувала трилопатевий ротор до 3750 об/хв, а потім додала зустрічний вітер всередину камери, щоб підштовхнути кінчики ротора до швидкості понад 1 Маха.

NASA заявило, що випробування допоможуть інженерам розробити літальні апарати, які зможуть перевозити наукові прилади, датчики та інші корисні навантаження для майбутніх роботизованих та пілотованих дослідницьких місій.

Ця робота базується на гелікоптері NASA Ingenuity Mars Helicopter, який здійснив перший керований політ на іншій планеті з двигуном 19 квітня 2021 року. Ingenuity був розроблений як демонстратор технологій і не ніс наукових приладів, але зрештою він здійснив 72 польоти на Марсі.

Літаки наступного покоління NASA зроблять більше, ніж просто доведуть, що політ можливий. Проєкт агентства SkyFall та інші майбутні концепції марсіанських літальних апаратів мають на меті використовувати аеродинамічну розвідку на низьких висотах для збору даних, розвідки місцевості та підтримки нових місій.

Команда SkyFall вже врахувала результати випробувань ротора у своїх експлуатаційних характеристиках. NASA заявила, що SkyFall розроблений для доставки трьох марсіанських гелікоптерів наступного покоління на Червону планету у грудні 2028 року.

«Ми думали, що нам пощастить досягти Маха 1,05, а під час наших останніх зальотів ми досягли Маха 1,08», – сказав Вітроу-Мейзер. «Ми все ще вивчаємо дані, і, можливо, на нас чекає ще більше можливостей. Ці гелікоптери наступного покоління будуть дивовижними».