NASA 新「火星直升機號」強勢升級Mars Chopper

[peter]

NASA 新「火星直升機號」強勢升級 Mars Chopper   https://def.ltn.com.tw/article/breakingnews/4910436

 Mars Chopper 的新型直升機概念圖，其設計靈感正是源自「機智號」的成功經驗，未來將肩負更進階的火星探測任務。

[peter]

下一代火星直升機的旋翼尖端可以安全超過音速，並使飛行器的升力能力提高約 30%

火星最大的問題不是重力，而是：大氣太薄。火星表面的大氣密度只有地球海平面的約 1% 左右。但火星重力仍然約為地球的 38%。
所以直升機遇到一個很尷尬的狀況：空氣少得多，但你還是得產生足夠升力把自己托起來。

NASA 的  Ingenuity（機智號） 在 2021 年完成了人類歷史上第一次在另一顆行星上的受控動力飛行 ,  NASA 為了避免旋翼尖端在飛行中受到不可預測的跨音速氣動效應，Ingenuity 的旋翼尖端速度大約維持在 Mach 0.7 左右

火星的「音速」比地球低 ,  這也是這個故事很有趣的一點。

在地球海平面附近，音速大約：1,225 km/h
但火星寒冷、低壓、以二氧化碳為主的大氣環境，使當地音速大約只有：
869 km/h  因此旋翼其實不需要達到地球上的 1,200 km/h，尖端就可能進入超音速


https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-pushes-next-gen-mars-helicopter-rotor-blades-past-mach-1/?utm_source=chatgpt.com



https://www.cnbeta.com.tw/articles/science/1576124.htm

火星大气密度约为地球的1%，直升机很难获得足够升力。为提升飞行性能，工程师必须让旋翼以极高速度旋转。此前，NASA“机智”号火星直升机执行任务时，旋翼转速被限制在每分钟2700转以下，以避免接近音障后可能出现的复杂气动效应，也防止尘卷风等突发气流将旋翼尖端推入超音速状态。

此次测试使用了由美国航空环境公司研制的三叶旋翼。工程师先将模拟舱内空气抽出，再注入压力接近火星环境的二氧化碳，并逐步提高气流速度和旋翼转速。当转速达到每分钟3750转时，旋翼尖端速度达到约0.98马赫。随后，团队不断增强迎风气流，最终将旋翼尖端速度推至1.08马赫。

[peter]

那 NASA 的火星直升機為什麼反而敢 Mach 1.08？
這就是前面那個新聞真正有趣的地方。

地球直升機：
大氣密度高

→ 很容易產生升力

→ 不需要把葉尖速度推得太誇張

→ 因此通常避免跨音速。

火星直升機：
大氣密度只有地球約 1%

→ 空氣實在太稀薄

→ 旋翼很難「抓住空氣」

→ 需要更高的旋翼速度來維持升力

所以 NASA 的思路變成：

既然火星空氣這麼稀薄，那能不能把旋翼設計成即使葉尖跨過 Mach 1，也不會失控？

這就是這次測試的重要性。

🌟 最有趣的一句話
所以你可以把它理解成：

地球直升機：「葉尖接近音速很麻煩，我們盡量避免。」

火星直升機：「火星空氣太稀薄，不把葉尖速度推高，可能根本飛不動。」