長時間飛行を目指す火星ヘリコプターのブレード設計(NASA Experimental Mars Helicopter Blade Designs Target Longer Flights)

2026-10-20 NASA

NASAなどの国際研究チームは、火星の希薄な大気でも効率よく揚力を発生させ、飛行距離を延ばせる次世代ヘリコプター用ローターブレードを開発している。新設計「roamx-0201」は、火星の低レイノルズ数・高い翼端マッハ数という特殊な飛行条件に合わせ、従来より薄く非対称な翼型を採用した。高精度の数値シミュレーションと風洞実験により、空気抵抗が急増する現象をより高い回転速度まで抑えられることや、失速時の性能低下から回復しやすいことが確認された。NASAの火星ヘリコプター「インジェニュイティ」の飛行距離は1回約0.7 kmだったが、新設計を用いた将来機では、科学観測機器を搭載しながら最大約18.7 kmを連続飛行できる可能性がシミュレーションで示された。これは実際の火星で達成された飛行記録ではなく、設計性能に基づく推定値である。今後、翼型の性能予測と実験結果の差を縮め、より長距離・高積載の火星航空探査を実現するための研究が続けられる。

長時間飛行を目指す火星ヘリコプターのブレード設計(NASA Experimental Mars Helicopter Blade Designs Target Longer Flights)

<関連情報>

CLF5605とRoamx-0201火星ヘリコプターローター翼型の計算および実験による比較 Computational and Experimental Comparison of CLF5605 and Roamx-0201 Martian Helicopter Rotor Airfoils

Lidia Caros, Witold J. F. Koning, Takayuki Nagata, Keisuke Asai, Oliver Buxton, Natalia Perez Perez, Ethan A. Romander, Taku Nonomura, Haley V. Cummings and Peter Vincent
American Institute of Aeronautics and Astronautics  Published:22 Sep 2026
DOI:https://doi.org/10.2514/1.J066610

Abstract

This study compares the performance of the CLF5605 rotor airfoil—which flew on Ingenuity—with that of a new optimized roamx-0201 airfoil designed for Martian conditions at NASA Ames Research Center. Specifically, performance is studied at a Reynolds number of 20,000 and a Mach number of 0.60 across a range of angles of attack. In this regime, flow can be highly sensitive to geometry and operating conditions, and results from computational analysis and physical testing can be strongly affected by small differences in setup. Accordingly, in order to achieve confidence in observed trends, the airfoils are studied using three independent state-of-the-art methodologies: implicit large-eddy simulations using NASA’s OVERFLOW solver, direct numerical simulations using the high-order PyFR solver, and experimental testing in the Mars Wind Tunnel at Tohoku University. Across methodologies, the roamx-0201 airfoil achieves an ∼19–43% improvement in lift-to-drag ratio relative to the CLF5605 airfoil. Moreover, OVERFLOW and PyFR results show that the roamx-0201 airfoil has superior stall characteristics and can achieve a maximum lift ∼20% higher than the CLF5605 airfoil. The work provides a strong body of evidence to support further studies into the use of rotors based on the optimized roamx-0201 airfoil for future Mars helicopter missions.

0301機体システム
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