Магнитогидродинамика MHD объяснения и история

MHD

../../bons_commande/bon_global.htm

... Что такое магнитогидродинамика, сокращенно МГД? Это искусство и способ воздействия на жидкость, жидкость или газ, применяя электромагнитные силы, при условии, что она достаточно хорошо проводит электричество. Тогда говорят о МГД-ускорителе. Это также искусство и способ преобразования кинетической энергии жидкости в электрическую энергию. Тогда говорят о МГД-генераторе. Более общим образом, в той мере, в какой происходит прямой перевод одной формы энергии в другую форму энергии (кинетическую, электромагнитную), говорят о МГД-преобразователе.

... Чтобы познакомиться с МГД, посмотрите мою комикс-историю "Стена молчания" (название подходит), в "cd-Lanturlu".

... В шестидесятые годы Франция оказалась в авангарде в этом направлении. Можно сказать: по воле случая. В начале шестидесятых годов в многих странах, таких как Великобритания, СССР, США, Франция, было начато значительное исследование по МГД. Позже к этому кругу присоединились страны, такие как Германия, а затем Япония. Целью было разработать МГД-генераторы, которые теоретически могли бы иметь гораздо более высокий КПД, чем у тепловых машин (до 60%). Источниками энергии были сжигание углеводородов или ядерная энергия. Для того чтобы процесс был выгодным, было необходимо, чтобы жидкость, из которой предполагалось извлечь максимальное количество кинетической энергии, имела достаточную электропроводность. Однако, по сути, все газы являются очень плохими проводниками электричества. Они даже являются изоляторами. Поэтому было сделано все возможное, чтобы обеспечить этим газам значительную электропроводность, "засевая" их элементами, имеющими низкий потенциал ионизации (в основном цезием). Однако результаты оказались разочаровывающими, несмотря на большие суммы, вложенные в это исследование, в период быстрого экономического роста. Затем рассматривали возможность работы этих генераторов "с двумя температурами", обеспечивая "газу свободными электронами" более высокую температуру, чем у самого газа, состоящего из атомов. Однако устрашающая нестабильность, теоретически открытая в 1964 году Э. Велиховым (который впоследствии стал вице-президентом Академии наук СССР), разрушила все эти планы уже к концу шестидесятых годов. В середине семидесятых годов большинство стран отказалось от этого, за исключением СССР, который поддерживал значительные усилия в этом исследовательском направлении до своего экономического краха.

... Когда я был назначен в Институт гидродинамики Марселя в 1965 году, я нашел небольшую группу, собранную вокруг исследователя: Жоржа Инглесакиса, который провел эксперименты по прямому преобразованию, используя в качестве источника импульса газа, что называлось "трубкой удара", вдохновленный работами, проведенными в США исследователем швейцарского происхождения Берт Зодерером. Эксперименты длились очень короткое время (менее сотни микросекунд), но основной интерес заключался в том, что газ, выбрасываемый с очень высокой скоростью (более 2500 м/с), под высоким давлением (один бар), был также очень горячим (десять тысяч градусов), поэтому он был очень хорошо проводящим электричество. В этих условиях стало возможно моделировать МГД-генераторы, о которых мечтали, сжимая, то есть нагревая и выбрасывая через сопло газы, которые в обычных условиях плохо проводят электричество, как аргон, но которые становились проводящими при температуре, до которой их нагревали. Конечно, эти эксперименты не имели никакого промышленного интереса. Что делать с генератором, который может работать только в течение десятой доли микросекунды каждую минуту, даже если он выдает несколько мегаватт в этот момент? В то время никто не осознал (кроме советских), что эти импульсные генераторы в будущем найдут свое применение в том, что позже назовут "войной звезд", о которой я расскажу на сайте.

... Читатель впоследствии узнает, возможно, с удивлением, что отцом советской МГД был гений Андрей Сахаров (также отцом первой советской водородной бомбы). Сахаров не был ученым, он был изобретателем и пророком. Никто в этом Марсельском институте, куда я попал, не подозревал реальных возможностей МГД. Однако были получены некоторые значимые результаты. В 1967 году, через два года после моего поступления в лабораторию, благодаря хитрости, которая была позже переоткрыта японцем через пятнадцать лет, я смог впервые запустить двухтемпературный генератор (все еще во время этих коротких импульсов), используя скорость нестабильности Велихова (которая развивалась за миллионную долю секунды). Также успешно проводились эксперименты по ускорению плазмы, с приростом скорости 5 км/с на длине сопла всего в десять сантиметров. Но все это осталось незамеченным на фоне общего краха.

... В Франции исследование, в принципе, "руководимое". Организации, такие как CNRS или другие, поэтому получают "программы". Проблема в том, что люди, составляющие эти программы и те, кто имеет идеи и проводит исследования, не являются одними и теми же людьми. Не знаю, видели ли вы когда-нибудь утку, которую отрубили топором. Все знают, что животное в этот момент способно быстро бегать. Французское исследование немного похоже на такую утку без головы, ситуация усугубляется тем, что французские исследовательские органы тесно зависят:

• от армии

• от политехников

... Когда поняли все это, обычно после долгих лет неудач, остается только обратиться к единственной области исследований, где можно рассчитывать на долгосрочные работы: теоретические исследования.

... Я прекратил все исследования по МГД в 1987 году, после того как в течение десяти лет после официального закрытия французских исследовательских программ я настаивал. Я прекратил, потому что меня заставили и вынудили. Я объяснил это в различных книгах. Я вернусь к этому в разделе моего сайта по МГД. В центре этой исследовательской работы была увлекательная идея: возможно ли, чтобы аппарат двигался в плотном воздухе со сверхзвуковой, даже гиперзвуковой скоростью, не создавая "удара", ударной волны? Студент Бернар Лебрюн написал диссертацию под моим руководством в этом направлении. Наши теоретические работы, сопровождаемые множеством публикаций в ведущих журналах и коммуникациями на международных конгрессах, ответили утвердительно (см. список в конце документа, доступного по ссылке). В середине восьмидесятых я смог убедить директора CNRS Папона помочь нам организовать эксперимент. Были выделены средства. Идея заключалась в том, чтобы вновь провести эксперименты короткой продолжительности, используя "трубку удара" как горячую турбину. Лаборатория в Руане все еще имела одну из этих... древностей. Кроме того, мы получили важное оборудование, остатки первого "токамака" в Фонтене-о-Роз. Папон был рад, видя, "что мы будем заниматься передовыми исследованиями с бывшим оборудованием". К концу восьмидесятых мы были на волосок от успеха. Но армия сорвала проект намеренно. Мы получили доказательства позже, которые я опубликовал в книге.

... Армия, по определению, имеет все права, в той мере, в какой она основана на критерии военной тайны. Легко представить стратегическое преимущество, которое мог бы представлять "ракета МГД", единственная способная прыгать через холмы на гиперзвуковой скорости (для непосвященных: все современные ракеты-самолеты являются дозвуковыми). Факт того, что армия в то время хотела запретить проведение таких исследований в гражданских условиях, мог быть на грани понятен, если бы она продолжала эти исследования в своих собственных убежищах, вне поля зрения любопытных. Однако, через тринадцать лет выяснилось, что французские военные просто не могли продолжать эти исследования и они были просто брошены, довольно быстро, из-за нехватки ... компетенций. Расследование показало следующий вывод:

Не существует французской военной МГД

... Это в то время, когда группа военных, происходящих из IHEDN (Институт высших военных исследований), поднимает тревогу, в брошюре, опубликованной в июле 99 года. Они упоминают фантастическое превосходство американцев в этой области, звонят в колокол. Позже мы увидим, что эти опасения могут быть обоснованными. Я даже уверен, что они были, и я объясню это. Но что смешно, так это то, что среди тех, кто беспокоится о ситуации, много тех, кто был, между 1976 и 987 годами, главными ответственными за крах французского усилия в области МГД. Краткосрочное видение, не компетентность. То, что еще более удивительно, это то, что эти же люди тянут кепку, требуют "ответа в виде действий", энергичного, требуют, чтобы им дали свободу, тогда как они являются основными ответственными за нашу задержку в этом направлении. Притворяясь заговорщиками, они стараются дать понять, что их представители поддерживаются сильными техническими и научными компетенциями. Но это не так. Все это, к сожалению, просто жалкая и бесполезная жестикуляция, потому что это ... слишком поздно.

... То, что трудно переносить для меня, как ученого, это то, что я вижу, как человек без какой-либо научной компетенции говорит по телевидению, заявляя: "мы теперь знаем, как заставить машину двигаться со сверхзвуковой скоростью без создания удара". Тогда я подумал, что хорошо, что студент, преподаватель, инженер, налогоплательщик, обычный человек, и даже ... политик получат предупреждение, получат элементы для оценки, чтобы не принять этих людей, в двадцать три года позже, за глупцов.

... В качестве закуски, читатель найдет, нажав на следующую ссылку, довольно упрощенное представление этой знаменитой МГД-операции, которую мы мечтали сделать, которую мы полностью рассчитали и которая бы (как все операции, которые я проводил в этом направлении) сработала с первого раза. Операция, которую военные не смогли провести.

.. Как это возможно? Не переоценивайте военных (и политехников). Вспомните слова Клемансо в момент войны 14-18: "Лучший способ победить Германию - создать в ней Политехническую школу".

... Перед тем как перейти к представлению операции, в стиле "сто микросекунд, которые могут изменить наше восприятие мира", история, подтверждающая мои слова. После первых ядерных испытаний французов в Реагане, военные узнали, что американцы теперь проводят испытания под землей. Они спросили, как они это делают. Ответ последовал быстро:

• Слушайте, вы, маленькие едоки лягушек, вы очень добрые, но с одной стороны вы вышли из НАТО, с другой стороны мы не хотим, чтобы ядерные знания распространялись по всей планете. Так что разберитесь сами....

... Военные инженеры-политехники, "инженеры по пороху", провели тщательные расчеты. Они пришли к выводу, что нужно пробурить тоннель в горе, разместить в конце устройства ядерное, а остальное заполнить бетоном и сталью. Так и сделали. Установили компьютер для стрельбы практически напротив закрытого тоннеля, затем пригласили министра обороны Пьера Мессмера приехать в этот район Сахары, чтобы присутствовать на испытании. Сам министр рассказал эту историю в журнале Paris-Match, который пытался в то время (в нашей стране мы любим секреты) написать историю французской бомбы. Сразу станет ясно, почему он сделал это признание. Министр, даже после всех этих лет, был в ярости.

... Когда устройство было запущено, давление сразу выбросило сотни метров бетона и тоннеля повел себя как ружье с дробью. Ошеломленный министр увидел эти обломки на небольшом расстоянии. Все были облучены, конечно. Оценка полученных доз оказалась сложной: фильмы (включая министра) были полностью заслонены. Мессмер был вне себя. Что легионер или жители деревни облучены, это еще проходит, но ... министр обороны, в конце концов!

... На самом деле, и наши военные инженеры в конце концов поняли, что не в твердой породе нужно размещать устройство, а наоборот, под сотнями метров достаточно мягкого грунта, чтобы смягчить удар. Подумайте. Если вы хотите взорвать гранату, а затем проанализировать продукты взрыва, возможно, логичнее положить ее на мешки с песком, чем залить бетоном. Сегодня мы знаем, как это делать. Когда бомба взрывается, в грунте образуется полость, сжимаемая (как был грунт атолла Муророа). Энергия таким образом поглощается неупругим сжатием. Одновременно волна удара поднимается к поверхности, слегка поднимая землю, и дело сделано.

... Все это для того, чтобы сказать, что военные убежища, возможно, не являются конечной точкой в фундаментальных исследованиях. Иногда я слышу, как люди говорят мне:

• Но, не думаете ли вы, что все, что нам показывают, все эти жестикуляции по телевидению, "только для развлечения", но за этим занавесом могут проводиться гораздо более серьезные исследования?

... Сожалею, что разочарую вас. За этим занавесом ничего нет. Иначе отчет, о котором говорилось выше, не содержал бы столько ошибок, свидетельствующих о научной непрофессиональности его авторов.

Я не могу изменить мир, но я не хочу, чтобы людей считали глупцами.

../../bons_commande/bon_global.htm

Сто микросекунд, чтобы изменить наше восприятие мира