في التماثل الهيدروليكي، فإن انتشار موجة صدمة مستقيمة يعادل انتشار "موجة متحللة". كيف سنقوم بإنشائها؟ يكفي وضع ارتفاع ماء ضئيل في الجزء ب، وارتفاع ماء أكبر في الجزء أ. أما في حوض التوسع: لا شيء، لا ماء على الإطلاق. في المقطع:
كل شيء جاهز للاختبار. نزيل الحاجز في الممر بسرعة كبيرة. سينفجر جزء الماء الملون (مثلاً باستخدام الفلوريسين) إلى القناة الواقعة أسفل التيار. وسنحصل على ما يلي:
ما الذي نلاحظه؟ انطلاق موجة متحللة، أو مقدمة موجة سائلة، تُحدث حركة في الماء غير الملون. لكن مقدمة الموجة تتحرك أسرع من الماء نفسه.
في الاتجاه الهازِم، يبدأ تكوّن موجة تمدد، ولكن بشكل أكثر لطفًا. هذه ليست موجة صدمة.
بعد وقت قصير، تصبح الحالة كما يلي:
تصل موجة التخفيف إلى قاع "الحوض". زادت المسافة بين الماء الصافي "المُدفع" وتموضع السطح الفاصل. وبالتالي، لدينا الآن رياح قابلة للاستغلال، حيث تم تسريع ماء نقي، وبالتالي ارتفع الارتفاع (تماثل هيدروليكي للضغط في الغاز). يمكننا بالتالي "العمل" على هذه الرياح. لاحقًا، تنعكس موجة التخفيف على قاع الحوض، وتعود بسرعة لتعود إلى التقاء السطح الفاصل ومقدمة الموجة.
نلاحظ أنه لو وُضع في الجدار "نافذة مراقبة"، لرأينا خلال "فترة الرياح" تلك الكمية من الماء النقي المُحرك. يمكن قراءة كل شيء على "مخطط x, t":
لدينا هنا صورة دقيقة تماثليًا لعمل "أنبوب الصدمة". يكفي استبدال الممر بـ "غرفة ضغط عالية". يُستخدم حاجز الممر، الذي يُفتح يدويًا، كصمام من النحاس، يفتح عندما تصل الضغط إلى مستوى كافٍ (نستخدم غرفة احتراق). تصبح القناة التجريبية أنبوبًا تجريبيًا بقطر ثابت، مملوءًا أولًا بغاز الأرجون بضغط منخفض (13 مم زئبق). أما حوض التوسع، فهو مجرد خزان فراغ بأشكال مختلفة. يُستبدل حاجز الورق بغشاء من الميلار، الذي ينفَذ عندما تصل إليه موجة الصدمة. فيما يلي المخطط التوضيحي للتركيب:
طول الغرفة ذات الضغط العالي: متر واربعون سنتيمترًا. القطر (نفس قطر الشريحة التجريبية): 5.6 سم. طول الشريحة التجريبية: ستة أمتار. في الأسفل، الغشاء النحاسي الأحمر، المُضعف باستخدام شقوق، ويُفتح على شكل أربع أوراق، مما يسمح بمرور الغاز المحترق بحرية. تُملأ الغرفة ذات الضغط العالي بمزيج من الهيدروجين + نصف الأكسجين، مع إضافة الهيليوم كمُخفف. حوض التوسع هو عبارة عن علبة بسيطة قوية بما يكفي لصنع فراغ. يُكمل التركيب بمضخات فراغ متعددة، ذات شفرات، تُوجد بسهولة في السوق المستعملة، وتُعطي فراغًا أقل من 10-2 مم زئبق (10-2 تور). بالإضافة إلى صمامات مُحكمة ضد الفراغ. ويُضاف بطارية من الأسطوانات التي توفر الهيدروجين، والأكسجين، والهيليوم، وبطبيعة الحال الأرجون.
يُشعل المزيج الغازي القابل للاشتعال بواسطة نظام شمعات متصلة بمصدر جهد عالٍ. وبما أن هذا النظام يُنتج تداخلات كهرومغناطيسية، فإن الغرفة ذات الضغط العالي تُغلق داخل قفص فاراداي (أعمدة خشبية وشبكة نحاسية، شبكة بحجم 1 مم). بسيط، لكنه فعّال. تتحول ستة أمتار من الأرجون بضغط منخفض إلى كتلة غازية مضغوطة (1 بار) وساخنة (10,000 كلفن) طولها حوالي عشرين سنتيمترًا. تليها مباشرة "الغازات المحترقة"، أي مزيج من بخار الماء والهيليوم.
هذا هو الجزء الخاص بـ "مُهَوِّية الرياح الساخنة".
في الشريحة التي تُجرى فيها القياسات وتُجرى التجربة نفسها (MHD)، تكون المقطع مربعًا (5 سم × 5 سم). لذا يجب تثبيت قطعة دقيقة التصنيع تُمكّن من الانتقال من مقطع دائري إلى مقطع مربع:
يمكن تصنيع "الأنابيب MHD" من البولي ميثيل ميثاكريلات (بأجزاء ملصوقة) أو من البلاستيك المُطبّق (بما يضمن المتانة)، مع تزويدها بنافذة بجودة بصرية جيدة. رغم ارتفاع درجة حرارة الأرجون، إلا أنها لا تُضرّ بالقطع داخل الأنبوب، نظرًا لقصر مدة الرياح (ثمانية جزء من المليون من الثانية).
لإنشاء مجال مغناطيسي عرضي، سنستخدم مغناطيسين حلقيين، مُركّبين كما يلي:
في الرسم التالي، تم إزالة أحد المغناطيسين الحلقيين لعرض ترتيب النموذج (ملف جناح مُستطيل الشكل):
بما أن حجم الأنبوب MHD، بما في ذلك الحجم المُشغّل، يقارب اللتر، والحقول المغناطيسية المطلوبة يجب أن تصل إلى 20,000 غاوس (2 تسلا)، فإنه يجب تمرير تيار كبير (50,000 أمبير) عبر لفائف المغناطيسين. هذا التيار يُحتمل أن يُسبب انفجار المغناطيسين، ليس بسبب التأثير جول، بل بسبب القوى J × B التي تؤثر داخل لفائفها نفسها. لذا سيكون من الضروري تزويدها بـ "حزام داعم"، مثلاً من الألياف الزجاجية المُغمورة في الأرالديت.
بما أن التجربة نفسها (التفاعل MHD) قصيرة جدًا، فإن الحل الاقتصادي لإنتاج هذه التيارات العالية هو استخدام بطارية من المكثفات التي تُفرغ في هذه المغناطيسية (تفريغ اهتزازي). يكفي تنسيق النظام بحيث تقع التجربة (في لحظة مرور الرياح الساخنة من الأرجون) في لحظة تكون فيها الحقول المغناطيسية تقريبًا ثابتة (دورة التفريغ: 5 مللي ثانية).
الرسم التالي: المُهَوِّية ذات موجة الصدمة، المُعدّة لتجارب MHD، كما كانت في مختبري في ستينيات القرن الماضي.
كانت المكثفات مُشحونة بجهد 5 كيلو فولت. تُستخدم بطارية مكثفات أصغر لتغذية Electrodes النموذج التجريبي.
المشكلة: كيف يتم تبديل 50,000 أمبير؟ الجواب: باستخدام مُشعل قديم من قطارات كهربائية (مُصمم لتبديل 2000 أمبير، لكنه كافٍ من حيث التكلفة لتحمل مئات المحاولات بتيار 25 مرة أكبر). يُعرف المُشعل جيدًا بين خبراء الكهرباء عالية الجهد.