美国航空航天局测试新型火星直升机桨叶

IT时代网10月21日消息，美国航空航天局的研究人员正在用高保真计算机仿真与风洞试验，重新设计火星旋翼飞行器的桨叶，目标是让下一代火星直升机飞得更高、更远，同时执行科学任务。

机智号是第一架在另一颗行星上完成动力飞行的飞行器。计划于 2028 年发射的 SkyFall 任务延续了这条技术路线，将携带三架直升机前往火星。两项任务的桨叶都为火星稀薄大气设计，桨叶前缘呈弧形，与地球上的桨叶形状相似但并不相同。

研究人员正在测试更薄、更尖锐的非常规桨叶设计。其中一个团队与英国帝国理工学院、日本名古屋大学合作，测试了编号为 roamx-0201 的新桨叶横截面，也就是翼型。

团队针对火星环境调整仿真算法后得到了更薄、非对称的形状，风洞试验显示优化后的设计性能更好，在高风险飞行条件下的恢复能力也更强。

与机智号相比，重新设计的桨叶可把火星直升机单次不间断飞行的距离从 0.7 公里提升到最多 18.7 公里，同时仍能携带科学仪器。相关结果发表在 9 月 22 日的美国航空航天学会期刊上。

新桨叶表现出色的部分原因在于，它能在更高速度下工作更长时间才出现阻力发散现象。由于火星上的声速低于地球，旋翼接近声速时性能会突然下降。新翼型还会在前缘主动扰动边界层气流，反而能把桨叶向上拉，比早期设计产生更有效的升力。

在失速条件下，新设计的表现也明显优于机智号的桨叶，意味着未来的火星直升机可以在更大的飞行角度范围内安全运行。

这项技术目前还没有达到可以飞往火星的成熟度，相关试验正在帮助工程师理解并消除计算预测与真实表现之间的差异。

注：本文配图由AI生成，文中包含AI辅助创作的内容。

编辑：刘宁