Hva er en Magnetohydrodynamic Drive?

En magnetohydrodynamisk (MHD) stasjon er en motor uten bevegelige deler som skaper skyvkraft ved å akselerere et ladet væske med et elektromagnetisk felt. Dette er kjent som Lorentz-kraften, hvis styrke i newton på en hvilken som helst spesifikk ladet partikkel kan beregnes ved å legge tettheten til det elektriske feltet i volt per meter til partikkelens øyeblikkelige hastighet i m / s, multiplisere summen med tettheten av magnetfeltet i teslas, og multiplisere dette produktet med den elektriske ladningen til partikkelen i kolumene.

Når intensiteten til det elektromagnetiske feltet øker, øker også både skyvekraften og den spesifikke impulsen til en magnetohydrodynamisk stasjon. Lorentz-styrken kan utnyttes for fremdrift i romfartøyer, som bruker ladet plasma som fluidmedium, og kalles derfor magnetoplasmadynamiske (MPD) thrustere. Eksperimentelle prototyper er testet på både russiske og japanske satellitter.

Magnetohydrodynamikk generelt er den vitenskapelige disiplinen som studerer alle elektrisk ladede væsker. Å forklare og forutsi oppførselen til elektrisk ladede væsker krever å kombinere Navier-Stokes-likningene av væskedynamikk med Maxwells ligninger av elektromagnetisme. Dette betyr at to sett med differensialligninger må løses samtidig, noe som betyr at beregningene er beregningsintensive og ofte krever superdatamaskiner.

På 1990-tallet bygde Mitsubishi prototyper for havgående fartøyer som brukte magnetohydrodynamiske stasjoner, men disse nådde bare hastigheter på 15 km / t (9,3 mph), til tross for spådommer på 200 km / t (124,3 mph). På grunn av mangelen på bevegelige deler, kan magnetohydrodynamiske motorer i prinsippet være pålitelige, økonomiske, effektive, lydløse og mekanisk elegante. Fordi drivstoffkilden deres er strøm og vi fremdeles mangler et billig middel til å lage brenselceller med høy tetthet, må skip som bruker MHD-stasjonen ha en tung ombordgenerator som brenner diesel. Hvis kostnadene for hydrogenbrenselceller øker drastisk de kommende årene, kan MHD-stasjonen være et levedyktig alternativ til propellen.

I romskip krever magnetoplasmadynamiske thrustere en god del kraft - i megawatt - for å fungere optimalt. I dag gir selv de sterkeste romfartøyets kraftgeneratorer bare noen hundre kilowatt, noe som betyr at MPD-thrustere fremdeles først og fremst er en fremtidig teknologi. Driftsprinsippene til MPD-thrustere lar dem imidlertid ha ekstremt høye spesifikke impulser, mer enn 20 ganger den spesifikke impulsen fra kjemiske raketter, gitt tilstrekkelig kraft.

ANDRE SPRÅK

Hjalp denne artikkelen deg? Takk for tilbakemeldingen Takk for tilbakemeldingen

Hvordan kan vi hjelpe? Hvordan kan vi hjelpe?