Qu'est-ce qu'un entraînement magnétohydrodynamique?

Un entraînement magnétohydrodynamique (MHD) est un moteur sans pièces mobiles qui crée une poussée en accélérant un liquide chargé avec un champ électromagnétique. Ceci est connu sous le nom de force de Lorentz, dont l'amplitude dans les newtons sur n'importe quelle particule chargée spécifique peut être calculée en ajoutant la densité du champ électrique en volts par mètre à la vitesse instantanée de la particule en m / s, en multipliant la somme par la densité du champ magnétique dans les Teslas, et multiplying ce produit par la charge électrique de la particule dans les collines.

Lorsque l'intensité du champ électromagnétique augmente, la poussée et l'impulsion spécifique d'un entraînement magnétohydrodynamique augmentent également. La force de Lorentz peut être exploitée pour la propulsion dans les vaisseaux spatiaux, qui utilisent du plasma chargé comme milieu de fluide, et sont donc appelés propulseurs magnétoplasmadynamiques (MPD). Les prototypes expérimentaux ont été testés sur des satellites russes et japonais.

Magnetohydrodynamics en général est le dis scientifiquecipline qui étudie tous les fluides chargés électriquement. Expliquer et prédire le comportement des fluides chargés électriquement nécessite de combiner les équations de Navier-Stokes de la dynamique des fluides avec les équations de l'électromagnétisme de Maxwell. Cela signifie que deux ensembles d'équations différentielles doivent être résolus simultanément, ce qui signifie que les calculs sont intensifs en calcul et nécessitent fréquemment des superordinateurs.

Dans les années 1990, Mitsubishi a construit des prototypes pour les navires marins qui utilisaient des disques magnétohydrodynamiques, mais ceux-ci n'ont atteint que des vitesses de 15 km / h (9,3 mph), malgré des prédictions de 200 km / h (124,3 mph). En raison du manque de pièces mobiles, les moteurs magnétohydrodynamiques peuvent être fiables, économiques, efficaces, silencieux et mécaniquement élégants. Cependant, parce que leur source de carburant est de l'électricité et que nous n'avons toujours pas de moyens bon marché de créer des piles à combustible à haute densité, les navires qui utilisent leLe lecteur MHD doit avoir un générateur embarqué lourd qui brûle le diesel. Si le coût des piles à combustible à hydrogène augmente considérablement dans les années à venir, le lecteur MHD pourrait s'avérer une alternative viable à l'hélice.

Dans les vaisseaux spatiaux, les propulseurs magnétoplasmadynamatiques nécessitent une bonne quantité de puissance - dans les mégawatts - pour fonctionner de manière optimale. Aujourd'hui, même les générateurs d'électricité les plus puissants ne fournissent que quelques centaines de kilowatts, ce qui signifie que les propulseurs MPD restent principalement une technologie future. Cependant, les principes de fonctionnement des propulseurs MPD leur permettent de posséder des impulsions spécifiques extrêmement élevées, plus de 20 fois l'impulsion spécifique des roquettes chimiques, avec une puissance suffisante.