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NASA工程师近日在美国南加州喷气推进实验室开展测试，成功让新一代火星直升机旋翼尖端短暂超过音速。测试在可模拟火星稀薄、寒冷二氧化碳大气环境的“25英尺太空模拟器”内进行，共完成137次试验。
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。
结果显示，超音速旋转使飞行器升力提高约30%。这意味着未来火星直升机有望携带更重的科学仪器、更先进的传感器和更大容量的电池，从而执行更长时间、覆盖更广范围的低空探测任务。
研究团队还测试了为“SkyFall”任务概念设计的双叶旋翼。由于其叶片略长，转速达到每分钟3570转左右便可获得相近的近超音速尖端速度。
NASA艾姆斯研究中心空气动力学家沙娜·威瑟罗-梅泽表示，团队原本预计旋翼速度达到1.05马赫就已相当理想，但最终测试达到了1.08马赫。目前工程师仍在分析数据，未来可能发现更大的推力提升空间。
相关测试成果已被纳入“SkyFall”任务的设计要求。该任务计划借鉴“机智”号的技术经验，最早于2028年12月向火星运送三架新一代火星直升机。 test campaign由NASA火星探测项目资助，旨在提升未来火星航空器的载荷能力和飞行性能。
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