Veismann, Marcel and Raffel, Jan and Leipold, Malicia and Wanner, Julius and Tosi, L. Phillipe and Izraelevitz, Jacob and Devost, Matthew and Young, Larry and Touma, Thomas and Shah, Parthiv and Weiss, Adam and Reveles, Nicolas and Ostoich, Chris and Raffel, Markus and Burdick, Joel and Gharib, Morteza and Delaune, Jeff (2023) Study of Rotor-Jetpack-Wind Aerodynamic Interaction for Mid-Air Helicopter Delivery on Mars. In: 2023 IEEE Aerospace Conference, AERO 2023, pp. 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.
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Official URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10115979
Abstract
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.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/197238/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Conference or Workshop Item (Speech) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Study of Rotor-Jetpack-Wind Aerodynamic Interaction for Mid-Air Helicopter Delivery on Mars | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 11 March 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | 2023 IEEE Aerospace Conference, AERO 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1109/AERO55745.2023.10115979 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 1-16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Editors: |
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Publisher: | IEEE Xplore | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1095-323X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISBN: | 978-166549032-0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | rotor-jetpack, helicopter, aerodynamic, mars | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Title: | IEEE Aerospace Conference 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Location: | Big Sky, MT, USA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Type: | international Conference | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Start Date: | 4 March 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event End Date: | 11 March 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Organizer: | IEEE Xplore | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Aeronautics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Efficient Vehicle | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Aeronautics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | L EV - Efficient Vehicle | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | L - Virtual Rotorcraft and Validation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Göttingen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute for Aerodynamics and Flow Technology > Helicopter, GO | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Koch, Bianca | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 24 Nov 2023 12:13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 24 Apr 2024 20:57 |
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