Hva er en magnetohydrodynamisk stasjon?
En magnetohydrodynamisk (MHD) stasjon er en motor uten bevegelige deler som skaper skyvekraft ved å akselerere en ladet væske med et elektromagnetisk felt. Dette er kjent som Lorentz -kraften, hvis størrelse i Newton på en hvilken som helst spesifikk ladet partikkel kan beregnes ved å tilsette tettheten til det elektriske feltet i volt per meter til den øyeblikkelige hastigheten til partikkelen i m/s, multiplisere summen av tettheten av det magnetiske feltet i teslas.
Når intensiteten til det elektromagnetiske feltet øker, øker både skyvekraften og spesifikk impuls av en magnetohydrodynamisk stasjon også. Lorentz -styrken kan utnyttes for fremdrift i romfartøy, som bruker ladet plasma som væskemedium, og som derfor kalles magnetoplasmadynamiske (MPD) thrustere. Eksperimentelle prototyper er testet på både russiske og japanske satellitter.
magnetohydrodynamikk generelt er den vitenskapelige disCipline som studerer eventuelle elektrisk ladede væsker. Å forklare og forutsi atferden til elektrisk ladede væsker krever å kombinere Navier-Stokes-ligningene 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 sjøfartøy 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, stille og mekanisk elegante. Men fordi drivstoffkilden deres er strøm og vi fremdeles mangler et billig middel til å lage drivstoffceller med høy kraft, skip som brukerMHD -stasjon må ha en tung generator ombord som brenner diesel. Hvis kostnadene for hydrogenbrenselceller øker drastisk de kommende årene, kan MHD -stasjonen vise seg et levedyktig alternativ til propellen.
I romfartøy krever magnetoplasmadynamiske thrustere en god del kraft - i megawatt - for å utføre optimalt. I dag gir selv de sterkeste romfartøyets kraftgeneratorer bare noen hundre kilowatt, noe som betyr at MPD -thrustere først og fremst forblir en fremtidig teknologi. Imidlertid tillater driftsprinsippene for MPD -thrustere dem å ha ekstremt høye spesifikke impulser, mer enn 20 ganger den spesifikke impulsen til kjemiske raketter, gitt tilstrekkelig kraft.