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Study of Rotor-Jetpack-Wind Aerodynamic Interaction for Mid-Air Helicopter Delivery on Mars

Veismann, Marcel und Raffel, Jan und Leipold, Malicia und Wanner, Julius und Tosi, L. Phillipe und Izraelevitz, Jacob und Devost, Matthew und Young, Larry und Touma, Thomas und Shah, Parthiv und Weiss, Adam und Reveles, Nicolas und Ostoich, Chris und Raffel, Markus und Burdick, Joel und Gharib, Morteza und Delaune, Jeff (2023) Study of Rotor-Jetpack-Wind Aerodynamic Interaction for Mid-Air Helicopter Delivery on Mars. In: 2023 IEEE Aerospace Conference, AERO 2023, Seiten 1-16. IEEE Xplore. IEEE Aerospace Conference 2023, 2023-03-04 - 2023-03-11, Big Sky, MT, USA. doi: 10.1109/AERO55745.2023.10115979. ISBN 978-166549032-0. ISSN 1095-323X.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
21MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10115979

Kurzfassung

Mid-Air Helicopter Delivery (MAHD) is a new Entry, Descent and Landing (EDL) architecture for enabling future Martian helicopter-only missions (e.g., Mars Science Helicopter (MSH)), that offer much greater in situ mobility compared to traditional rover missions at lower cost. This EDL concept utilizes a delivery jetpack to slow down the rotorcraft free fall after separation from the parachuting backshell, thus avoiding unfavorable rotorcraft descent aerodynamics, and provides suitable aerodynamic conditions for helicopter take-off in mid air. While Martian rotorcraft operation has been successfully demonstrated by the Ingenuity system, the mid-air helicopter take-off from a self-propelled jetpack platform has been identified as one of the critical aspects of this EDL strategy. This paper presents the development of an experimental sub-scale test-bench to assess the aerodynamic interactions between the MSH, a jetpack analogue system, and the wind to evaluate the technical feasibility of MAHD. Aerodynamic measurements and various qualitative and quantitative flow visualizations were performed in a (1 atm / 1 g) environment and compared to computational fluid dynamics (CFD) simulation for validation. We also demonstrate in-flight capabilities of wind sensing as well as active trimming of the rotorcraft under relative crosswinds using an integrated force-torque sensor to be placed between rotorcraft and jetpack.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/197238/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Study of Rotor-Jetpack-Wind Aerodynamic Interaction for Mid-Air Helicopter Delivery on Mars
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Veismann, MarcelJet Propulsion Laboratory, California Institute of Technologyhttps://orcid.org/0000-0002-3340-9115147341023
Raffel, JanCalifornia Institute of Technology, Pasadena, CANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leipold, MaliciaJet Propulsion Laboratory, California Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wanner, JuliusJet Propulsion Laboratory, California Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tosi, L. PhillipeJet Propulsion Laboratory, California Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Izraelevitz, JacobJet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Devost, MatthewJet Propulsion Laboratory, California Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Young, LarryNASA Ames Research Center Moffett Field, CANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Touma, ThomasCalifornia Institute of Technology, Pasadena, CANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shah, ParthivATA Engineering Inc., San Diego, CANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weiss, AdamATA Engineering Inc., San Diego, CANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reveles, NicolasATA Engineering Inc., San Diego, CANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ostoich, ChrisATA Engineering Inc., San Diego, CANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raffel, MarkusMarkus.Raffel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3340-9115147341023
Burdick, JoelCalifornia Institute of Technology, Pasadena, CANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gharib, MortezaCalifornia Institute of Technologyhttps://orcid.org/0000-0003-0754-4193NICHT SPEZIFIZIERT
Delaune, Jeffjeff.delaune (at) onera.frNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 März 2023
Erschienen in:2023 IEEE Aerospace Conference, AERO 2023
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/AERO55745.2023.10115979
Seitenbereich:Seiten 1-16
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTIEEENICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:IEEE Xplore
ISSN:1095-323X
ISBN:978-166549032-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:rotor-jetpack, helicopter, aerodynamic, mars
Veranstaltungstitel:IEEE Aerospace Conference 2023
Veranstaltungsort:Big Sky, MT, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:4 März 2023
Veranstaltungsende:11 März 2023
Veranstalter :IEEE Xplore
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtueller Hubschrauber und Validierung
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hubschrauber, GO
Hinterlegt von: Koch, Bianca
Hinterlegt am:24 Nov 2023 12:13
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:57

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