Mit der Größe eines Küchenkessels ist es eine Kammer, die eine Anode und eine Kathode enthält, wobei die Kathode in Form eines Quecksilberteils vorliegt. Zwischen Anode und Kathode herrscht Vakuum, d. h. ein Raum, der mit gesättigtem Quecksilbardampf gefüllt ist, der der Umgebungstemperatur entspricht, wobei die elektrische Leitfähigkeit zu gering ist, um den Stromfluss zu ermöglichen, da die Elektroden unter Spannung (5 kV) stehen. Ein „Trigger“ ist eine kleine Elektrode, die nahe der Quecksilberoberfläche angeordnet ist. Wenn zwischen dieser Elektrode und der Quecksilberkathode ein Funke entsteht, verdampft das Quecksilber, und dieser Dampf füllt dann die Kammer, wodurch ein elektrischer Lichtbogen möglich wird. Sozusagen ein Gewitter in einer geschlossenen Kammer. Sobald die Entladung ausgelöst ist, hält sie sich selbst aufrecht, bis die Energie der Kondensatoren durch Joulesche Wärme in den Kupferleitern abgebaut ist. Danach kondensiert der Quecksilbardampf wieder, und der Ignitron ist für einen neuen Versuch bereit. Ein zweiter Ignitron, von der Größe einer Bierdose, genügt, um zum richtigen Zeitpunkt den Stromfluss in den Elektroden zu ermöglichen, die die Versuchsmodellvorrichtung trägt.
Im Anschluss hieran das Schema zur Steuerung der Operationen:
1965 betrug der Hauptkostenfaktor für solche Experimente die Elektronik und die Datenaufzeichnung. Natürlich existierten damals noch keine Mikrocomputer. Die Bandbreite der leistungsstärksten Oszilloskope der damaligen Zeit (amerikanische Tektronix-Röhrenmodelle) würde heute lächerlich erscheinen: 1 Megahertz. Doch damals kostete jedes Gerät 40.000 Francs. Heute könnte dieser Preis bei gleicher Leistung um den Faktor zehn gesenkt werden.
Die auf den Oszilloskopbildschirmen sichtbaren Kurven wurden auf Polaroïd-Film fotografiert. Heute könnte die gesamte Datenerfassung dieser Experimentparameter durch einen günstigen Mikrocomputer mit einer speziellen Schnittstelle erfolgen.
Die Aufzeichnung der Windkanalparameter war äußerst einfach. Es genügte, in der Wand kleine Nadelnpaare unter geringer Spannung anzubringen. Der Abstand zwischen den Nadeln betrug einen Millimeter, und die Spannung war so niedrig, dass kein Strom durch das verdünnte Argongas fließen konnte. Doch sobald die Stoßwelle vorbeizog, genügte es, dass diese Elektroden unmittelbar hinter der Stoßwelle in Argon bei 10.000 °C eintauchten, um ein Signal zu erzeugen. Indem man mit einem „Doppelspur-Oszilloskop“ die Signale zweier solcher „Ionisationssonden“, die zehn oder zwanzig Zentimeter vor der Düse angeordnet waren, aufzeichnete, konnte man die Geschwindigkeit der Stoßwelle messen und daraus alle gasdynamischen Parameter – Temperatur, Druck, Ionisationsgrad, elektrische Leitfähigkeit – berechnen. Weitere Oszilloskope waren für ergänzende Messungen erforderlich. Um diese Oszilloskope vor starken Störungen durch die Entladegeräte der Hochdruckkammer und allgemein durch alle Komponenten der Schaltanlage zu schützen, waren sie über abgeschirmte Koaxialkabel mit den Sonden verbunden und in einer Faraday-Kammer untergebracht, in der sich auch die Experimentatoren aufhielten.
Hier folgt die Beschreibung der experimentellen Anlage, die zur Überprüfung der Richtigkeit der Theorie dienen würde, die wir zwischen 1975 und 1980 entwickelt hatten, bezüglich der Machbarkeit der Bewegung eines Objekts mit Überschallgeschwindigkeit in einem Gas ohne Stoßwellenbildung. Es bleibt noch zu erläutern, wie man die Vernichtung dieser Wellen nachweisen kann. Hierfür kann eine klassische und bewährte Methode verwendet werden, bei der man ein System aus horizontalen Streifen erzeugt, indem zwei Lichtstrahlen interferieren, wobei einer die Prüfströmung durchquert und der andere außerhalb verläuft. Eine Stoßwelle stellt einen abrupten Sprung der Gasdichte dar, was sich in einer Änderung des Brechungsindex äußert. So werden Stoßwellen klassischerweise durch dieses Verfahren sichtbar gemacht. Links unten ist das typische Muster des „Streifenversatzes“ dargestellt, verursacht durch eine schräge Stoßwelle, die sich am Vorderkantenrand eines Flügelprofils anlagert. Rechts die gleiche Aufnahme, bei der die Stoßwellen beseitigt sind.
Der Argonplasma bei 10.000 °C ist ziemlich hell, daher wurde eine kleine Helium-Neon-Laserquelle verwendet, die ein intensiveres Licht als das des Plasmas liefert.
Ende der achtziger Jahre berechneten Lebrun und ich alle Parameter eines solchen Experiments im Rahmen seiner Doktorarbeit, die vom CNRS finanziert wurde. Ich bin überzeugt, dass dieses Experiment beim ersten Versuch erfolgreich gewesen wäre, wie alle MHD-Experimente, die ich zuvor im Labor an einem Schockrohr durchgeführt hatte. Ich erinnere mich besonders an ein Experiment aus dem Jahr 1966 (das ich in einem zukünftigen Dokument erläutern werde), bei dem es darum ging, einen MHD-Generator im „Zweitemperaturbetrieb“ zu betreiben, d. h. mit einer elektronischen Temperatur (10.000 °C), die deutlich höher war als die des Prüfgases (6.000 °C). Die Hauptschwierigkeit bestand damals in der „Vélikhov-Unstabilität“ (die alle Bemühungen im Bereich MHD in vielen Ländern zunichte machte). Eine geschickte Lösung ermöglichte es, diese Schwierigkeit zu umgehen, und das Experiment gelang beim ersten Versuch. Ich präsentierte diese Arbeit 1967 auf dem internationalen Kongress in Warschau. Doch die schlechte Atmosphäre, die in diesem Labor herrschte, zwang mich, das Projekt aufzugeben und meine Fachrichtung zu wechseln, wobei ich Astrophysiker wurde. Mein Doktorand, Jean-Paul Caressa, übernahm das gesamte Forschungsthema, das er seiner Doktorarbeit widmete (obwohl er anscheinend kein Wort von den Feinheiten der Ionisationsinstabilität nach Vélikhov verstand, deren Unterdrückung die Schlüsselbedingung für das Experiment war), was ihm den Worthington-Preis einbrachte und später ermöglichte, Direktor des Laboratoriums für Aerothermodynamik in Meudon sowie Regionaldirektor des CNRS für die Region Provence-Alpes-Côte d’Azur zu werden.
Was aus einem solchen Projekt wurde.
Mitte der achtziger Jahre gelang es mir, den Generaldirektor des CNRS, Pierre Papon, für dieses Forschungsthema zu interessieren. Er unterstützte uns, unterstützt durch seinen Stellvertreter Michel Combarnous, Direktor der Abteilung Physikalische Ingenieurwissenschaften. Zu jener Zeit war ich bereits am Observatorium von Marseille tätig, einem Ort, der sich kaum für die Durchführung solcher Experimente eignete. Combarnous fand uns daher ein Aufnahmelabor, das des Professors Valentin in Rouen. Der CNRS sollte einen Teil der Finanzierung übernehmen, während die Armee einen zusätzlichen Beitrag leisten sollte. Doch bald verlangten die Militärs, dass ich völlig aus diesen Arbeiten ausgeschlossen wurde, aus Gründen, die mit Wissenschaft nichts zu tun hatten. Nachdem sich die Führung des CNRS gewandelt hatte, verlor ich die Unterstützung von Papon und Combarnous. Da Lebruns Stipendium erschöpft war, wurde nichts unternommen, um ihm die Fortsetzung seiner Arbeiten zu ermöglichen.
Die rouenische Gruppe, völlig unerfahren im Bereich MHD (obwohl über ein altes Schockrohr verfügend), beging eine Reihe von Fehlern. Das Geld f...