MHD5 开始
...在液压类比中，平面激波的传播相当于“破浪”的形成。我们该如何实现这一点？只需在B区设置较低的水位，而在A区设置较高的水位。在扩压室中：完全无水。横截面如下：
...实验准备就绪。我们迅速移除闸门的隔板。染色的水体（例如用荧光素染色）将突然涌入下游渠道，形成如下景象：
...我们观察到了什么？一道破浪的形成，即一个液态波前，它推动了无色水流。但波前的传播速度比水体本身更快。
...向下游方向，出现了一道膨胀波，但更为“柔和”。这并非激波。
...不久之后，情况如下：
...膨胀波到达了“水槽”底部。清澈水流（被推动并加速）与界面之间的距离增大了。因此我们获得了一股可利用的气流，其中洁净的水被加速，其高度也随之增加（相当于气体中的压力）。因此，我们可以“利用”这股气流。随后，膨胀波在水槽底部反射，并迅速追上波前与界面的组合体。
...可以看出，如果在侧壁设置一个“观察窗口”，在“气流持续时间”内，我们就能看到这股被加速的纯净水流经过。整个过程可在“x-t图”上清晰呈现：
...我们在这里得到了一个与“激波管”工作原理完全对应的液压类比图像。只需将闸门替换为“高压室”。闸门由人工操作的铜膜片构成，当压力达到足够值（通过燃烧室实现）时，膜片将开启。试验通道变为一个横截面恒定的试验管，初始充满低压氩气（13毫米汞柱）。扩压室则只是一个任意形状的真空容器。纸制隔板被聚酯薄膜取代，当激波到达时薄膜将破裂。下图为装置的示意图：
...高压室长度：1.4米。直径（与试验气流通道相同）：5.6厘米。试验气流通道长度：6米。底部为红色铜膜片，通过刻痕使其脆化，开启时形成四个花瓣状结构，使燃烧气体得以自由通过。高压室中填充的是氢气与1/2氧气的混合气体，外加氦气作为稀释剂。扩压室只是一个坚固的普通桶，足以承受抽真空。装置还配备多台旋片式真空泵，可轻松获得低于10⁻²毫米汞柱（10⁻²托）的真空度，以及多个真空密封阀门。还需配备一组气瓶，提供氢气、氧气、氦气，当然还有氩气。
...可燃气体通过连接高压电源的火花塞点燃。由于该系统会产生电磁干扰，整个高压系统被置于法拉第笼中（木制框架加铜网，网孔1毫米）。虽然简陋，但效果良好。原先6米长的低压氩气瞬间被压缩成一段长约二十厘米、压力为1巴、温度高达10,000开尔文的压缩气体柱，随后紧随其后的是“燃烧气体”，即水蒸气与氦气的混合物。
...至此，完成了“脉冲热风洞”的构建。
...在进行测量和真正MHD实验的通道中，截面为方形（5厘米×5厘米）。因此必须使用一个精密加工的过渡件，将圆形截面转换为方形截面：
...MHD喷管可用有机玻璃（通过粘接）或层压塑料（强度更高）制成，并配备高质量的光学窗口。尽管氩气温度很高，但由于气流持续时间极短（八十万分之一秒），并不会损坏喷管部件。
...为产生横向磁场，将使用两个螺线管，布置如下：
...下图中移除了一个螺线管，以展示模型（透镜形机翼）的布置：
...MHD喷管（含安装空间）总体积约为一升，而需产生的磁场高达20,000高斯（2特斯拉），因此螺线管绕组中必须通过极大的电流（50,000安培）。如此大的电流会导致螺线管爆炸，不是因为焦耳热，而是由于绕组内部存在的J×B力。因此必须为铜绕组配备类似“束腰”的加固结构，例如用玻璃纤维浸渍环氧树脂制成。
...由于MHD相互作用实验持续时间极短，为经济地产生如此大电流，可采用电容器组向电感放电（产生振荡放电）。只需将整个系统同步，使实验（氩气热脉冲通过时）恰好发生在磁场B接近稳定状态的时刻（放电周期为5毫秒）。
...下图是20世纪60年代我在实验室中所用的MHD实验用激波风洞装置图。
...电容器充电至5千伏。一组较小的电容器则用于为试验模型的电极供电。
...问题：如何切换50,000安培的电流？答案：使用一台旧式电力机车用的整流管（原设计用于切换2000安培，但足够坚固，可承受25倍于额定电流的数百次试验）。整流管在电力工程领域广为人知。
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