Begin van MHD3
..De gestreepte lijn moet de regio vertegenwoordigen waarin het vloeistof begint te bewegen om ruimte te maken voor het object.
...In de supersone toestand kunnen deze geluidsgolven niet meer "de vloeistof informeren" voordat het object erop is. Het gas wordt dan "onverwacht" en zijn reactie is het vormen van schokgolven. Het idee was dus om een manier te vinden om op afstand, voor het object, het gas te manipuleren door het te laten ruimte maken.
..Een eerste oplossing betreft de penetratie van een vleugelprofiel in lucht, met supersone snelheid. Het is bekend dat het effect van de impact van dit object op de lucht zijn plotselinge vertraging veroorzaakt. Het leek dus logisch om het gasstroom langs het profiel te bevorderen, in de buurt van de aanvoerkant, terwijl het gas in de voorste regio begint te vertragen. Dit is mogelijk door een magnetisch veld loodrecht op het plaatje aan te brengen en twee wandelektroden te plaatsen, zoals aangegeven. De stroomlijnen van de elektrische stroom die door het gas stromen, zijn aangegeven. Hieruit ontstaat een Lorentzkracht (Laplace-kracht, voor de anglo-saxons), die volgt naar de "drie vingersregel".
..Hieronder is de algemene vorm van het electromagnetische krachtenveld, loodrecht op de stroomlijnen.
..Zo wordt op drie manieren gewonnen:
..- Voor het voertuig begint men het medium te vertragen voor het object.
..- Men start een afwijkingsbeweging van het medium.
...- Men maakt het stromen langs de wand eenvoudiger.
...De electromagnetische kracht per volume-eenheid is J B, waarbij B de intensiteit van het magnetische veld is, uitgedrukt in tesla (1 tesla is gelijk aan 10.000 gauss), en J de elektrische stroomdichtheid, in ampère per vierkante meter. De kracht wordt dan uitgedrukt in newton per kubieke meter.
..Een stroomdichtheid van slechts 1 ampère per vierkante centimeter (10.000 ampère per vierkante meter), gecombineerd met een veld van 10 tesla, zou een kracht van 10 ton per kubieke meter gas opleveren, voldoende om de stroming de gewenste effecten te laten vertonen.
..De kracht is het sterkst in de buurt van de elektroden waar de stroom zich concentreert en de stroomdichtheid het hoogst is.
..Het probleem is natuurlijk om zo'n elektrische stroom door een medium te laten lopen dat a priori een uitstekende isolator is, bij normale temperatuur: lucht. We zullen dit probleem later bespreken.
..In eerste instantie, in 1976, kozen we voor simulaties gebaseerd op hydraulische experimenten. Het medium was azijnzuur (om het elektrisch geleidend te maken). Het bleef om de experimenten te dimensioneren. We beschikken over een magnetisch veldinstallatie die een tesla geeft in enkele kubieke centimeters. De stroomsnelheid was 8 cm per seconde. De dichtheid van het water is 1000 kg/m3, het is dus mogelijk om de minimale waarde van J te berekenen zodat het interactieparameter:
waarbij L een karakteristieke afmeting van de model is.
...De onderdrukking van de boeggolf werd bij de eerste proef (1976) bereikt. We werkten met lenticulaire modellen, maar de eerste proeven werden uitgevoerd op een cilindrisch model, waarop een boeggolf werd waargenomen die een losgekomen schokgolf leek, die zich op afstand van een cilindrisch obstakel vormde:
..Altijd met een magnetisch veld loodrecht op het plaatje, werd de onderdrukking van de boeggolf bereikt met behulp van twee elektroden die zoals aangegeven op de figuur zijn geplaatst. De opstelling van de poolstukken van de elektromagneet is ook weergegeven. Diameter van het model: 7 mm. Breedte van de in de wand ingebedde elektroden: 2 mm.
...De figuur hierboven toont de golven in het ontbreken van electromagnetische krachten, en de volgende, na onderdrukking van de voorste golf.
...De Laplace-krachten, veroorzaakt door de stroom in het azijnzuur, gecombineerd met het transversale magnetische veld, komt overeen met de figuur hieronder:
..Deze krachten zijn vooral intens in de buurt van de elektroden, waar de stroom zich concentreert (maximale stroomdichtheid J). Binnen de stroom, veroorzaken ze een vertraging van het medium. Maar dit krachtenveld is niet geschikt om het volledige golfstelsel te onderdrukken. In experimenten met een cilindrisch obstakel, met slechts één paar elektroden, werden deze golven gewoon samengeperst in de stroomrichting van het model. Toch, zoals aangegeven in de figuur, was het voldoende om een depressie te creëren op het "stilstaand punt", wat aantoont dat zo'n systeem ook gebruikt kan worden voor MHD-voortstuwing.
...De onderdrukking van het gehele golfstelsel kan worden gegarandeerd, zoals gecontroleerd, altijd met behulp van deze hydraulische simulaties, rondom een lenticulair model, met deze keer drie paren elektroden. Inderdaad, als we naar een vorige figuur kijken, zien we dat de opkomst van de Machgolven het resultaat is van het overlap van Machgolven in twee gebieden, voor en achter.
...Wij waren de eersten (doctoraatsverdediging van Bertrand Lebrun) om het kernconcept van het reguleren van een supersone stroom met behulp van Laplace-krachten in te voeren door rondom een model een stelsel van parallelle Machgolven te imponeren:
..De tweede familie van kenmerken, de Machgolven, is niet weergegeven.
...Drie acties zijn dus nodig:
...- Verhinderen dat de Machgolven zich in de buurt van de aanvoerkant van het model verhogen, door het medium in die regio te versnellen.
...- Verhinderen dat ze zich (in "de expansie-ventiel") op de zijkant ervan leggen.
..- Ten slotte weer versnellen in de buurt van de afvoerkant.
..Hieruit ontstaat een systeem van drie wandelektroden:
...Het magnetische veld was loodrecht op het plaatje, maar om het juiste krachtenveld te creëren, was het nodig (in de op computer uitgevoerde simulaties) om dit te "schilderen", wat mogelijk was met behulp van meerdere geconjugeerde spoelen. In de buurt van de elektroden waren de Laplace-krachten schematisch zoals hieronder:
...De thesis van Lebrun (publicatie op het 7e internationaal MHD-congres in Tsukuba, Japan en op het 8e internationaal congres in Peking, 1990, evenals in de tijdschrift The European Journal of Physics) toonde de theorie van de haalbaarheid van de operatie aan. Dit resultaat is interessant op meer dan één punt. In feite, wanneer het medium wordt versneld, wordt er energie aan het medium gegeven, terwijl het medium zelf energie levert wanneer het wordt vertraagd. Waarom? Omdat het stromen van het medium langs het model met snelheid V een elektromotorische kracht V x B veroorzaakt. Deze kracht probeert een stroomdichtheid J = σ (V x B) te creëren, waarbij σ de elektrische geleidbaarheid is, die gecombineerd met het magnetische veld volgens de Lorentzkracht J x B = σ (V x B) x B
../../../bons_commande/bon_global.htm
