Má velikost kuchyňského kbelíku, jedná se o uzavřenou nádobu obsahující anodu a katodu ve tvaru rtuťové lázně. Mezi anodou a katodou: vakuum. Tedy prostor naplněný nasycenou párou rtuti odpovídající okolní teplotě, která má příliš nízkou elektrickou vodivost, aby umožnila průchod proudu, přičemž elektrody jsou připojeny ke zdroji napětí (5 kV). „Spoušť“ je malá elektroda umístěná blízko povrchu rtuti. Při výboji mezi touto elektrodou a rtuťovou katodou se rtuť vypaří a tato pára pak zaplní komoru, čímž umožní průchod elektrickému oblouku. Řekněme, blesk v uzavřeném prostoru. Jakmile je výboj zahájen, udržuje se, dokud energie kondenzátorů nebyla vyčerpána Jouleovým tepelným účinkem v měděných vodičích. Pak se rtuťová pára zase kondenzuje a ignitron je připraven na další pokus. Druhý ignitron o velikosti plechovky od piva stačí k zapnutí proudu ve správný okamžik v elektrodách, které má modelová zkouška vybavena.
Níže je schéma řízení provozu:
V roce 1965 byl hlavním nákladem takového experimentu elektronika a záznam dat. Samozřejmě v té době neexistovaly mikropočítače. Pásmost osciloskopů nejvýkonnějších modelů té doby (amerických Tektronix s trubicemi) by dnes působila úsměvem: 1 megahertz. Ale v těch šedesátých letech stály jednotlivé přístroje 40 000 franců. Dnes by tento náklad při stejných výkonech mohl být snížen desetinásobně.
Stopa na obrazovce osciloskopu se fotografovala na polaroidní film. Dnes by celý záznam těchto parametrů experimentu mohl být zajištěn levným mikropočítačem vybaveným vhodnou kartou.
Záznam parametrů větrného tunelu byl extrémně jednoduchý. Stačilo umístit do stěny malé jehly pod nízkým napětím. Vzdálenost mezi jehlami byla jeden milimetr a napětí bylo dostatečně nízké, aby proud nemohl procházet vředným argonem. Když však projela rázová vlna, stačilo, že tyto elektrody okamžitě za vlnou ponořené do argonu o teplotě 10 000 °C, aby vznikl signál. Záznamem signálů z dvou těchto „ionizačních sond“ umístěných ve vzdálenosti deseti nebo dvaceti centimetrů před tryskou a zaznamenaných na osciloskopu s dvěma stopami, bylo možné změřit rychlost rázové vlny a výpočtem určit všechny parametry plynové dynamiky: teplotu, tlak, stupeň ionizace, elektrickou vodivost. Další osciloskopy byly potřeba pro doplňkové měření. Aby byly tyto osciloskopy chráněny před silnými rušivými výboji z vysokotlakové komory a obecně všemi prvky elektrického spínání, byly připojeny k sondám koaxiálními kabely s ocelovým stíněním a umístěny do Faradayovy klece, ve které se nacházeli i experimentátoři.
Tak tedy popis experimentálního zařízení, které by mohlo ověřit správnost teorie, kterou jsme vyvinuli mezi lety 75 a 80, o možnosti vývoje objektu přesvětelnou rychlostí v plynu bez vzniku rázové vlny. Zbývá zmínit způsob, jakým by se měla prokázat anihilace těchto vln. Lze použít klasickou a ověřenou metodu, při níž se vytvoří systém vodorovných čar interferencí dvou světelných paprsků – jednoho procházejícího skrz zkoušený proud a druhého mimo něj. Rázová vlna představuje náhlý skok hustoty plynu, který se projevuje změnou indexu lomu. Takto jsou rázové vlny klasicky detekovány. Níže vlevo je typický vzhled „posunu interferenčních čar“ způsobený přítomností skloněné rázové vlny připojené ke středu křídla. Vpravo stejný obrázek s anihilovanými rázovými vlnami.
Plazma argonu o teplotě 10 000 °C je dostatečně svítivé, proto bude vhodný malý laser helia-argonu, který vydává intenzivnější světlo než plazma.
Na konci osmdesátých let jsme s Lebrunem spočítali všechny parametry takového experimentu v rámci jeho doktorské práce, která byla financována CNRS. Jsem přesvědčen, že tento experiment by úspěšně proběhl už při prvním pokusu, jako všechny MHD experimenty, které jsem dříve prováděl ve laboratoři na rázovém trubce. Pamatují se například na experiment z roku 1966 (o kterém budu mluvit v budoucím dokumentu), kde šlo o to, aby MHD generátor fungoval „v dvojteplotním režimu“, tedy s elektronovou teplotou (10 000 °C) značně vyšší než teplota zkoušeného plynu (6 000 °C). Překážkou byla tehdy „Vélikhovova nestabilita“ (která zničila všechny úsilí v oblasti MHD v mnoha zemích). Ale jedna chytrost umožnila obejít tuto překážku – experiment úspěšně proběhl už při prvním pokusu. Tento výsledek jsem prezentoval na mezinárodním sympoziu v Varšavě v roce 1967. Ale zlé prostředí, které panovalo v tomto laboratoři, mě donutil opustit a změnit obor – stal jsem se astrofyzikem. Můj student Jean-Paul Caressa převzal celý téma, které se stal jeho doktorskou prací (i když zřejmě nepochopil ani slovo o tenkostech ionizační nestability Vélikhova, jejíž anihilace byla klíčem experimentu), což mu zajistilo cenu Worthington a později mu umožnilo stát se ředitelem laboratoře aerotermiky v Meudonu a později regionálním ředitelem CNRS pro oblast Provence-Alpes-Côte d'Azur.
Co se stalo s takovým projektem.
V polovině osmdesátých let jsem úspěšně zaujal generálního ředitele CNRS, Pierre Papon, tímto tématem. Podpořil nás, a to přes svého zástupce Michela Combarnoue, ředitele oddělení fyzikálních věd inženýrského oboru. V té době jsem již pracoval na observatoři v Marseille, což bylo pro takové experimenty nevhodné místo. Combarnous nám proto našel přijímací laboratoř – profesora Valentina v Rouen. CNRS měl financovat část projektu, armáda měla dodat zbytek. Ale brzy vojáci vyžadovali, abych byl úplně vyloučen z těchto prací z důvodů, které nemají nic společného se vědou. Po změně ředitele CNRS jsem ztratil podporu Papona a Combarnoue. Když byla Lebrunova stipendie vyčerpána, nebylo učiněno nic, aby mohl pokračovat ve svých pracích.
Rouenský tým, naprosto nezkušený v MHD (ale disponující starou rázovou trubicí), se začal dopouštět chyb. Peníze nakonec byly zcela zbytečně utraceny bez výsledku (MHD trysky a elektrické instalace vyrobené těmito amatéry jedna po druhé explodovaly).
To je velmi škoda. V blízké budoucnosti vložím na CD-ROM všechny teoretické i experimentální prvky, které mohou umožnit zájemci provést tento relativně jednoduchý experiment. I když je tento popis zkrácený, lze si přesto uvědomit, že díky poklesu nákladů na elektroniku je takový výzkum dostupný pro školu inženýrů nebo fyzikální oddělení univerzity ve druhé řadě v Americe. Ale pochybuji, že by se tyto aktivity mohly rozvíjet ve Francii, kde civilní výzkum je často (alespoň v těchto oblastech) pod kontrolou vojenských sil.
Může se zdát, že chtějí zachovat výhradní právo na takové výzkumy. Ale ani to. Po vyšetření se ukázalo, že čtrnáct let po mém odchodu (v roce 1986) zůstala „vojenská MHD“ úplně neexistující.
Kdyby tento experiment úspěšně proběhl, přemýšleli bychom o experimentech v chladném plynu (atmosférickém vzduchu). Zajímavý experiment (který v roce 1979 toulouská skupina „GEPAN“ úplně selhala za podmínek, které bychom mohli označit jako „lidsky nepříjemné“) se týkal potlačení vírové turbulence za válcem, kterou jsme v roce 1975 úspěšně dosáhli v hydraulice.
Vraťme se k schématu cylindrické MHD stroje zmíněného výše.
Uvedli jsme výše způsob, jakým jsme tento uspořádání použili k potlačení vlny přední hrany před objektem. Ale pokud se omezíme na nižší interakční parametry, můžeme ve stojícím tekutině vytvořit poměrně zajímavý indukovaný proud.
Proud byl tehdy možné zviditelnit pomocí barevných vláken (pro malou historii: v kuchyni mého kolegy a přítele Maurice Vitona, astronomu na ústavu kosmické astronomie, který si v té době pořídil skvělý film 16 mm).
Umístěná do proudící tekutiny s mírnou rychlostí, tato modelová konstrukce umožňuje úplné odstranění silné turbulence za válcem, která se obvykle vytváří za válcem s generátory kolmými k proudu. Moje myšlenka byla již od roku 1979 zkoumat pomocí jednoduchého mikrofonu umístěného ve stěně zmizení této turbulentní (šumné) vlny při subsonickém experimentu v atmosférickém vzduchu. V principu byla manipulace jednoduchá. Dva boční cívky mohly dodávat několik tisíc gaussů spojitě – to bylo zcela dostatečné. Zbývalo vyřešit problém ionizace v blízkosti modelu.
V zprávě, kterou jsem předal GEPAN v roce 1979, s názvem „PERSPEKTIVY V MAGNETOHYDRODYNAMICE“, byly popsány principy tohoto experimentu. Navrhoval jsem použít mikrovlny o frekvenci 3 gigahertz pro vytvoření příslušné ionizace. Ti lidé proto bez mého vědomí postavili následující experiment, používající zdroj HF velkého výkonu (pulsovaný s frekvencí 500 Hz, vrcholový výkon: 1 MW).
Mikrovlny byly přiváděny do trysky po straně pomocí velkého vlnovodu o průřezu 10 cm × 10 cm, končícího na teflonové okénku.
Inženýr zodpovědný za projekt, Bernard Zappoli, přímo podřízený tehdejšímu šéfovi GEPAN Alainu Esterleovi, si myslel, že pomocí této příčné injekce mikrovln může vytvořit ionizaci naplněnou celou tryskou v blízkosti modelu. Neznal jev ionizace pomocí HF a získal výsledek, který ho velmi překvapil. Ionizace skutečně nastala, ale omezila se na několik milimetrů plynu těsně u teflonového okénka.
Ionizace znamená plazma. A známo je, že plazma jsou výborné stínění pro elektromagnetické vlny – jinak bychom mohli bezproblémově komunikovat s kosmonauty během atmosférického přilétání.
Je škoda, že ten chudák nevyužil mé služby v té době. Ušetřil by si práci jedním máchnutím ruky. Ve skutečnosti, kde mělo být ionizováno? Okolo modelu. Jeho řešení by tedy bylo přivést HF zevnitř dutého modelu (jednoduchý PVC trubka jako používaná u instalatérů). Dva kousky ocelových trubiček zakoupené v místní lékárně by pak zajistily skvělou difuzi těchto mikrovln, které by působily na vzduch přímo u povrchu modelu a vytvořily kolem něj homogenní obal ionizovaného plynu.
Manipulace by pravděpodobně úspěšně proběhla už při prvním pokusu, jako všechny experimenty, které jsem v průběhu své vědecké kariéry prováděl.