在兰利的跨声速动力学隧道测试“泰坦”任务的旋翼

研究人员最近测试了“蜻蜓”飞船的旋翼，该飞船将在美国国家航空航天局兰利的跨声速动力学隧道探索土星的卫星泰坦。

美国国家航空航天局探索太空中的未知，将我们太阳系的秘密带回家，这样我们就可以为人类的利益应用这些信息。本着这种精神，美国国家航空航天局将探索土星最大的卫星泰坦，以帮助推动人类寻找宇宙中生命的基石。

将前往泰坦的8旋翼蜻蜓飞行器的一个关键部件最近在位于弗吉尼亚州汉普顿的美国国家航空航天局兰利研究中心的跨声速动力学隧道（TDT）进行了测试。

与无人机类似，“蜻蜓”将穿越泰坦稠密、富含氮的大气层，然后降落、采样和检查各个地点。Dragonfly将有四对转子，每对转子有两个同轴配置的转子，这意味着一个转子在另一个转子之上。它与典型的陆地无人机相似，但要大得多，因为该飞行器从鼻子到尾巴都超过12英尺，在最宽的点上，旋翼从头到脚。

兰利大学和约翰·霍普金斯大学应用物理实验室（APL）的研究人员在TDT的一对同轴转子上进行了一系列测试，旨在验证计算机模型。大型测试段使得能够使用全尺寸的飞行代表性硬件，并且能够用重气体填充隧道，使得硬件能够在泰坦代表性的空气动力学载荷下进行测试。

研究人员模拟了悬停、下降和爬升的预期条件，并评估了在各种风速、旋翼轴角度和旋翼油门设置下每个旋翼的空气动力学载荷。研究人员还对一个运行的转子和另一个静止的转子进行了测试，以评估故障模式。供试品上的传感器和加速度计测量了每个转子在不同风速、方位和转子速度下产生的载荷和加速度。对数据的初步分析表明，对转子性能和功率要求的CFD预测是有效的，对泰坦号运行的类似预测在预期的任务公差范围内。

APL的Dragonfly风洞测试负责人Richard Heisler说：“在这个独一无二的设施进行的测试是实现这一激动人心的任务的关键的早期步骤。”APL正在设计和建造旋翼飞机，并为美国国家航空航天局管理任务。“我们在TDT收集的数据将使我们更清楚地了解蜻蜓的旋翼在泰坦的外星大气层中的表现。”

“蜻蜓”计划于2027年发射，2034年抵达泰坦，届时它将开始一项为期3年的任务，探索并揭示奇异的月球和海洋世界的复杂化学物质。它于2019年6月被选为美国国家航空航天局新前沿计划的一部分，其中包括前往冥王星和柯伊伯带的新视野号任务，前往木星的朱诺号任务，以及前往小行星本努的OSIRIS REx任务。Dragonfly由位于马里兰州劳雷尔的APL首席研究员Elizabeth Turtle领导。

乔·阿特金森

美国航空航天局兰利研究中心