Вертолет Ingenuity увеличит обороты

19:30 17/09/2021
Комментарии 4 👁 544

Credit: NASA

Вертолет Ingenuity провёл тест на вращение ротора при 2800 об/мин.

За все время пребывания вертолета на Красной планете, мы подробно изучили сильные и слабые стороны Ingenuity, чтобы использовать его в качестве высокоэффективной разведывательной платформы.

Благодаря полученным знаниям проведение полетов на Марсе во многих отношениях стало проще, чем это было в самом начале.

Когда мы разрабатывали и тестировали Ingenuity на Земле, мы ожидали, что миссия из пяти полетов будет завершена в течение первых нескольких месяцев после посадки Perseverance в феврале 2021 года. Поэтому мы готовились к полетам при плотности атмосферы от 0,0145 до 0,0185 кг/м3, что эквивалентно 1,2-1,5% плотности атмосферы Земли на уровне моря.

Однако мы вступили в сезон, когда плотность в кратере Jezero падает до еще более низких уровней. В ближайшие месяцы плотность атмосферы составит 0,012 кг/м3 (1,0% от плотности Земли) в дневные часы, которые предпочтительнее для полета.

Разница может показаться небольшой, но она оказывает значительное влияние на способность вертолета летать. При нашем нижнем расчетном пределе плотности атмосферы (0,0145 кг/м3) мы знаем, что у Ingenuity запас тяги составляет не менее 30%. Запас тяги относится к избыточной тяге, которую Ingenuity может создать сверх того, что требуется для зависания. Эта дополнительная тяга необходима при взлетах и подъемах, во время маневров, а также при отслеживании местности с различной высотой. Но если плотность атмосферы снизится до 0,012 кг/м3 в ближайшие месяцы, запас тяги нашего вертолета может упасть до 8%, что означает, что Ingenuity будет работать близко к аэродинамическому срыву (условие, при котором дальнейшее увеличение угла атаки лопасти не приводит к увеличению подъемной силы, а только к увеличению сопротивления).

К счастью, есть способ решить эту проблему, но он включает в себя вращение роторов даже быстрее, чем мы делали до сих пор.

Мы начали с выполнения высокоскоростного вращения ротора, не отрываясь от земли, достигнув максимальной скорости вращения ротора 2800 об/мин (более чем на 10% больше по сравнению с нашим предыдущим опытом на Марсе в 2537 об / мин).

Короткий полет при немного более низкой частоте вращения ротора 2700 об/мин – это наш 14-й полет.

18 сентября мы получим данные о полете.

Высота полета 5 метров

Увеличение оборотов с 2537 до 2700.

Такое увеличение скорости связано с рядом потенциальных проблем. Одна из них связана с аэродинамикой: скорость вращения ротора 2800 об / мин в сочетании с ветром и движением вертолета может привести к тому, что кончики лопастей ротора столкнутся с воздухом со скоростью почти 0,8 Маха, то есть 80% скорости звука на Марсе. (Скорость звука на Марсе несколько ниже, чем мы привыкли, – примерно на ¾ скорости звука на Земле.) Если кончики лопастей приблизятся достаточно близко к скорости звука, они испытают очень большое увеличение аэродинамического сопротивления, которое было бы непомерно для полета.

Еще одна потенциальная проблема – неизвестные резонансы в конструкции вертолета.

Дополнительные требования также будут предъявляться к нескольким компонентам конструкции Ingenuity: двигатели должны будут вращаться быстрее, электрическая система должна будет обеспечивать большую мощность, а вся роторная система должна будет выдерживать более высокие нагрузки, которые возникают при увеличении скорости вращения ротора. Все это создает серьезную проблему, но, подходя к решению проблемы медленно и методично, мы надеемся полностью проверить систему на более высоких скоростях вращения ротора и позволить Ingenuity продолжать летать.

Håvard Grip
Перевод: Ирина Дорошенко (Filipok)

Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤

4 Comments

  1. Прекрасная машина из цацки получилась. Толковые инженера над ней поработали.

    2
    1
  2. Интересны достигнутые в земных испытаниях результаты.
    Ведь летную копию обязательно в лаборатории оставляют?
    Вертолет Ingenuity в историю космонавтики уже вошел навечно!
    Но полеты за пределами расчетных интересны.

    1. “уже вошел навечно!”, – вечна ему память, амэн!

Добавить комментарий