要約:
NASA のエンジニアは最近、米国南カリフォルニアのジェット推進研究所でテストを実施し、新世代火星ヘリコプターのローター先端が短時間音速を超えることに成功しました。試験は火星の薄く冷たい二酸化炭素大気を模擬できる「２５フィート宇宙シミュレータ」で行われ、計１３７回の試験が完了した。
火星の大気の密度は地球の密度の約 1% であるため、ヘリコプターが十分な揚力を得ることが困難です。飛行性能を向上させるために、エンジニアはローターを非常に高速で回転させる必要があります。以前、NASA の「インジェニュイティ」火星ヘリコプターがミッションを実行したとき、音速障壁に接近した後に発生する可能性のある複雑な空気力学的影響を回避し、ダストデビルなどの突然の気流がローター先端を超音速状態に押し上げるのを防ぐために、ローター速度は 2,700 rpm 未満に制限されていました。
このテストでは、American Aviation Environmental Corporation が開発した 3 ブレード ローターを使用しました。エンジニアはまず模擬キャビンから空気を抽出し、次に火星の環境に近い圧力で二酸化炭素を注入し、気流速度とローター速度を徐々に増加させました。回転速度が 3750 rpm に達すると、ローター先端速度は約マッハ 0.98 に達します。その後、チームは風上気流を増加させ続け、最終的にローター先端速度をマッハ 1.08 まで押し上げました。
結果は、超音速回転により航空機の揚力が約 30% 増加することを示しています。これは、将来の火星ヘリコプターには、より重い科学機器、より高度なセンサー、より大容量のバッテリーが搭載され、より広範囲をカバーする長時間の低高度探査ミッションを実行できるようになることを意味します。
研究チームは、SkyFall ミッション コンセプト向けに設計された 2 ブレード ローターもテストしました。ブレードがわずかに長いため、回転速度が約 3570 rpm に達すると、同様の超音速に近い先端速度が得られます。
NASA エイムズ研究センターの空気力学者シャナ ウィザロウ メイザー氏は、チームは当初ローター速度が理想的なマッハ 1.05 に達すると予想していましたが、最終テストではマッハ 1.08 に達したと述べました。エンジニアはまだデータを分析中であり、将来的には推力を改善する大きな余地が見つかる可能性があります。
関連するテスト結果は、「SkyFall」ミッションの設計要件に組み込まれています。このミッションは、「インジェニュイティ」の技術的経験を活用し、早ければ2028年12月にも3機の新世代火星ヘリコプターを火星に届ける予定である。このテストキャンペーンはNASAの火星探査プロジェクトから資金提供されており、将来の火星航空機の積載量と飛行性能を向上させることを目的としている。
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