我们已经习惯了降落伞是降落最后阶段揭示的事实。 但这发生在我们尘世的条件下。 大气层的密度足以使穹顶减缓下降速度。 然后，指导伞兵采取正确的姿势，以免打断腿，这种技术可以在最后几秒钟打开的充气式减震器或软着陆发动机上坐下来。 但是在天体上的太阳系中，不同的条件，有时降落伞在着陆的中间阶段起着不寻常的作用。 它们以巨大的超音速打开，其形状和比例充其量只能使我们想起熟悉的地球圆顶。 并且为了减慢气氛，提供了非常特殊的设计。
火星侦察轨道飞行器/ NASA拍摄的“好奇”号降落伞降下一点物理
从飞机上跳下来的跳伞者仅在第一刻就经历了零重力。 空气阻力的大小与速度的平方成正比，当重力和空气阻力平衡时，跳伞者将很快达到极限下降速度。 阻力取决于身体的形状，因此对于典型的跳伞者在对流层中平躺着来说，跌倒的极限速度约为50 m / s，在猎鹰9的第一个阶段，即发动机最后一次启动和着陆之前的下降速度约为300 m / s。 这些速度是相关的，因为它们是亚音速的。 甚至在垂直下降且制动最少的猎鹰9级发动机上，即使在发动机最终启动之前，其速度也会独立于声速而降低。 为了打破自由落体的速度记录，费利克斯·鲍姆加特纳（Felix Baumgartner）不得不在平流层气球上爬升到将近39公里的高度，那里的空气稀少，跌落的延误较少。
猎户座飞船的降落伞周围流动， 来源我们习惯使用的降落伞的形状是通过实验选择的，目的是在最小的面积上产生最大的阻力。 而且，如果我们观察一下空气如何围绕普通的亚音速降落伞流动，我们会看到一个相当明显的画面-降落伞的顶篷成为空气流动的障碍。 空气部分围绕圆顶流动，并在其后面形成带有涡旋的大空气动力学阴影区。 特制的孔洞使中央的空气流动更快，从而使圆顶不会摆动。
超音速降落伞周围的估计流量和实际流量，涡度图像然而，在超音速下，空气中空气周围物体流动的特性发生了根本性的变化。 在其前面形成冲击波（冲击波）。 最初的测试
表明普通圆顶变得不稳定，需要增加圆顶的渗透性并对其形状进行实验。 而且，圆顶的操作受到飞行有效载荷前方的干扰的影响，
因此必须选择正确的线路长度，以使圆顶不会开始塌陷。
降落伞的行为取决于织物的速度和渗透性。 下方区域-降落伞摆动，虚线-降落伞塌陷并再次充满的区域在地面条件下，降落伞将速度从几十种（伞兵降为50，联盟号航天器为90）降低到每秒米。 例如，Soyuz SA在9-11 km的高度上
具有 240 m / s的下降极限速度，使用面积为14 m2的小型制动降落伞将其下降至90 m / s，并打开主降落伞。 在着陆的最后几米，联盟号SA的
下降速度为9 m / s，而通常的圆形穹顶D-1-5u约为5 m / s。 如果不小心触摸地面，这两个速度都足够高，可能会造成危险，因此，跳伞者必须保持双脚并拢，并且Soyuz SA包括用于软着陆的特殊制动马达。
DMP的火焰非常漂亮。 登陆“联盟MS-11”，美国宇航局/ Bill Ingals照片没有软着陆引擎是否可以做？ 如果您尝试增加面积并因此增加圆顶的质量，以减少下降速度，则为了安全起见，它将变得不合理。 还有一种选择可以将船置于水上（水星，双子座，阿波罗，猎户座），如果船以一定角度进入水面，则其作用就像减震器。 您还可以给安全气囊充气（波音Starliner）。
而且在火星表面，压力比地球小160倍，因此对于降落伞的最后阶段，绝对是不够的-如果您将标准装备中的地球伞兵移至火星，则在打开圆顶后，它将破裂，以〜60 m / s的速度撞击地面（ 200 km / h）。 跳伞者在火星穹顶开放之前坠落的最大速度
大约是地球的〜280 m / s（接近地面）的六倍。 它
比火星上的声音速度
更高 -〜244 m / s。
结果，登陆火星与返回地球不同。 在第一阶段，下降飞机将速度从每秒几公里降低到约400 m / s，处于带有隔热罩的航空外壳中。 然后打开一个超音速降落伞，将下降的车辆制动到大约60-100 m / s。 最后，最后的第三阶段是最广泛的技术解决方案-设备降落在发动机上（维京人，MARS InSight，Skiaparelli），由可复位发动机制动，并落入充气减震器中（火星探路者，Spirit /机会漫游者） ），跌落在火箭发动机的特殊平台下的地面（好奇号），而轻型车辆没有制动发动机（Beagle-2），或者制动时跌落在减震器（“火星3”）上。
创意重用
苏联和即将要在火星上进行软着陆的设备的美国都面临着测试其系统的任务。 而且，如果通过洲际导弹战斗部和从地球轨道返回的飞行器的测试已经知道了热保护的行为，并且可以通过从直升机上放下设备来检查降落的最后阶段，那么就必须选择特殊条件来检查超音速降落伞的运行。 幸运的是，这可以在地球上完成。 在30-40 km的高度上，大气密度与火星上的相差不大，使用火箭发动机，试验台可以分散到超音速。 在海洋两岸，工程师们提出了类似的解决方案。 在苏联，通过用M-100B气象火箭将它们升入平流层来测试火星的超音速降落伞。 测试结果证明是有用的，回忆起来表明降落伞的第一个版本以3.5M的速度崩溃的趋势，他们注意到了并能够纠正。
在美国，“维京”试验台有些复杂-该设备在平流层气球上升至36 km的高度，然后由固体燃料发动机分散。 甚至1972年8月的测试框架都幸免于难。 他们很幸运-电影在退役和出售的橱柜中被
遗忘了，几乎全丢了，但此案和太空爱好者不允许他们消失。
总共
进行了4次测试，全部成功，但是并不是因为他们立即幸运地找到了合适的技术解决方案。 事实是，维京计划
利用了 60年代
的成就为航天器制造了降落伞-行星降落伞计划（PEPP），超音速行星进入减速器（SPED）和超音速高空降落伞实验（SHAPE）以及试飞仅仅是测试程序的顶峰，包括风洞测试，掷球测试和火力投掷器测试。
在PEPP，SPED和SHAPE上总共进行了16次试飞，其中只有11次成功。根据之前的实验，对三种最有前途的圆顶进行了测试，分别是指环，十字形和磁盘间隙条类型（disk-间隙带，DGB）。
跨球测试事实证明，后一种类型的DGB在制动力和稳定性方面最适合超音速部署。 在接下来的几十年中，正是他开始被应用在NASA设备上。
DGB圆顶测试不是火星一号
细心的读者会问：“为什么谈话只关于火星？ 那其他行星呢？” 火星是超音速降落伞最频繁的竞技场，但并非唯一。 而且，如果您想到了金星，那您就错了-大气层的密度是如此之高，以至于降落伞打开之前，下降的车辆已减速至亚音速，并且降落伞的下降条件与地面降落伞相当。 金星上的声音速度约为410 m / s，第一个设备在其大气中逐渐减小，“ Venus-4”以约210 m / s的速度打开降落伞。 降落在泰坦上时，使用了超音速降落伞。 此外，考虑到土星卫星的大气特征，在惠更斯欧洲探测器上使用了一种奇怪的技术解决方案：首先，以400 m / s的速度（对于泰坦来说，速度约为2M），打开了超音速降落伞。 15分钟后将其重置，并且制动/着陆降落伞打开。 事实是，超音速降落伞的面积很快变得多余，并且探头可能在到达地面之前冻结。 因此，面积较小的第二个降落伞的初始下降速度为94 m / s，由于大气密度的增加，下降至表面降至4.7 m / s。
惠更斯血统到泰坦在执行任务20周年的周年纪念日，部署了降落伞，用于拍摄Discovery频道。
照片涡流系统细心的读者会在这张照片中看到已知的DGB到Band-D布局。 确实，在火星仪器上开发的技术在太阳系的一个完全不同的角落中很有用。
由于我们谈论的是欧洲设备，因此我们可以回想起“ Schiaparelli”，它在最后阶段坠毁，但能够相当成功地制动DGB上的超音速降落伞。
ESA图片充气飞碟
物理定律没有改变，DGB降落伞现在可以使用，但可用于相对较小的设备。 然后，未开发的区域开始-在60年代，唯一一个负载超过一吨的测试失败了。 使用新的顶篷和吊索材料可以提高一点起重能力，但是好奇心已接近旧技术可以提供的安全极限。 但是我想登陆火星上越来越重的设备。 您需要提出一些新的东西。 这样的实验项目是低密度超音速减速器（LDSD）。 在这里，他们试图一次实现两项更改。 首先，将DGB降落伞更改为圆形蹦极。 其次，为进一步减慢速度，通过给环形“项圈”充气来增加壳体的面积。
NASA图片新系统将不得不在火星上发射2-3吨的探测器。 但是在两次试验中，降落伞破裂了。 预计将于2016年获得第三次，但到目前为止，关于他的消息一无所获。
因此，2020年越野车的降落伞仍然可以创造记录，在0.4秒内打开并承受37吨的峰值载荷，但是要降落比2020年越野车更重的东西，仅仅增加它是行不通的。
罗孚2020降落伞的公开ttle球
LDSD开放“衣领”的想法是基于一种根本不同的方法，当使用充气的inflatable子代替通常的降落伞时。 最后一次是在
俄罗斯进行的几次不同程度的成功
测试 。 2000年，护卫舰助推器和装有仪器的太空舱进入轨道。 他们刹车进入大气层，打开shuttle球，然后进入密集的层。 他们从“护卫舰”中只发现了钛制坦克，但尽管第二个更宽的“衣领”失灵了，但它在坠落中幸存下来。 不幸的是，在2001年和2002年，他们找不到有效载荷。 在2005年初，测试台已经通过等离子云的制动阶段建立了联系，但是23秒钟之后它保持了沉默，在跌落区域找不到了。 尽管缺乏充分成功的试验，该非政府组织还是以 以巴巴金命名的Lavochkina和SIC对这一概念寄予厚望。 在海洋的另一侧，在NASA中，有类似的项目LOTFID和HIAD-2。
带“ block子”的加速板“护卫舰”，以G.N. 巴巴基纳挑战2020
2020年，不仅美国宇航局（NASA）的火星探测车，而且俄罗斯-欧洲的Exomars模块（包括罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin）的火星探测车和哥萨克平台）都将进入火星。 登陆平台一个有趣的功能，其中80％由NGO制作。 Lavochkina，是两个降落伞。 首先，将打开通常的DGB超音速类型，然后，当速度变为亚音速时，将打开直径35米的第二个圆形降落伞，这是火星研究史上最大的降落伞。
ESA图片根据
最新消息 ，在最近的一次测试中，两个降落伞都出现了缝隙。 它们不足以使制动力不足，但是问题当然需要解决。 幸运的是，还有时间-2020年Exomars将于2020年6月飞行。
结论
降落伞仍然有效，主要是因为它们的重量轻。 即使拟议在其着陆时使用机翼和发动机的SpaceX的“星际飞船”开始在火星上成功着陆，无人探测器也将长期使用成熟的技术-超音速降落伞加上相对低速的制动在质量上要比仅对装有发动机的发动机制动更为有利。超音速的。
为
门户N + 1准备的材料，以原始版本发布。