付録1：MHD
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1 - 音波のキャンセルの概念に関する一般論
これは1970年代初頭に導入されました。その後、米国政府はMHDが将来的な軍事プロジェクトにおいて重要な役割を果たすことができることに気付きました。同時に、米国の科学者たちはMHDが超音速飛行に関係していることを理解しました。彼らは一般の人々を誤情報に陥れる決定をしました。公式には、米国ではMHDは放棄されました。民間のMHDは放棄されました。大規模な産業プロジェクトも放棄されました。しかし、同時に、最も秘密裏に、軍事的なMHDに対して強い努力が始まりました。これは非常に最近（2001年）に発見されました。読者はこの情報が真実かどうかを信じるか信じないかは自由です。私たちは、1970年から現在にかけて米国で何が起こったのかを、秘密の黒プロジェクトに携わった上級米国科学者から知らされました。この件に関する唯一の根拠は科学的根拠です。今日でも、超音速気体流れに応用されたMHDに関する多くの重要な特徴が人々に知られていません。これは1970年代半ばに米国が画期的で根本的な飛躍を遂げた理由です。米国は、多くの分野（軍事的）で高度な技術を駆使して世界を制覇し、長時間の超音速飛行（マッハ12まで）を可能にした30年後のことです。
この付録を読む人は誰なのか分かりません。この付録を読むには、超音速流体力学、特徴理論、MHDに関する高度な知識が必要です。1967年に出版された非常に優れた本『エンジニアリング・マグネトハイドロダイナミクス』（サッタンとシェルマン、マクグラウヒル・ブックス・カンパニー）があります。
では、いくつかの基本的な概念を紹介しましょう。
超音速流れにおいて、「マッハ線」と呼ばれるものを考えることができます：
超音速流れにおけるマッハ線（またはマッハ面）
これらのマッハ線の角度は、速度の局所的な値に依存します。
速度上昇がマッハ角に与える影響
超音速流れを考慮すると、マッハ線、または「特徴線」は実在します。これらは流れをマッピングします。次に、2次元の超音速試験ノズル（超音速風洞）を紹介します。
収束部では、流体は亜音速状態です。数学的には、特徴線（マッハ面）は虚数です。ノズルの喉部で音速に達します。その後、マッハ面は実在します。これらを視覚化できます：
超音速ノズルにおけるマッハ面、またはマッハ線の進化。
ノズルでは、速度が連続的に増加します。同時に、マッハ角は減少します（喉部では90°です）。これは、超音速流れの拡張に伴うマッハ面の「自然な変化」に相当します。
次に、平面翼の周りの2次元超音速流れを考慮します。特徴理論を用いて、理論的なマッハ線のシステムを計算できます：
超音速気体流れに浸された平面翼の周りの理論的な特徴線。
これは物理的ではありません。これは「純粋な数学」（「特徴系」の解）です。これは、特徴面が衝突し、特定の場所に集積する様子を示しています。これらは圧力変化の基本的な面です。流れの中央では、圧力が低下し、気体が加速される典型的な拡散扇が見えます。しかし、他の領域では、マッハ面が集積し、付着した衝撃波を生じる傾向があります。次の図は、実際に物理的な条件で、その後に続く付着した衝撃波を持つ解です：
付着した平面衝撃波を持つ物理的条件。
次に：この付着した平面衝撃波。
次に：これらの平面波と流れの線。
先端が鋭い場合、前方の衝撃波は付着します。詳細を確認してください：
平面翼の先端近くに付着した前方衝撃波。
先端が丸い場合、状況はやや異なります。衝撃波は波のように見えます。
丸い先端に発生する衝撃波。
古典的な観点から見ると、これらの衝撃波は避けられません。これらは圧力と温度のジャンプに対応しています。マッハ数が3を超えると、材料は熱流を耐えられず蒸発します。「スクラムジェット」では、水素と液体酸素で先端を冷却し、マッハ5-6の短時間飛行が可能になります。しかし、マッハ12の超音速飛行は技術的根拠に基づいて不可能とされています。1947年にUFO現象が起こり、奇妙な質問を提起しました：このような高いマッハ数の飛行は可能でしょうか？ロスウェルで米国は墜落した機械を回収し、すぐに次の2つの事実を証明しました：
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UFOは確かに現実のものである
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他の惑星系から来たものである。
この件に関して完全な秘密を守ることに決定しました。米国では、この件に関する強力で積極的な誤情報の政策が導入され、今も継続されています。例えば、NASAは公式サイトでUFOが何ものでもない幻想であると説明していますが、それは約50年前のことです。米国人がMHDが超音速飛行（および静かさ）の鍵であることを理解するには時間がかかりました。UFOの静かな飛行は、衝撃波（および乱流）が回避されていることを示しています。これを説明するために、著者の個人的な研究（1960年代と1970年代に開発されたもの）を参照します。この研究は、米国の巨大な努力（51番地の地下工場に隠されている）と比べて、それほど高度な実験設備を持っていませんでした。しかし、これだけで基本的な考えを示すには十分です。次の図に、「ファラデー型MHD線形コンバーター」があり、そのMHDチャネルと2つのコイルが示されています。
ファラデー型MHDコンバーター
もし2つのコイルを取り除けば、次のような図になります：
ファラデー型チャネル（コイルは取り除かれています）
ここでは、コンバーターはMHD発電機として機能します。超音速流れが速度Vでチャネルに入り、誘導された電界E × Bを生じます。この電界はガスに電流を生じさせ、図に示されている外部負荷を通過します。ガスの運動エネルギーの一部は電気エネルギーに変換されます。これはガスの減速を伴います。速度、電界、およびそれに続くローレンツ力のシステムは以下の通りです：
MHD発電機における電界とローレンツ力の場。
ローレンツ力は「3本の指則」に従います：
この最初の考えは非常に重要です。なぜなら、MHD加速器が超音速流体を遅くしていることがわかります。適切に管理すれば、流体のパラメータを「ソフト」に変更でき、衝撃波が発生しないことが想像できます。
これは、後で説明する超音速飛行の概念の鍵です。次に、MHD発電機におけるマッハ線の特徴的なパターンを示します。マッハ角は連続的に変化し、衝撃波は発生しません。
ローレンツ力の作用により、衝撃波なしでマッハ線のシステムが変化する。
これは非常に単純な考えですが、世界中で非常に長い間トップシークレットと見なされていました。一方で、MHDコンバーターは加速器として使用することもできます。そのためには、電気エネルギーを注入して電流を逆転させ、加速用のローレンツ力を得ればよいです。これにより、局所的なマッハ角の値を変更できます。私の研究室では、1967年に非常に印象的な加速を非常に短い距離で達成しました。
ガスが左側からチャネルに入り、ローレンツ力によって加速されます。
これは夢ではなかったことを示しましょう。次に、1960年代にフランスのマルセイユの流体力学研究所で私が行ったMHD研究室です。
1960年代の私のMHD研究室。手前：電極。左：古いテクトロニクスの真空管オシロスコープ。下：電極が吊るされたファラデー型コンバーター。さらに、「イグニトロン」は、コンデンサバンクによって生成された50,000アンペアの電流を切替えるために使用されました。
これは「ショックチューブを基盤とした短時間風洞」でした。200マイクロ秒のショックによって駆動されたアルゴンの流れが、6メートルの一定断面の風洞に押し出されました。ガスは移動し、圧縮されました（圧縮後の圧力：1気圧）。ガスは10,000 Kまで加熱され、優れた電気伝導性（3000 mhos/m）を提供しました。MHDチャネルの入口でのガスの速度は2,750 m/sでした。このチャネルは10 cmの長さでした。加速実験では、排出速度が8,000 m/sに達し、高い磁場（2テスラ）と高い電流密度でローレンツ力による加速の驚くべき効率を示しました。次に、MHDの効率です：
MHD効率。Jは電流密度、Bは磁場、Lは特徴的な長さ、下部：質量密度と速度v。
1980年代初頭、フランスのエンジニアであるベルトラン・レブラン氏が私と共同で博士号を取得しました。私は衝撃波のない超音速飛行の基本的な考えを定義しました。これは民間の研究でしたが、同じ時期にカリフォルニア州の有名なローレンス・リバモア研究所で類似の研究が秘密裡に行われていたことがわかっています。私たちはすでに、平面翼の理論的な超音速流れに関連するマッハ線の一般的なパターンを紹介しています。私たちは、適切なローレンツ力場の選択によって、局所的なマッハ角の値を変更できることを確認しました。例えば、横方向の磁場と2つの壁電極を使用して、先端付近の流れを加速することができます：
先端付近の加速電極
次に、それに続くローレンツ力場：
ローレンツ力場
このような装置により、鋭い先端付近の前方衝撃波をキャンセルすることが可能であり、衝撃波システムを回避できることを示しました。これは超音速飛行の問題を大きく変えることになりました。新しい目標は、平面翼の周りの衝撃波をキャンセルすることでした。これは、マッハ線を平行に保つことを意味します：
レブランの博士論文：目標
平面翼モデルに3組の壁電極が配置されました：
レブランの博士論文（1987年）
上部：理想化された特徴線のパターン（マッハ線またはマッハ面）。モデルの周囲に適切なローレンツ力場を適用できれば、特徴線の集束現象を回避できると予想されました。これはコンピュータ計算によって示され、いくつかの国際的なMHD会議（日本・筑波、中国・北京など）で発表されました（参考文献および参照論文を参照）。マッハ線の一般的なパターンは次のようになります：
レブランの博士論文。特徴線。
この作業は民間の研究室で行われましたが、同じ時期に米国では上位の秘密で同様の作業が行われていたことがわかっています。フランスでは、このような結果がUFOの宇宙的性質を明らかにすることを恐れて当局は恐怖に陥り、怒りを買ったため、すべての民間研究は中止されました。軍隊は自分のために秘密の研究室でこの研究を続けようとしたが、知識の欠如により失敗しました。その間、米国のプロジェクトは非常に強い加速を遂げました。トーピードや潜水艦の推進に関する並行的な研究が積極的に行われました。読者の心を混乱させたくないため、後で詳しく説明します。
参考文献：
(1)
J.P. Petit : 「超音速飛行は可能か？」第8回MHD電力生成国際会議。モスクワ、1983年。
(2)
J.P. Petit & B. Lebrun : 「ローレンツ力の作用によってガス中の衝撃波をキャンセルする」第9回MHD電力生成国際会議。日本・筑波、1986年。
(3)
B. Lebrun & J.P. Petit : 「超音速流れにおけるMHD作用による衝撃波の消滅。準一次元定常解析と熱的ブロック」。European Journal of Mechanics ; B/Fluids, 8, No.2, pp. 163-178, 1989。
(4)
B. Lebrun & J.P. Petit : 「超音速流れにおけるMHD作用による衝撃波の消滅。2次元定常非等エントロピー解析。衝撃波防止基準、等エントロピー流れのショックチューブシミュレーション」。European Journal of Mechanics, B/Fluids, 8, pp. 307-326, 1989。
(5)
B. Lebrun : 「イオン化アルゴン流れ中に配置された細長い障害物の周囲に形成される衝撃波の理論的抑制」。エネルギー工学修士論文No. 233。フランス・ポワティエ大学、1990年。
(6)
B. Lebrun & J.P. Petit : 「ローレンツ力場による衝撃波の理論的消滅分析」。国際MHDシンポジウム、北京、1990年。
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