NASA впервые удалось разогнать лопасти марсианского вертолёта до сверхзвуковой скорости

Инженеры NASA совершили технологический прорыв, впервые разогнав лопасти перспективного марсианского вертолёта до сверхзвуковых показателей. В ходе серии тестов, проведённых в Лаборатории реактивного движения, роторные системы успешно достигли скорости 1,08 Маха, сохранив при этом структурную целостность и стабильность вращения.

Эксперименты проходили в специализированной вакуумной камере, имитирующей крайне разреженную атмосферу Красной планеты. Для достижения максимального соответствия реальным условиям специалисты наполнили резервуар углекислым газом, снизив давление до уровня, составляющего лишь 1% от земного.

Цель масштабного исследования — создание летательных аппаратов нового класса, способных транспортировать внушительные наборы научного оборудования, датчиков и ёмкие источники питания. В то время как Ingenuity стал первопроходцем, осуществившим управляемый полёт на другой планете, его роль ограничивалась проверкой концепции, тогда как будущие дроны будут полноценными научными лабораториями.

Аэродинамика марсианских полётов требует поиска нетривиальных решений. Из-за экстремально низкой плотности среды для генерации подъёмной силы вертолёту необходимы либо массивные роторы, либо сверхвысокая частота их вращения. Специалисты NASA поставили задачу выяснить, возможно ли безопасно форсировать этот барьер.

Если во время эксплуатации Ingenuity частота вращения ротора не превышала 2700 об/мин, чтобы концы лопастей оставались дозвуковыми, то в новых испытаниях инженеры повысили этот показатель до 3750 об/мин. В дополнение к этому внутри камеры создавался искусственный встречный поток воздуха для имитации марсианских ветров.

Результатом стало достижение лопастями сверхзвуковой скорости, что, по предварительным расчётам специалистов агентства, позволит увеличить грузоподъёмность перспективных аппаратов примерно на 30%.

В тестах были задействованы два вида конструкций: классическая трёхлопастная и перспективная двухлопастная система для амбициозного проекта SkyFall. Выяснилось, что более длинные двухлопастные роторы демонстрируют выдающиеся показатели даже при относительно невысоких оборотах.

Итоги испытаний превзошли самые оптимистичные прогнозы: вместо ожидаемых 1,05 Маха инженеры добились ещё более высоких скоростных характеристик. Сейчас эксперты NASA проводят тщательный анализ данных, полученных в ходе 137 тестовых циклов.

Полученные сведения уже внедряются в архитектуру миссии SkyFall, в рамках которой планируется отправка трёх вертолётов следующего поколения. Старт экспедиции запланирован на декабрь 2028 года.

В NASA убеждены, что такие системы кардинально изменят стратегию изучения Марса. Обладая мобильностью, недоступной для марсоходов, вертолёты смогут эффективно исследовать труднопроходимые кратеры, ущелья и отвесные склоны, а также станут важным звеном в обеспечении будущих пилотируемых миссий.

Источник: iXBT