Résumé :
Les ingénieurs de la NASA ont récemment effectué des tests au Jet Propulsion Laboratory en Californie du Sud, aux États-Unis, et ont réussi à permettre à la pointe du rotor d'un hélicoptère martien de nouvelle génération de dépasser brièvement la vitesse du son. Les tests ont été menés dans un « simulateur spatial de 25 pieds » capable de simuler la fine atmosphère froide de dioxyde de carbone de Mars, et un total de 137 tests ont été réalisés.
La densité de l'atmosphère martienne est d'environ 1 % de celle de la Terre, ce qui rend difficile pour les hélicoptères d'obtenir une portance suffisante. Pour améliorer les performances de vol, les ingénieurs doivent faire tourner les rotors à des vitesses extrêmement élevées. Auparavant, lorsque l'hélicoptère martien « Ingenuity » de la NASA effectuait sa mission, la vitesse du rotor était limitée à moins de 2 700 tr/min pour éviter les effets aérodynamiques complexes pouvant survenir après l'approche du mur du son, et pour empêcher des flux d'air soudains tels que des tourbillons de poussière de pousser la pointe du rotor dans un état supersonique.
Ce test a utilisé un rotor à trois pales développé par American Aviation Environmental Corporation. Les ingénieurs ont d'abord extrait l'air de la cabine simulée, puis injecté du dioxyde de carbone avec une pression proche de l'environnement martien, et ont progressivement augmenté la vitesse du flux d'air et la vitesse du rotor. Lorsque la vitesse de rotation atteint 3 750 tr/min, la vitesse de pointe du rotor atteint environ Mach 0,98. Par la suite, l’équipe a continué à augmenter le flux d’air vers le vent et a finalement poussé la vitesse de pointe du rotor à Mach 1,08.
Les résultats montrent que la rotation supersonique augmente la portance de l'avion d'environ 30 %. Cela signifie que les futurs hélicoptères martiens devraient transporter des instruments scientifiques plus lourds, des capteurs plus avancés et des batteries de plus grande capacité, leur permettant d'effectuer des missions d'exploration de plus longue durée à basse altitude et couvrant une plus grande portée.
L'équipe de recherche a également testé un rotor à deux pales conçu pour le concept de mission SkyFall. Parce que ses pales sont légèrement plus longues, une vitesse de pointe similaire, proche du supersonique, peut être obtenue lorsque la vitesse de rotation atteint environ 3 570 tr/min.
L'aérodynamicienne Shanna Witherow-Mazer du centre de recherche Ames de la NASA a déclaré que l'équipe s'attendait initialement à ce que la vitesse du rotor atteigne Mach 1,05, ce qui serait idéal, mais que le test final a atteint Mach 1,08. Les ingénieurs analysent toujours les données et pourraient trouver une plus grande marge d’amélioration de la poussée à l’avenir.
Les résultats des tests pertinents ont été intégrés aux exigences de conception de la mission "SkyFall". La mission prévoit de s'appuyer sur l'expérience technique d'« Ingenuity » et de livrer trois hélicoptères martiens de nouvelle génération sur Mars dès décembre 2028. La campagne d'essais est financée par le Mars Exploration Project de la NASA et vise à améliorer la capacité de charge utile et les performances de vol des futurs avions martiens.
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