НАСА испытало винт марсианского вертолета на сверхзвуковой скорости

Несущий винт будущего марсианского вертолета раскрутили до скорости, превышающей звуковую. Успешные испытания прошли в марте в Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL).

«У НАСА отличный опыт с Ingenuity, но от вертолетов следующего поколения мы ждем еще больших результатов. Это непростая задача. На Марсе все сложно, но полеты там — едва ли не самое трудное, что можно придумать. Атмосфера настолько разрежена, что трудно создать подъемную силу, а гравитация при этом весьма ощутима», — говорит инженер Ал Чен, руководитель программы исследования Марса в JPL.

У геликоптеров большая тяга достигается либо более быстрым вращением, либо увеличенным диаметром. Это общее правило, оно работает и на Земле, и на Марсе. Но плотность марсианской атмосферы составляет всего 1% от земной, чтобы получить значительную подъемную силу, нужно разгонять концы лопастей почти до скорости звука.

Скорость винта Ingenuity, который совершил свой первый полет больше пяти лет назад, никогда не превышала 2700 об/мин. Инженеры удерживали ее на уровне до 0,7 Маха — с запасом, потому что не знали, как отразится преодоление звукового барьера на лопастях. А оно могло быть даже случайным — например, из-за порыва ветра при столкновении аппарата с пылевым дьяволом.

Для испытаний трехлопастной винт установили в камере, из которой откачали воздух и заполнили ее углекислым газом в количестве, соответствующем марсианской атмосфере. Стенки камеры защитили металлическими листами — на случай разрушения лопастей.

Винт раскрутили до 3750 оборотов, скорость концов лопастей при этом достигла 0,98 Маха. После включения вентилятора благодаря встречному потоку воздуха она дошла до 1,08 Маха.

«Мы надеялись дотянуть до 1,05 Маха, а достигли 1,08 на последних запусках», — довольна аэродинамик Шанна Уитроу-Майзер из Исследовательского центра Эймса.

Проверили также двухлопастной винт. Он немного длиннее трехлопастного, поэтому достиг скорости звука при тех же оборотах, и включать встречный ветер не понадобилось.

Таким образом, подтверждена устойчивость конструкции с подъемной силой на 30% выше, чем у предшественника — это важно, потому что вертолету придется нести научное оборудование и аккумуляторы для его работы. Аппарат SkyFall должен доставить три вертолета следующего поколения на Красную планету в декабре 2028 года.