NASA测试更薄更尖的火星直升机桨叶,目标是飞得更远
翼型
把桨叶横着切开后看到的形状。
阻力发散
旋翼接近音速时,飞行性能突然下降的现象。
失速
气流角度变化后,飞行性能下降且飞行变得不稳的状态。
发生了什么
NASA在10月20日说,研究人员正在为未来的火星直升机设计新桨叶。新设计叫roamx-0201。研究人员用高精度计算机模拟和风洞试验,研究它在火星环境中的表现。桨叶横截面的形状叫翼型。新翼型比传统形状更薄,也不是左右对称的。
模拟结果显示,未来的火星直升机如果携带科学仪器,单次不停飞行的距离可能从Ingenuity的0.7公里提高到最多18.7公里。这个18.7公里是研究估算,不是已经在火星完成的飞行记录。
火星飞行为什么难
NASA的Ingenuity创造了历史,成为第一架在另一颗行星上完成动力飞行的飞行器。它的桨叶是为火星稀薄的大气设计的。计划在2028年发射的SkyFall任务,将把三架直升机送往火星。新的研究主要面向SkyFall之后的任务,希望单次飞行能覆盖更远的区域。
研究由NASA艾姆斯研究中心、英国帝国理工学院和日本名古屋大学合作完成。团队面对的不是普通地球直升机问题,而是火星空气很稀薄、旋翼工作条件不同的问题。
新翼型改变了什么
研究人员用适合火星条件的算法和模拟,找到更薄、更不对称的方向。风洞试验显示,roamx-0201的空气动力性能更好,在有风险的飞行状态下也更容易恢复。
旋翼速度接近音速时,可能出现阻力发散,性能会突然下降。火星上的音速低于地球,所以旋翼更早遇到这个限制。新翼型能在更高速度下工作更久,才出现这种性能下降。
新翼型还改变了利用气流产生升力的方式。气流经过桨叶时,会形成一层很薄的边界层。研究人员在翼型前缘有意扰动这层气流,让它产生有助于向上升力的变化。
另一个问题是失速。气流角度改变后,飞行性能会明显下降,飞行也会变得不稳。NASA说,在研究条件下,roamx-0201的失速表现明显改善,未来直升机或许能在更大的飞行角度范围内工作。
目前确认了什么
这项研究同时用了计算和风洞测试,并把新翼型与Ingenuity的能力进行比较。研究结果显示,改进设计可能提高飞行性能,也能改善危险状态下的恢复能力。相关成果于9月22日发表在美国航空航天学会的一本学术期刊上。
仍然不知道什么
NASA明确表示,这项技术还没有准备好用于火星。计算预测和真实测试之间仍可能出现差异。18.7公里也没有被火星飞行验证。研究人员还要确认,桨叶在完整任务环境中能否稳定工作,并且在携带科学设备时保持性能。
接下来关注什么
接下来的重点是继续测试,找出计算结果与真实表现之间的差距。NASA还希望未来的火星直升机飞得更远、携带更多载荷,并完成更多科学任务。roamx-0201是否会进入未来任务,或者被更好的设计替代,将是后续观察重点。
来源: NASA报道
NASA测试新桨叶,火星直升机可能飞得更远
📰 完整报道: NASA测试更薄更尖的火星直升机桨叶,目标是飞得更远
新桨叶还没有在火星飞过。计算结果显示,它有望让一次飞行走得更远。
翼型
桨叶横着切开后的形状。
风洞
用来研究气流的测试房间。
失速
气流改变后,飞行性能变差的状态。
💡 一句话总结
- NASA正在研究火星直升机的新桨叶。
- 新桨叶更薄,形状也更特别。
- 计算显示,一次飞行最多可能达到18.7公里。
NASA是美国研究太空的机构。火星的大气很稀薄。直升机在那里飞行,需要特别的桨叶。地球直升机的形状不能直接照搬。
研究人员做了一个新翼型。它叫roamx-0201。翼型就是桨叶横着切开后的形状。这个形状比过去的设计更薄。它的两边也不是完全一样。
研究人员先用计算机模拟。模拟会按照火星的条件算飞行表现。他们还在风洞里测试气流。两种测试都显示,新设计的表现更好。它在危险的飞行状态下,也更容易恢复。
NASA的Ingenuity是第一架在别的星球动力飞行的飞行器。它一次飞行带着科学仪器,走了0.7公里。新设计的模拟距离,最多是18.7公里。18.7公里只是估算,不是实际飞行成绩。
新桨叶为什么可能更好?它能在更快的旋转速度下工作更久。这样可以减少性能突然下降的时间。当气流角度变化时,它也不容易失速。这可能帮助未来直升机飞得更远。
NASA艾姆斯研究中心与英国帝国理工学院、日本名古屋大学合作。2028年计划发射的SkyFall有三架直升机。新的桨叶主要服务于更晚的任务。一次飞得更远,就能在一次任务中查看更大的地方。
不过,NASA说它还没有准备好去火星。计算结果和真实测试可能不同。接下来要继续检查桨叶。研究人员还要知道,它能否带着设备稳定工作。
来源: NASA报道
火星小直升机要换新桨叶
📰 完整报道: NASA测试更薄更尖的火星直升机桨叶,目标是飞得更远
NASA在试一种新桨叶。它也许能让火星直升机飞得更远。
NASA
研究太空的美国机构。
roamx-0201
新桨叶形状的名字。
Ingenuity
在火星飞过的小直升机。
NASA(研究太空的美国机构)在做新桨叶。 直升机要转动桨叶,才能飞起来。 火星的空气很薄。 所以,在火星飞行不容易。
新桨叶叫roamx-0201。 它比旧桨叶更薄。 NASA用电脑和风洞试它。 风洞是让风流过来的测试房间。 它还没有在火星飞过。
Ingenuity(在火星飞过的小直升机)飞了0.7公里。 新桨叶的电脑估计是18.7公里。 18.7公里只是猜出的数字。 还不是飞行比赛的成绩。
新桨叶在快转时表现更好。 空气方向变了,它也更稳。 所以,它也许能帮助小直升机。 小直升机可以去看更远的地方。 NASA还要继续试它。
来源: NASA报道