Início do MHD7
A propulsão MHD.
...Um desenho anterior, mostrando o fluxo induzido pela ação das forças de Laplace ao redor de um cilindro, demonstra que essas forças podem ser utilizadas para a propulsão de máquinas voadores ou navegantes. No entanto, a forma cilíndrica não parece a mais adequada. É então fácil passar para a esfera, equipando tal objeto com uma coroa de eletrodos.
...Um sistema de comutador giratório permite alimentar sequencialmente dois eletrodos diametralmente opostos, um funcionando como ânodo e o outro como cátodo. O essencial é então acoplar esse dispositivo a um sistema de campo magnético giratório. Nesse caso, não é necessário dispor, dentro da maquete, um ímã montado sobre um eixo (embora tenhamos feito isso em experimentos de hidráulica, em 1976, alojando um ímã rotativo dentro de uma bola de pingue-pongue). Todos os estudantes de física sabem que, ao dispor três solenoides a 120° e alimentá-los com correntes convenientemente desfasadas, obtém-se então o equivalente a um dipolo magnético giratório. O resultado é:
...Se a experiência de aniquilação de onda de choque tivesse funcionado, ao redor do perfil lenticular, tínhamos planejado tentar repetir a operação com uma maquete desse tipo, com múltiplos eletrodos e campo giratório, tudo alimentado por descargas de capacitores, convenientemente sincronizadas.
...A experiência, em gás frio, também teria sido interessante. Bastaria usar a maquete como antena de RF. Já havíamos feito, desde 1978, experiências muito interessantes sobre esse tema. Mais uma vez, a ionização se localizaria de forma bem comportada nas proximidades imediatas do objeto.
Os aerodinâmicos lentiformes.
...Mas a experiência mais interessante teria se concentrado no tema do aerodinâmico MHD lentiforme (publicação nos CRAS, 1975, com o título "Conversores MHD de um novo tipo"). Trata-se então de uma máquina desprovida de eletrodos.
...Consideremos um solenoide percorrido por uma corrente alternada. Ele cria no ar circundante um campo induzido, que pode ser acompanhado por uma circulação de corrente, à qual se associa um campo secundário que se opõe (lei de Lenz) à variação do campo indutor.
...A corrente induzida (i), que forma curvas fechadas, reage com o campo indutor B(t), gerando forças de Laplace radiais, alternadamente centrífugas e centrípetas. Por exemplo, na figura acima, no instante t₀, as direções dos campos B (excitador) e da densidade de corrente J (campo induzido, circulando na massa gasosa) produziriam uma força radial centrípeta.
No instante t₁, essa força seria centrífuga.
...Se o gás adjacente ao disco munido de seu solenoide interno não estiver ionizado, nada de notável acontecerá. Se ionizarmos esse gás, ele será agitado por um sistema de forças alternadamente centrífugas e centrípetas, como em um shaker.
...Pode-se conceber um sistema de propulsão com base nisso, ajustando-se para criar uma ionização modulada no tempo nas faces superior e inferior, de forma que a parte do gás localizada acima do veículo seja condutora quando as forças forem centrífugas:
e, inversamente, aquela localizada abaixo do veículo seja condutora quando essas forças forem centrípetas:
...Assim, obter-se-ia um sistema combinado de forças tendente a fazer circular intensamente o ar ao redor do veículo:
...A fórmula (Comptes Rendus da Academia de Ciências de Paris, 1975) é atraente. Ainda assim, é necessário encontrar um meio de criar essa ionização pulsada próximo à parede. O problema é delicado, pois é necessário que o tempo durante o qual o ar se torna condutor seja da ordem de grandeza inferior ao tempo de trânsito da massa gasosa ao redor do objeto. Considerando um objeto cruzando a 3000 metros por segundo e uma dimensão característica de dez metros (o diâmetro do veículo), isso conduz a tempos da ordem de milissegundo, o que não é inviável com emissão de micro-ondas pulsadas a 3 gigahertz. As faces superior e inferior da máquina deveriam, portanto, ser revestidas de mini-klystrons, emitindo alternadamente e arrancando elétrons livres das moléculas do ar.
...Outra solução é, a priori, mais interessante. Sabe-se que, se bombardearmos moléculas com elétrons de energia bem ajustada, ocorre uma ligação eletrônica. Algumas moléculas adquirem assim um elétron extra e tornam-se íons negativos, com uma vida útil muito curta, o que, no caso que nos ocupa, é interessante.
...Os canhões de elétrons parietais terão a forma de pequenos armadilhas. O princípio é simples. Um solenoide cria um campo magnético com a configuração a seguir:
...Esse campo, perpendicular à parede, tem sua intensidade decrescente em função da distância até ela. A ele associamos uma pressão magnética:
...Na figura da direita, uma descarga elétrica explodindo entre um eletrodo central e outro anelar verá seus elétrons expulsos para regiões onde a pressão magnética é menor, ou seja, afastados da parede, com energia dependente do valor de B. Se esse valor for convenientemente ajustado, esses jatos de elétrons provocarão a formação, no ar, de íons negativos, veículos eficientes da corrente induzida ligada à variação do campo indutor B criado pelo solenoide anelar (ver acima). A eficiência aerodinâmica máxima consiste em agir na camada gasosa imediatamente adjacente à parede (o que chamamos de "camada limite"). No entanto, surge então um problema de confinamento de plasma, estudado experimentalmente em experiências realizadas em baixa pressão, que foram rapidamente resolvidas.
...O campo magnético B criado por um solenoide equatorial está também associado a uma pressão magnética. Essa pressão diminui à medida que nos afastamos do plano de simetria. Toda descarga elétrica tendia, então, a afastar-se significativamente da parede, tornando-se incontrolável.
...A solução consistiu em utilizar não um único solenoide, mas três, dois solenoides secundários de diâmetros menores, atuando como solenoides de confinamento.
...Em um dado instante, as correntes que passam
...- no solenoide equatorial
...- nos dois solenoides de confinamento
têm sentidos opostos. A geometria permite, portanto, criar, próximo a uma parede côncava, um gradiente de pressão magnética capaz de prender a descarga elétrica contra a parede, mantendo-a na camada limite gasosa (na prática, para uma máquina de cerca de dez metros de diâmetro, em uma camada de alguns centímetros de espessura).
...Essas experiências de confinamento parietal foram entre as mais espectaculares que realizamos, no final dos anos setenta, com recursos modestos.
...Globalmente, o veículo tinha então a aparência de dois...