Magnetohydrodynamik MHD Erklärungen und Geschichte

MHD

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... Was ist Magneto-Hydrodynamik, abgekürzt MHD? Es ist die Kunst und Weise, auf ein Fluid, flüssig oder gasförmig, durch elektromagnetische Kräfte zu wirken, vorausgesetzt, dass es ausreichend elektrisch leitend ist. Man spricht dann von einem MHD-Beschleuniger. Es ist auch die Kunst und Weise, die kinetische Energie eines Fluids in elektrische Energie umzuwandeln. Man spricht dann von einem MHD-Generator. Allgemeiner gesagt, wenn eine direkte Umwandlung einer Energieform in eine andere Form (kinetisch, elektromagnetisch) stattfindet, spricht man von einem MHD-Wandler.

... Um sich mit der MHD vertraut zu machen, siehe meine Comic-Story "Le Mur du Silence" (der treffende Name) im "cd-Lanturlu".

... In den sechziger Jahren war Frankreich in diesem Bereich ganz vorn. Man könnte sagen: durch Zufall. Ein großer Forschungsaufwand auf dem Gebiet der MHD wurde Anfang der sechziger Jahre in vielen Ländern initiiert: England, UdSSR, USA, Frankreich. Länder wie Deutschland und Japan schlossen sich später diesem Kreis an. Das Ziel war es, MHD-Generatoren zu entwickeln, die theoretisch deutlich höhere Wirkungsgrade als thermische Maschinen aufweisen konnten (bis zu 60 %). Die Energiequellen waren von zwei Arten: Kohlenwasserstoffverbrennung oder Kernenergie. Damit der Prozess wirtschaftlich war, war es entscheidend, dass das Fluid, aus dem man die maximale kinetische Energie gewinnen wollte, eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufwies. Nun sind grundsätzlich alle Gase schlechte elektrische Leiter. Sie sind sogar ... Isolatoren. Daher unternahm man alles, was möglich schien, um diesen Gasen eine große elektrische Leitfähigkeit zu verleihen, indem man sie mit alkalischen Elementen "bestreute", mit niedrigem "Ionisierungspotenzial" (hauptsächlich Cäsium). Doch die Ergebnisse enttäuschten, obwohl große Summen in diese Forschung investiert wurden, in einer Zeit wirtschaftlicher Hochblüte. Man dachte dann daran, diese Generatoren "mit zwei Temperaturen" zu betreiben, indem man dem Gas "freie Elektronen" mit einer höheren Temperatur verlieh als der Temperatur des Gases selbst, das aus Atomen besteht. Doch eine furchtbare Instabilität, die 1964 theoretisch von E. Velikhov entdeckt wurde (der später Vizepräsident der Akademie der Wissenschaften der UdSSR wurde), ruinierte alle Pläne bereits Ende der sechziger Jahre. Ende der siebziger Jahre hatten die meisten Länder aufgegeben, mit Ausnahme der UdSSR, die bis zu ihrem wirtschaftlichen Zusammenbruch einen wichtigen Forschungsaufwand in diesem Bereich betrieb.

... Als ich 1965 am Institut de Mécanique des Fluides de Marseille eingesetzt wurde, fand ich dort eine kleine Gruppe, die sich um einen Forscher, Georges Inglesakis, versammelte. Dieser hatte, inspiriert durch Arbeiten eines Schweizers, Bert Zauderer, die in den USA durchgeführt wurden, Experimente zur direkten Umwandlung durchgeführt, wobei als Schwallquelle ein "Schokrohr" verwendet wurde. Die Experimente dauerten sehr kurz (weniger als hundert Mikrosekunden), doch das Interesse lag darin, dass das mit sehr hoher Geschwindigkeit (mehr als 2500 m/s) und unter hohem Druck (ein Bar) ausgestoßene Gas auch sehr heiß (zehntausend Grad) war und daher sehr gut leitend war. In diesen Bedingungen war es möglich, die MHD-Generatoren, nach denen man sich sehnte, zu simulieren, indem man, also erhitzte und durch eine Düse ausstieß, Gase, die unter normalen Umständen schlecht leitend sind, wie Argon, doch bei der Temperatur, in der sie sich befanden, leitend wurden. Natürlich hatten diese Experimente keinen wirtschaftlichen Sinn. Was soll man mit einem Generator anfangen, der nur während eines zehntel-Millionstel Sekunden pro Stunde funktioniert, selbst wenn er dabei mehrere Megawatt erzeugt? Zu dieser Zeit merkte niemand (außer den Sowjets), dass diese impulsiven Generatoren eines Tages in etwas genutzt werden würden, das später als "Sternenkrieg" bezeichnet werden sollte, und über das ich im Web-Site sprechen werde.

... Der Leser wird später, vielleicht mit Überraschung, erfahren, dass der Vater der sowjetischen MHD niemand anderes war als der geniale Andrei Sakharov (auch Vater der ersten russischen Wasserstoffbombe). Sakharov war kein Forscher, sondern ein Erfinder und Visionär. Niemand im dortigen Institut, wo ich gelandet war, vermutete die echten Möglichkeiten der MHD. Dennoch wurden einige spektakuläre Ergebnisse erzielt. 1967, zwei Jahre nach meinem Eintritt ins Labor, gelang es mir durch eine List, die 15 Jahre später von einem Japaner wiederentdeckt wurde, erstmals einen Zweitemperatur-Generator (immer noch während dieser kurzen Schwallphasen) zu betreiben, indem ich die Velikhov-Instabilität (die sich in einem Millionstel Sekunde entwickelte) ausnutzte. Es wurden auch erfolgreich Plasmabeschleunigungsversuche durchgeführt, mit Geschwindigkeitsgewinnen von 5 km/s auf nur zehn Zentimeter Düsenlänge. Doch all dies blieb völlig unentdeckt, auf dem Hintergrund der allgemeinen Niederlage.

... In Frankreich ist die Forschung grundsätzlich "geleitet". Organisationen wie das CNRS oder andere verfügen daher über "Programme". Das Problem ist, dass die Leute, die diese Programme erstellen und diejenigen, die Ideen haben und Forschung betreiben, nicht dieselben Personen sind. Ich weiß nicht, ob Sie jemals einen Enten mit einem Hackmesser abgeschlagen haben. Jeder weiß, dass das Tier dann schnell laufen kann. Die französische Forschung ist ein bisschen wie ein solcher entführte Ente, wobei die Situation durch die Tatsache verschlimmert wird, dass französische Forschungsinstanzen eng abhängig sind:

• Von der Armee

• Von den Polytechnikern

... Wenn man all das verstanden hat, meist nach vielen Jahren der Schwierigkeiten, bleibt nichts anderes übrig, als sich dem einzigen Forschungsbereich zuzuwenden, in dem man langfristige Arbeiten planen kann: der theoretischen Forschung.

... Ich habe 1987 die MHD-Forschung aufgegeben, nachdem ich zehn Jahre lang darauf bestanden hatte, nachdem die französischen Forschungsprogramme offiziell beendet worden waren. Ich habe aufgegeben, weil ich gezwungen und gezwungen wurde. Ich habe mich in verschiedenen Büchern damit auseinandergesetzt. Ich werde dies in diesem Abschnitt meines MHD-Websites wieder aufnehmen. Im Mittelpunkt dieser Forschung stand eine faszinierende Idee: Ist es möglich, ein Fahrzeug in der dichten Luft mit Überschallgeschwindigkeit, sogar mit Hyperschallgeschwindigkeit, ohne "Bang", ohne Schockwelle, in der Luft zu bewegen? Ein Student, Bertrand Lebrun, schrieb eine Doktorarbeit unter meiner Leitung in dieser Richtung. Unsere theoretischen Arbeiten, begleitet von zahlreichen Veröffentlichungen in renommierten Fachzeitschriften und Kommunikationen auf internationalen Kongressen, beantworteten dies mit Ja (siehe die Liste am Ende des Dokuments, auf den Link zugänglich). Ende der achtziger Jahre gelang es mir, den Generaldirektor des CNRS, Papon, davon zu überzeugen, uns bei der Durchführung eines Experiments zu unterstützen. Kredite wurden freigegeben. Die Idee war, erneut in kurzdauernden Experimenten zu arbeiten, wobei das "Schokrohr" als heiße Schwallwindkanal verwendet wurde. Ein Labor in Rouen verfügte noch über eines dieser ... Antiquitäten. Wir hatten zudem wichtige Ausrüstung, ein Erbe des ersten "Tokamak" von Fontenay-aux-Roses, zurückgewonnen. Papon war begeistert, "dass wir mit Abfallmaterial Spitzenforschung betreiben würden". Ende der achtziger Jahre waren wir fast erfolgreich. Doch die Armee brachte das Projekt zum Scheitern, absichtlich. Wir erhielten später Beweise dafür, die ich in einem Buch veröffentlichte.

... Die Armee hat grundsätzlich alle Rechte, solange sie sich auf das Kriterium der militärischen Geheimhaltung stützt. Man kann sich leicht vorstellen, welchen strategischen Vorteil ein "MHD-Cruise-Missil" darstellen könnte, der allein in der Lage ist, mit Hyperschall über die Hügel zu springen (für Nicht-Eingeweihte: Alle aktuellen Cruise-Missiles sind unterlaut). Es wäre im Grunde verständlich gewesen, wenn die Armee zu dieser Zeit verhindert hätte, dass solche Forschungen in einem zivilen Kontext durchgeführt werden, da sie diese Forschungen in ihren eigenen Schutzgebieten, fern von neugierigen Blicken, durchführen könnte. Tatsächlich stellte sich jedoch drei Jahre später heraus, dass französische Militärs einfach nicht in der Lage waren, diese Forschungen fortzusetzen und sie wurden recht schnell, aufgrund von ... Fehlendem Fachwissen, aufgegeben. Die durchgeführte Untersuchung ergab lediglich folgende Schlussfolgerung:

Es gibt keine französische militärische MHD

... Zu dieser Zeit gab ein Gruppe von Militärs aus dem IHEDN (Institut des Hautes Etudes de la Défense Nationale) einen Alarm, in einer Broschüre, die im Juli 99 veröffentlicht wurde. Sie erwähnten eine fantastische amerikanische Vormachtstellung im Bereich, kündigten die Alarmglocken an. Wir werden später sehen, dass diese Sorgen berechtigt sein könnten. Ich bin sogar überzeugt, dass sie es sind, und ich erkläre mich dazu. Doch es ist grotesk, dass unter denen, die sich um diese Situation sorgen, viele derjenigen sind, die zwischen 1976 und 987 die Hauptverantwortlichen für den Zusammenbruch des französischen MHD-Engagements waren. Kurzsichtigkeit, Unfähigkeit. Was noch erstaunlicher ist, sind diese gleichen Personen, die die Hand ausstrecken, eine "Antwort in Form von Handlung" verlangen, energisch, verlangen, dass man ihnen die volle Freiheit gibt, während sie die Hauptverantwortlichen für unseren Rückstand in diesem Bereich sind. Mit konspirativer Haltung versuchen sie, zu vermitteln, dass ihre Sprecher von starken technisch-wissenschaftlichen Kompetenzen begleitet werden. Tatsächlich ist das nicht der Fall. Leider ist dies nur eine traurige Geste und außerdem nutzlos, denn es ist ... zu spät.

... Was für einen Forscher wie mich schwer zu ertragen ist, ist, dass ein personenloses wissenschaftliches Fachmann in der Fernsehshow herumredet und behauptet: "Wir wissen jetzt, wie man eine Maschine mit Überschallgeschwindigkeit ohne Bang bewegen kann". Ich dachte damals, es wäre gut, dass der Student, der Lehrer, der Ingenieur, der Steuerzahler, der Mann auf der Straße und sogar ... der Politiker gewarnt werden, dass sie Elemente zur Einschätzung haben, damit man diese Leute nicht noch einmal, 23 Jahre später, für Idioten hält.

... Als Vorspeise wird der Leser durch Klicken auf den folgenden Link eine etwas vereinfachte Darstellung dieser berühmten MHD-Manipulation finden, die wir träumten zu machen, die wir vollständig berechnet hatten und die (wie alle Experimente, die ich in diesem Bereich durchgeführt habe) beim ersten Versuch funktioniert hätte. Ein Experiment, das die Militärtechniker nicht in der Lage waren, durchzuführen.

.. Wie ist das möglich? Unterschätzen Sie nicht die Militärs (und die Polytechniker). Erinnern Sie sich an den Satz von Clemenceau, am Wendepunkt des Ersten Weltkrieges: "Die beste Art, Deutschland zu besiegen, ist, eine Polytechnik in Deutschland zu schaffen".

... Bevor wir uns dieser Präsentation der Manipulation im Stil "hundert Mikrosekunden, die unsere Sicht auf die Welt verändern könnten", eine köstliche Anekdote zur Untermauerung meiner Aussagen. Nach den ersten französischen Atomtests in Reagane lernten die Militärs, dass die Amerikaner nun unter der Erde testeten. Sie fragten, wie sie das taten. Die Antwort kam schnell:

• Hören Sie, Sie, die kleinen Frösche, Sie sind sehr nett, aber einerseits haben Sie sich aus der NATO zurückgezogen, andererseits wollen wir nicht allzu sehr, dass das nukleare Wissen auf dieser Welt in Ölflächen ausbreitet. Also, schaffen Sie es selbst....

... Die militärischen Ingenieure der Polytechniker, die "Pulveringenieure", führten sorgfältige Berechnungen durch. Sie kamen zu dem Schluss, dass ein Tunnel in den Berg gebohrt werden musste, das nukleare Gerät am Ende des Tunnels platziert werden musste, und der Rest mit Beton und Eisen gefüllt werden musste. So wurde es getan. Ein Schießstand wurde praktisch gegenüber dem verschlossenen Tunnel installiert, und der Verteidigungsminister Pierre Messmer wurde in diesen Teil der Sahara eingeladen, um den Test zu beobachten. Tatsächlich erzählte er selbst diese Geschichte dem Paris-Match, das damals vergeblich versuchte (in unserem Land pflegen wir gerne Geheimhaltung), die Geschichte der französischen Bombe zu schreiben. Man wird sofort sehen, warum er diese Offenbarung machte. Der Minister hatte nach all diesen Jahren immer noch große Probleme.

... Als das Gerät gezündet wurde, drückte der Druck sofort hunderte Meter Beton und Eisen aus dem Tunnel, und der Tunnel verhielt sich wie ein Schrotflinte. Überrascht sah der Minister die Trümmer in geringer Entfernung vorbeiziehen. Jeder wurde bestrahlt, selbstverständlich. Die Bewertung der empfangenen Dosen erwies sich als schwierig: die Filme (einschließlich des Ministers) waren vollständig verdeckt. Messmer war außer sich. Es war noch zu ertragen, wenn ein Legionär oder die Einwohner eines Dorfes bestrahlt wurden, aber ... der Verteidigungsminister, schon!

... Tatsächlich, und unsere militärischen Ingenieure verstanden schließlich, dass es nicht in einem harten Felsen sein sollte, sondern vielmehr unter hunderten von Metern weichen Bodens, der den Stoß dämpfen konnte. Denken Sie nach. Wenn Sie eine Granate zünden und die Produkte der Explosion analysieren möchten, ist es vielleicht logischer, sie auf Säcke mit Sand zu legen, anstatt sie in Beton zu gießen. Heute wissen wir, wie es geht. Wenn die Bombe explodiert, entsteht eine Hohlraum im Boden, der komprimierbar ist (wie der Untergrund des Atolls von Muroroa). Die Energie wird so durch unelastische Kompression absorbiert. Gleichzeitig steigt eine Schockwelle zur Oberfläche, die den Boden leicht anhebt, und das Spiel ist aus.

... Alles nur, um zu sagen, dass die militärischen Schutzgebiete möglicherweise nicht der Höhepunkt der Grundlagenforschung sind. Ich höre manchmal Leute sagen:

• Aber glauben Sie nicht, dass all das, was wir zeigen, all diese Fernsehgesten nur "um die Menge zu unterhalten", aber hinter diesem Vorhang könnten viel ernsthaftere Forschungen durchgeführt werden?

... Es tut mir leid, Sie zu enttäuschen. Hinter diesem Vorhang ist nichts. Sonst würde der oben erwähnte Bericht nicht so viele Fehler enthalten, die die wissenschaftliche Unfähigkeit seiner Autoren zeigen.

Ich habe nicht die Macht, die Welt zu verändern, aber ich mag es nicht, wenn Leute für Idioten gehalten werden.

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Einhundert Mikrosekunden, um unsere Sicht auf das Universum zu verändern