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Cosmos
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loupe Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique

Mer 04 Avr 2007, 14:10
Rappel du premier message :

Bonjour à vous tous.

Nous allons essayer d'expliquer le plus simplement possible, pourquoi les ovni ne font pas de "Bang" sonique en se déplaçant dans notre atmosphére.

[g]Acte 1 :Le mur du son.[/g]

Vous avez tous mis votre main à la portiere de votre voiture. Vous avez été surpris par la violence du vent en fonction de la vitesse.
Plus la voiture va vite,plus l'air frotte sur la carosserie... Pour un avion,c'est pareil.

Méme s'il est pointu et profilé, la vitesse de 500km/H ,vous arrachera le bras...

Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 Crying

Que se passe-t-il......?: L'air de notre atmosphére est de moins en moins dense en fonction de l'altitude.
Mais,dans la basse atmosphére, le frottement de l'air devient de plus en plus important en fonction de la vitesse.

Dans cette basse atmosphère le son se déplace à la vitesse de 330 m/seconde... (soit environ 1200Km/h ou Mach 1.).

Donc pour un avion à réaction,se déplacer à 1200Km/h correspond à cette fameuse vitesse du son.
L'avion a crevé le mur du son.. C'est ce que les pilotes nomment le "bang sonique".

Que s'est-il passé exactement:

Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 1159544023
Dessin de JPP.

Nous pouvons observer que les molécules de l'air se "tassent" sur le nez de l'avion et frottent
de plus en plus sur les parois du fuselage et les bords d'attaques des ailes et de l'empennage.

Cette sorte de matelas de molécules, par la vitesse de l'avion,va se rompre brutalement
et c'est cette sorte de rupture brutale, qui va correspondre au franchissement dit du "mur du son".

L'avion ayant dépassé ce fameux mur du son, nous allons entendre ce double "Bang", cette surpression qui va casser les vitres ...

Pour l'observateur:

Nous allons d'abord voir l'avion,et c'est seulement quelques secondes plus tard que nous entendrons le fameux "Bang".

L'avion va donc plus vite que le son qu'il engendre avec ses reacteurs. Plus la vitesse sera élevée,
Plus les molécules vont "frotter" la carlingue de l'aeronef. Ce contact va élever la temperature des parois.

Pour Mach 2,l'échauffement des surfaces va etre supérieure à plus 250°C.!!!(Voir Concorde..!!)

Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 1159567434

Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 Ovtps06smallli7

Les composites et matériaux utilisés ne sont pas les mêmes partout :

Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 Ov20tps2001dc6

Et, comme vous pouvez le constater nous sommes loin """d'une protection""" de type "MHD" :

Il serait donc naïf de croire à la réalisation par les USA, d'un aéronef hypersoniquetel que le fameux "Aurora".


Nombre_de_Mach

[g]Signification du nombre de Mach [/g]

Il mesure le rapport entre les forces liées au mouvement et la compressibilité du fluide.La vitesse de propagation ou célérité du son, notée a, représente la vitesse de propagation de tout ébranlement produit dans le milieu. Dans l'air aux températures habituelles, elle vaut environ 340 m/s ou 1200 km/h. Cette vitesse varie cependant en fonction de l'altitude et de la température.

[g]Ecoulement subsonique [/g]

Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 Murduson4sd3

Si V < a (Ma < 1) l'avion, qui a une vitesse inférieure à celle de l'accroissement des sphères de perturbation qu'il crée à chaque instant, se trouve en permanence à l'intérieur de celles qui ont été créées précédemment. C'est le phénomène dont tout le monde a l'expérience : l'observateur fixe ressent le son très faible des premières sphères très dilatées, puis l'intensité augmente jusqu'à ce que l'avion soit le plus proche et diminue jusqu'à l'extinction.

[g]Ecoulement sonique [/g]

Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 Murduson5zq5

Si Ma = 1, l'avion colle en permanence à l'avant de toutes les sphères créées précédemment qui se retrouvent donc toutes tangentes à un plan perpendiculaire au mouvement de l'avion. La superposition d'une multitude de petites perturbations crée une grosse perturbation qui augmente considérablement la résistance de l'air : c'est le mur du son.

[g]Ecoulement supersonique [/g]

Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 Murduson6dz6

Quand Ma > 1, l'avion laisse au contraire toutes les sphères de perturbation derrière lui. Un raisonnement simple montre qu'elles sont toutes tangentes à un cône appelé cône de Mach.
Hors du cône de Mach, à l'avant de l'avion, c'est le silence absolu car aucune perturbation n'a encore atteint l'observateur. L'observateur situé dans le cône entend un son qui décroît comme en subsonique. Sur le cône, le bang correspond à la superposition des petites perturbations.

[g]Données pratiques [/g]

Les considérations qui précèdent donnent une idée de l'importance du nombre de Mach mais la réalité est nettement plus compliquée. On considère généralement les quatre gammes définies ci-dessous.
• Ma < 0.8 : on parle d'écoulement subsonique,
• 0,8 < Ma < 1,2 : on parle d'écoulement transsonique,
• 1,2 < Ma < 5 : on parle d'écoulement supersonique,
• 5 < Ma : on parle d'écoulement hypersonique.





[g]Acte 2.Le mur de la chaleur.[/g]


Nous avons vu que plus l'avion va vite,
plus les molécules de l'air frottent sur ses parois.

Il faut donc protéger l'avion.

Notre techno des années 70-80 utilisait le "Titane" pour éviter que l'avion ne se déforme trop par la dilatation.
L'avion secret de reconnaissance SR-71.(3.600 Km/h) etait "bardé" de titane sur ses bords d'attaque.

Hélas,il avait alors des fuites de carburant, car sa carcasse etait déformée par ces dilatations.

(Le Concorde,lui, se dilatait de prés de 25 Cm quand il volait a Mach 2....!!!).

L'exemple de la Navette(27.000Km/h en orbite) nous montre qu'il a fallu (pour sa rentrée dans notre atmosphére),
la protéger par des tuiles de céramiques spéciales. Ceci afin qu'elle puisse se freiner par frottement, sur les hautes couches de l'atmosphére. Nous savons que cette protection incontournable se devait d'etre sans faille,car les températures
etaient si importantes que la moindre faille entrainèrent la destruction de l'engin et de son équipage.

La technologie actuelle va donc chercher à contrer et le mur du son,et le mur de la chaleur...

Le vol a une vitesse de plus de Mach 7 est dit "hypersonique"

[g].Le vol hypersonique:[/g]

Quelle solution pour protéger l'aeronef de ce frottement permanent par ces molécules qui provoquent ce terrible échauffement ?

Analysons:

Il faut imaginer que plus la vitesse va augmenter au dessus de celle du son,plus la température va limiter les performances de l'avion.

L'aeronef pourrait fondre et donc exploser avec son carburant.

Protéger par des peintures ou des alliages ne suffit pas.Certains scientifiques imaginérent differentes solutions.

L'idée de Jean-Pierre Petit fut d'expliquer l'absence de Bang des ovni,par la protection d'un champs magnétique.
Protéger par un champs magnétique répulsif,ces engins pouvaient pénétrer l'atmosphére sans aucun frottement direct.

Pour créer ces champs magnétiques,il faut de l'énergie.L'idée de Jean-Pierre Petit est d'utiliser la MHD.


[g]La MHD.(MagnétoHydroDynamique...).[/g]


Un flux tres chaud (1800°c)
et a trés haute vitesse(+1000m/sec)
va traverser une tuyére MHD.
Cela va produire un trés fort courant électrique.

Voir croquis.


Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 1159819143


Cette énergie récupérée va permettre de protéger
le fuselage et les bords d'attaque des ailes
par des champs magnétique trés puissants.

Ces champs magnétiques repoussant les molécules
de l'atmosphére et évitant ainsi ce frottement
qui aurait fait fondre l'aeronef.


Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 1159820309


L'aeronef va donc se retrouvé enrobé par une sorte de halo
qui va briller par ionisation
des molécules de l'atmosphére.(Effet Hall.)

Donc,l'aeronef sera visible la nuit,
mais ses forts champs magnétiques
vont absorbé la plupart des ondes radar (Furtivité).



Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 1159820382



Les USA ont testé le vol hypersonique
avec le prototype X-43 jusqu'a Mach 10,
mais il a fondu et le programme
a été suspendu aprés cet échec.

L'on peut donc en déduire,avec certitude,
que les USA ne maitrise pas encore
le principe de la MHD en aeronautique.

[g]Il serait donc naïf de croire
à la realisation par les USA,
d'un aeronef hypersonique
tel que le fameux "Aurora".[/g]

.......................................................



Nous avons parlé précédement du fameux X-43
qui nous a prouvé que les US n'utilisaient pas
la MHD qui permettrait de créer un champs magnétique
de protection...

Ceci afin que le fuselage de l'engin
ne fonde pas à cause de la chaleur.

Nous allons voir de prés
le principe de fonctionnement
du moteur [g]RBCC:[/g] (Rocket Based Combined Cycle)

Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 1160240407




[g]1)Le mode fusée:[/g]
La propulsion est realisée par un mélange oxygéne/kéroséne,comme un turboreacteur
Donc une vitesse comprise entre Mach 0,7 jusqu'à Mach 3,5....

[g]2) Le mode statoreacteur:[/g]
Le statoreacteur s'allume à Mach 3,5 avec un mélange oxygéne/kéroséne jusqu'à Mach 6.

[g]3) Le mode Superstato:[/g]
Le superstato fonctionnerait avec de l'hydrogéne et l'oxygéne de l'atmosphére.Donc,pas de mise orbital hors atmosphére....


[g]Profil de vol du RB-47:[/g]


Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 1160240502


Le RB-43,fixé a la pointe d'une fusée,
est donc "transporté" et largué en vol
par un B-52.
Il retourne au sol en vol plané.

Ce projet a été abandonné
suite à l'échec des essais.

Donc,pas de MHD et donc de protection magnétique.
En conclusion,il y a toujours un "BANG" sonique.

Et nous sommes en 2005...!!
Alors l'aurora en 1990................. Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 001_tongue


................................................................



Oui,le cap de Mach 5 a trés longtemps été considéré
comme une limite des capacités
des realisations matérielles humaines en aeronautique.

En effet,il n'y avais aucun matériau capable
de résister au terrible temperature de cette vitesse.

Mais la configuration "double face" si chére
aux X-15,FY-12A ou SR-71 et que l'on retrouve
sur presque tous les avions actuels,a permis de repousser
cette limite vers Mach 7,
pour la notion de vol hypersonique pure.

De toute façon,ce sont des vitesses réservées
encore à des protos de recherche.

[g]Un exemple de projet à Mach 6,5 pour 2009,
et nous sommes en 2006...!![/g]


Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 1160430802


Cà ressemble "furieusement" au trop fameux "Aurora"....!!!


A suivre...


Dernière édition par le Sam 19 Mai 2007, 11:30, édité 2 fois

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loupe Re: Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique

Lun 21 Mai 2007, 17:20
Re,
je saisi le pourquoi de cette technologie. Pas de soucis là dessus... mais justement c'est les lois de l'aérodynamique qui me pose souci...

Faut que j'ingurgite parce que je vais paraitre complètement borné... Dans quelques années j'aurais compris Very Happy
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loupe Re: Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique

Lun 21 Mai 2007, 17:53
Re Lionel..!

Tu relies calmement le petit topo en téte de topic..!
Cà devrait coller..!! Wink

A+Cosmos.
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loupe Re: Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique

Lun 21 Mai 2007, 17:55
Pas le temps de lire aussi long au boulot malheureusement... Surtout quand ca demande un effort intellectuel Very Happy...
Je lirai ca calmement ce week end en esperant que nous ne soyons pas envahis d'ici là Laughing
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loupe Re: Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique

Mar 22 Mai 2007, 20:10
Oui, sur Internet, il y a de tout de du n'importe quoi.

C'est pour cela qu'il faut toujours regarder la source.

Personnellement, je fais plus confiance à une personne du CNRS (Centre national de la recherche scientifique) spécialisée en MHD, en cosmologie, en aéronautique, ... (ayant fait entre autre, l'école Nationale Supérieure de l'Aéronautique), qu'à un simple internaute (recopiant les explications en MHD de ce scientifique).

De plus, si vous cherchez bien, vous trouverez des informations intéressantes et officielles concernant l'utilisation de la MHD Laughing .

Si vous me cherchez, vous savez où me trouver :afro: .
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loupe Re: Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique

Mar 22 Mai 2007, 22:39
cheers


"Personnellement, je fais plus confiance à une personne du CNRS (Centre national de la recherche scientifique) spécialisée en MHD, en cosmologie, en aéronautique, ... (ayant fait entre autre, l'école Nationale Supérieure de l'Aéronautique), qu'à un simple internaute (recopiant les explications en MHD de ce scientifique)."

Tout à fait..!!!

Moi aussi,je doute de certains chercheurs....!!

Surtout avec l'annonce de l'Aurora satellisable à 10.000km/h...
(On a beau faire des études,Il faut quand méme l'écrire..!! :)

Il ne faut pas non plus, oublier ces formidables bombes anti-matiére
balancées par les USA sur Jupiter....
Et les torpilles qui vont à 2000km/h sous l'eau..?
Avec les sous-marins et tout le reste....etc..etc....!!...

.........Lire:"Les armes secrétes américaines"Chez Albin Michel..........

Ecrire un livre,cà rapporte du fric..!!

Non,on est vraiment passé à coté de grandes choses

Surtout qu'avec les "UMMO" on aurait eu
une avance remarquable en MHD. :geek:

Bof,tout gober est la rançon des naïfs et des incultes...
C'est donc à nous de faire effectivement trés attention.

:scratch:



A+ lol!
Cosmos
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loupe Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique

Mer 23 Mai 2007, 19:27
Accélérateur MHD

Un accélérateur MHD (magnétohydrodynamique) est un convertisseur MHD qui met en mouvement un fluide conducteur, grâce à un champ électrique et un champ magnétique combinés.

Le principe de base est le même que celui d'un moteur électrique. Tous deux possèdent un inducteur (électroaimant) générant un champ magnétique dans un induit.

Dans le cas d'un moteur conventionnel, cet induit est solide : c'est une bobine constituée d'un enroulement de fil métallique.
Dans le cas d'un accélérateur MHD, cet induit est fluide : liquide conducteur (eau salée, métal liquide) ou gaz ionisé (appelé plasma).
Les accélérateurs MHD n'utilisent donc pas de pièce mécanique mobile, contrairement aux moteurs électriques traditionnels, et ils convertissent directement l'énergie électromagnétique en énergie cinétique. Le fluide est mis en mouvement dans le champ magnétique, par un champ électrique débitant un courant électrique aux bornes d'électrodes immergées dans le fluide.

Principe
Sans champ magnétique, la présence d'un champ électrique (électrostatique) accélère les particules chargées du fluide par la force électrique (selon la loi de Coulomb) :


Fe est la force électrique, en newton
q est la charge de la particule, en coulomb
E est le champ électrique, en volt par mètre


La sens de cette force est inverse pour les particules positives (accélérées du + vers le -) et les particules négatives (accélérées du - vers le +). Le fluide reste globalement inerte.



Un fluide conducteur possède en son sein des atomes neutres ainsi que des charges positives (ions positifs) et des charges négatives (ions négatifs, plus des électrons libres s'il s'agit d'un plasma). Le champ électrique accélère les particules chargées vers les électrodes en sens opposé selon leur charge ; et le champ magnétique dévie ces particules chargées, durant leur accélération, également en sens opposé selon leur charge. Cette double inversion "accélération électrique + déviation magnétique" résulte en une distribution des forces de Lorentz toutes parallèles et de même sens :
Le fluide est mis en mouvement uniforme, car toutes les particules, quelle que soit leur charge (positives et négatives, de même que les neutres par le jeu des collisions) sont entraînées dans le même sens.

Typologie
Champs électromagnétiques
On distingue les accélérateurs MHD :

à conduction : création de courants électriques dans le fluide par des électrodes, en présence d'un champ magnétique généralement uniforme.
à induction : création de courants induits dans le fluide par un champ magnétique variable (selon la loi de Lenz), sans électrode.

Écoulement du fluide
Si le fluide est accéléré à l'intérieur d'un conduit dans lequel est concentrée l'interaction MHD, il s'agit d'un accélérateur MHD à écoulement interne (écoulement à la manière des tuyères des moteurs à réaction).
Si les champs électromagnétiques agissent sur le fluide environnant la paroi extérieure d'un appareil, il s'agit d'un accélérateur MHD à écoulement externe (écoulement à la manière des micro-organismes ciliés tels la paramécie).
Géométries
Les convertisseurs MHD fonctionnant sans pièce mécanique mobile, il peuvent prendre une multitude de formes :

Écoulement interne, dans des canaux à veine ronde, carrée, annulaire, hélicoïdale, etc. Tuyères de Faraday à électrodes planes ou segmentées, tuyères de Hall à électrodes décalées.
Écoulement externe, linéairement le long de surfaces planes ou quasi planes (tuiles MHD) ou radialement autour de formes en volume (géométries cylindrique, sphérique, coniques, discoïdales...)
Applications
Les accélérateurs MHD sont principalement utilisés dans l'industrie sous forme de pompes électromagnétiques ainsi que dans les aspects propulsifs de véhicules de haute technologie ; et pour certains types d'armes militaires.

Pompes électromagnétiques
Les pompes électromagnétiques se divisent en quatre grandes catégories :

les pompes à conduction
à courant continu
à courant alternatif monophasé
les pompes à induction à courants polyphasés
plates (à barres de court-circuit, FLIP en anglais)
annulaires (dites aussi cylindriques, ALIP en anglais)
Les pompes à conduction à courant continu se rapprochent de la roue de Barlow. Deux électrodes débitent un courant continu, un aimant permanent (ou un électroaimant) permet de créer le champ magnétique. Les avantages principaux de ces pompes sont leur compacité et leur habilité à supporter les hautes températures sans refroidissement, grâce à des bobinages en argent.

Les pompes à conduction à courant alternatif font appel aux deux phénomènes de conduction et d'induction. Leur fonctionnement rappelle celui de certains transformateurs à entrefer. Leur principal défaut, hormis leur très faible rendement, est la cavitation. La pression à l'entrée de la pompe doit donc à tout instant être suffisante.

Les pompes à induction se rapprochent des moteurs asynchrones. Le rendement de ces machines est de l'ordre de 20 à 40 %. Il y a plusieurs causes à la limitation du rendement : les métaux liquides sont le plus souvent véhiculés par des conduits eux-mêmes métalliques, qui subissent des courants électriques parasites induits et de dérivation, provoquant des pertes. La longueur de l'entrefer est par ailleurs importante, à cause de l'épaisseur de l'isolant thermique associé (sodium, aluminium, magnésium, zinc...) ce qui engendre des fuites magnétiques. Enfin, les bobinages sont en conséquence volumineux afin de pouvoir créer des champs inducteurs suffisants, ce qui accroît d'autant les pertes par effet Joule.

Tous ces types de pompes ont été très utilisés dans les circuits du réacteur nucléaire Superphénix, ainsi que dans certaines fonderies d'aluminium pour doser ou transférer l'aluminium liquide.

A suivre...


Dernière édition par le Mer 23 Mai 2007, 19:45, édité 1 fois
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loupe Re: Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique

Mer 23 Mai 2007, 19:28
Propulsion spatiale
Les accélérateurs MHD dans l'espace sont généralement appelés propulseurs électromagnétiques à plasma (le plasma est un gaz ionisé). Il s'inscrivent dans le futur proche de l'exploration spatiale au XXIe siècle[1].

Un gaz ionisé peut être accéléré grâce aux forces de Lorentz, interaction de courants électriques, émis à travers ce gaz, avec des champs magnétiques soit directement induits par ces courants (self-field accelerators) soit générés par des solénoïdes externes (applied-field accelerators). Les propulseurs équipés de solénoïdes peuvent d'ailleurs être conçus pour fonctionner sans décharge électrique dans le gaz (et donc sans électrode), par induction. Dans ce cas, c'est un champ magnétique rapidement variable qui induit des courants électriques dans le gaz, la combinaison des deux générant les forces de Lorentz. La propulsion électromagnétique est la sous-catégorie la plus évoluée de la propulsion électrique[2], qui en compte trois :

Propulsion électrothermique. De telles interactions peuvent servir, dans une première approche, à compresser un arc électrique de grande intensité dans une colonne d'hydrogène, afin de chauffer ce gaz et de l'éjecter en expansion à travers une tuyère divergente : on parle alors de propulseur électrothermique, dont une réalisation est l'arcjet.
Propulsion ionique électrostatique. On envisage ensuite d'utiliser ces forces pour contraindre magnétiquement un plasma à l'intérieur d'une enceinte dont on extrait uniquement des ions, accélérés par un champ électrique, ou encore pour contrôler magnétiquement la direction de diffusion de ces ions une fois sortis de l'enceinte : c'est un moteur ionique (à forces électrostatiques) où le champ magnétique joue un rôle de confinement. Ces moteurs ioniques électrostatiques permettent de grandes vitesses d'éjection (en moyenne, 40 km/s) mais génèrent de faibles poussées (à cause de la faible densité du flux ionique) et sont utilisés pour le contrôle fin de l'orbite de satellites et la propulsion de sondes spatiales où la durée de voyage n'est pas critique.
Propulsion plasmique électromagnétique. Ces forces peuvent enfin être elles-mêmes de nature propulsive, en accélération directement le plasma. On parle alors de propulseurs électromagnétiques à plasma.
Voici les principaux moteurs électromagnétiques à plasma, par puissance croissante :

PPT : Le Pulsed Plasma Thruster[3] utilise l'énergie électrique pour décaper un matériau solide ablatif (généralement du téflon), processus qui l'ionise. Ce plasma peu dense est ensuite accéléré électromagnétiquement par une impulsion magnétique ultra-brève, générée par un solénoïde, qui induit des courants électriques dans le plasma s'opposant au champ magnétique inducteur, et in fine leur répulsion mutuelle par induction selon la loi de Lenz. La poussée est extrêmement courte et faible (quelques micronewtons), et est donc utilisée à des fins de pointage de précision ou pour remonter une orbite.
PIT (Pulsed Inductive Thruster, propulseur à induction pulsé)[4] : utilise un solénoïde plat (généralement d'un mètre de diamètre) et un injecteur de gaz à valve ultra-rapide, qui injecte quelques milligrammes de propulsif au milieu de la bobine. Un banc de condensateurs se décharge dans le solénoïde en 10 microsecondes sous 30 kV, générant dans le gaz une brève impulsion de champ magnétique axial, inductif, qui ionise le gaz. Le gaz est alors repoussé vers la sortie sous l'effet des courants induits, selon la loi de Lenz. L'avantage principal de ce type de propulseur à induction est le confinement du plasma loin de la paroi, ainsi que l'absence d'électrodes et d'arc électrique, ce qui élimine l'érosion. Un autre avantage du PIT est sa polyvalence à fonctionner avec divers propulsifs, tels que l'argon, mais aussi l'hydrazine, l'ammoniac, le dioxyde de carbone... à des impulsions spécifiques maximales de 6000 secondes avec un rendement de 60 %, un PIT de 1 MW fonctionnerait en 200 Hz.
Propulseur MPD ou LFA : moteur électromagnétique de haute puissance (quelques centaines de kilowatts à plusieurs mégawatts électriques par propulseur) le plus étudié depuis les années 1960 est le propulseur MPD (magnétoplasmadynamique) également appelé LFA (Lorentz Force Accelerator) dans ses versions améliorées. Les propulseurs MPD les plus performants permettent à la fois une poussée très forte (jusqu'à 200 newtons) et des vitesses d'éjection élevées (atteignant la centaine de kilomètres par seconde, avec des impulsion spécifique de l'ordre de 10 000 secondes). Voir l'article propulseur magnétoplasmadynamique.
VASIMR : Le Variable specific impulse magnetoplasma rocket[5] (Fusée magnétoplasma à impulsion spécifique variable) utilise une force propulsive continue, d'origine principalement électrothermique, avec une composante utilisant les forces électromagnétiques qui éjecte de l'hydrogène ou de l'hélium ionisé. L'appareil fait intensivement appel aux champs électromagnétiques variables (sans électrodes), à travers une série de plusieurs "cellules magnétiques". À vitesse maximale (Escape Mode, pour s'extraire de la gravité planétaire), VASIMR doit être capable d'assurer une poussée continue -quoique temporaire- de 500 newtons avec une impulsion spécifique de 6 000 secondes. À vitesse de croisière (Cruise Mode, entre deux planètes) VASIMR doit donner continuellement une poussée de 50 newtons sous l'impulsion spécifique record de 30 000 secondes. Voir l'article VASIMR.
PMWAC (Propagating Magnetic Wave Plasma Accelerator)[6] ou IDA (Inductive Plasma Accelerator)[7] : Propulseur à induction par onde magnétique (sans électrode). De multiples solénoïdes sont placées en série les uns à la suite des autres autour d'une tuyère cylindrique, à l'intérieur de laquelle ils génèrent un champ magnétique axial. Ce champ est d'abord uniforme, il magnétise le plasma qui se retrouve accessoirement confiné loin de la paroi. Les solénoïdes subissent ensuite individuellement une élévation impulsionnelle du courant électrique les parcourant. Cette impulsion électrique est distribuée dans chaque solénoïde avec la même amplitude mais en déphasage par rapport au solénoïde précédent, de telle sorte qu'une onde magnétique péristaltique se met à parcourir l'intérieur du tube. Le plasma est accéléré en suivant cette onde, entraîné par le pincement des lignes de champ générant une hausse localisée de la pression magnétique (le plasma est diamagnétique et fuit les régions où le champ magnétique est élevé), et expulsé par les forces de Lorentz, générées par l'interaction du champ magnétique axial avec les courant azimutaux qu'il induit dans le plasma du fait de l'élévation rapide de son intensité. Ces forces de Lorentz ont en effet à la fois une composante centripète (confinante) et axiale (propulsive). Un propulseur à onde magnétique de 5 mètres de long et d'une puissance de 2 MW propulse un plasma à la vitesse de 300 km/s (Isp = 30 000 s) et une poussée record de 4 000 newtons. Une version de 25 mètres et 20 MW à la même poussée offre une vitesse d'éjection record de 1 000 km/s (Isp d'un million de secondes)[8].
Propulsion maritime
Les premières études sur la propulsion MHD en milieu océanique datent de la fin des années 1950 aux États-Unis[9]. En 1958, l'ingénieur Stewart Way, du département R&D de Westinghouse à Pittsburgh, publie un premier rapport officiel[10] sur le sujet. En 1961, Warren A. Rice dépose le premier brevet[11], en parallèle aux travaux des américains James B. Friauf[12] et O. M. Phillips[13]. Un second rapport de Stewart Way[14] est publié en 1964 par l'ASME (American Society of Mechanical Engineers). En 1966, S. Way teste avec succès le premier modèle-réduit de submersible à propulsion MHD muni de deux électrodes, long de 3 mètres et pesant 400 kilos, dans la baie de Santa Barbara en Californie. Ces recherches sont stoppées durant la décennie suivante, à cause de l'impossibilité de fabriquer les bobines produisant de très forts champs magnétiques nécessaires à un rendement MHD correct. Les Soviétiques continuent cependant les recherches militaires sur la propulsion MHD des sous-marins, afin de rendre ceux-ci silencieux et donc furtifs.

La disponibilité d'électroaimants supraconducteurs, capables de produire les champs magnétiques nécessaires (plusieurs teslas), relance ensuite ces études. Aux USA, celles-ci sont destinées en priorité aux submersibles de l'US Navy[15]. Dans les années 1990, l'Université de Pennsylvanie mène des expériences au FBNML (Francis Bitter National Magnet Laboratory) du MIT (Massachusetts Institute of Technology) en circuit fermé une configuration hélicoïdale, et obtient des vitesses d'écoulement de 3,7 mètres par seconde et un rendement de 10 % avec un champ magnétique de 8 teslas[16]. En parallèle à ces recherches universitaires, l'US Navy ne commente pas les éventuelles réalisations effectives, mais publie à la même époque plusieurs brevets[17] décrivant des sous-marins à propulsion MHD et à diminution de la traînée par contrôle de la couche limite en poupe.

Les Japonais mènent des recherches civiles sur la propulsion MHD depuis les années 1970. L'université de la marine marchande de Kobé réalise en 1976, sous la direction du physicien Yoshiro Saji, une première maquette suivie d'une seconde de 3,6 mètres de long pesant 700 kilos en 1979, et envisage à cette époque la future construction d'un brise-glace sans hélices propulsé par MHD[18]. Le premier véritable navire à propulsion MHD, le Yamato 1 (utilisant 12 accélérateurs linéaires de Faraday) navigue pour la première fois en 1992.

La Chine teste également à la fin des années 1990 un prototype de bateau à propulseur MHD hélicoïdal muni d'un électroaimant de 5 teslas, le HEMS-1[19], et entreprend un partenariat avec le Japon pour tester la propulsion MHD en laboratoire avec des champs magnétiques de grande intensité (15 teslas)[20].

En France, le physicien Jean-Pierre Petit du CNRS réalise, à l'IMFM (Institut de Mécanique des Fluides de Marseille) en 1976, l'annihilation de la vague d'étrave et de la turbulence de sillage autour d'un profil cylindrique, immergé dans un courant d'eau acidulée dans un champ magnétique de 4 teslas, par les forces de Lorentz en écoulement externe[21]. Dans les années 1990, la Marine nationale passe un contrat avec l'Université Grenoble-1, afin d'effectuer au LEGI (Laboratoire des écoulements géophysiques et industriels) une veille technologique sur la propulsion MHD.

Propulsion atmosphérique
L'action MHD sur l'air est aussi possible si cet air est rendu conducteur de l'électricité, par une ionisation qui le transforme en plasma.

Les applications propulsives de la MHD-gaz en milieu atmosphérique visent à vaincre le mur de la chaleur à vitesse hypersonique. Diverses études sont concernées, par ordre de difficulté technique croissant :

Rentrée atmosphérique à bouclier MHD sur les capsules spatiales
Contrôle de l'écoulement interne pour les moteurs à réaction (pontage MHD)
Contrôle de l'écoulement externe : réduction des ondes de choc, des traînées de frottement, de sillage et d'onde
Propulsion électromagnétique par poussée MHD
Ce cas particulier de la magnétohydrodynamique appliquée au milieu atmosphérique est la magnétoaérodynamique (MAD).

Armes
Canons à plasma
Certains canons électromagnétiques accélèrent un plasma par les forces de Lorentz, soit pour la propulsion directe des particules chargées à vitesse relativiste, soit pour la poussée d'un obus matériel :

Canon à rails (railgun) où une feuille d'aluminium est sublimée et transformée en plasma lors du passage du courant.
Canon à plasmoïde autoconfiné (créé par Andreï Sakharov dans les années 1950) utilisant la puissance d'un explosif comprimant le champ magnétique (générateur magnéto-cumulatif)[22].



Controverse:



Le spécialiste en MHD Jean-Pierre Petit (directeur de recherche au CNRS aujourd'hui à la retraite) défend la thèse invérifiable selon laquelle les militaires américains (et, dans une moindre mesure, les militaires russes) disposeraient d'engins exploitant la MHD-liquide depuis les années 1980 avec des submersibles et des torpilles MHD hypervéloces ; et la MHD-gaz depuis les années 1990 avec des aéronefs secrets hypersoniques : avion espion Aurora (à turboréacteurs conventionnels associés à un pontage MHD pariétal), bombardier antipodal issu du programme B-2 (à contrôle MHD de l'écoulement), drone discoïdal à propulsion MHD. Sans preuves tangibles, cette hypothèse ne peut être prise au sérieux.


Référence techno-science. :study:


:flower:

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Dernière édition par le Mer 23 Mai 2007, 19:43, édité 2 fois
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loupe Re: Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique

Mer 23 Mai 2007, 19:35
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Dans un moteur électrique, l'énergie est fournie par une source de puissance électrique (panneaux solaires, générateur électronucléaire) et le « fluide propulsif » est constitué d'atomes électrisés (ions, par exemple de Xénon) que l'on accélère au moyen de champs électriques, magnétiques ou électromagnétiques. Il est possible de porter ces ions à des vitesses d'éjection 10 à 30 fois plus importantes que les molécules des moteurs précédents, ce qui entraîne une consommation réduite dans le même rapport (impulsion spécifique de 4 500 à 12 000 s, voire plus). Différents modes de réalisation ont fait l'objet de travaux depuis le début de l'ère spatiale, et certains connaissent des applications opérationnelles. Mais jusqu'à présent la poussée de ces moteurs reste très faible, dans la gamme de 0,1 à 1 Newton (10 à 100 g-force)… Impossible de propulser un vaisseau de 50 tonnes avec une telle poussée, même en prenant son temps ! Il faudrait au moins 100 fois plus, de l'ordre de 100 Newton. Or, multiplier par 100 la poussée conduit, c'est multiplier par 10 000 la puissance électrique à fournir au moteur, c'est-à-dire, grosso modo, à passer du kW à 10 000 kW (10 mégawatt) !

Projet de sonde martienne à propulsion nucléoélectrique © NASA
Avec des panneaux solaires, il faudrait une surface de 5 hectares, représentant une masse de 100 tonnes… Irréaliste. La solution, c'est un générateur électronucléaire, un petit réacteur qui chauffe un gaz servant à entraîner un turboalternateur. Seulement, pour dissiper la chaleur en excès on doit utiliser un radiateur, d'immenses plaques dans lesquelles serpente le fluide après son passage dans la turbine et qui rayonnent face au vide. Et pour les puissances dont on parle, ces panneaux seront très grands, donc lourds. Pour une sonde automatique, telle que représentée ici, on serait capable aujourd'hui de construire un générateur de la gamme 100 kW ayant une masse de 2,5 tonnes, soit 40 kW par tonne. La simple extrapolation à un vaisseau habité martien de 10 000 kW conduirait à une masse de 250 tonnes : beaucoup trop ! Il va falloir viser 200 kW par tonne, ce qui passe par la maîtrise de technologies telles que : turbine à température élevée, radiateur en carbone, rendement de la turbine et de l'alternateur élevés, alternateur supraconducteur… Un sérieux défi !


Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique - Page 2 1179941936





Schéma d'un moteur ionique



Nous ne décrirons pas tous les modes de réalisation possibles. A vrai dire, pour l'application du voyage martien, où l'on vise à avoir à la fois une faible consommation et une « forte » poussée, trois types retiennent l'attention : le moteur ionique (voir schéma), le moteur Magnéto Plasma Dynamique (MPD) et le moteur « VASIMR », apparu plus récemment.
Dans un moteur ionique, le fluide propulsif, par exemple du Xénon, est ionisé par des décharges d'électrons. Les ions ainsi produits sont ensuite accélérés par un champ électrique établi entre deux grilles parallèles. Afin de ne pas charger progressivement le vaisseau, il faut enfin neutraliser la charge électrique du jet de matière en y réinjectant des électrons. Ce type de moteur a fait ses preuves récemment sur la sonde interplanétaire Deep Space 1, avec une puissance maximale de 2,5 kW et une impulsion spécifique de 3 000 s. Les travaux actuels visent à augmenter les puissances et l'impulsion spécifique (6 000 à 9 000 s). Un problème majeur, lorsqu'on augmente la puissance, est la durée de vie de certains éléments du moteur.
Dans un moteur MPD, le fluide est également ionisé par décharge, mais accéléré par l'effet d'un champ magnétique. Les travaux de pointe portent actuellement sur des prototypes de 1 mégawatt développant une impulsion spécifique de 9 000 s. Là également, des difficultés d'usure restent à surmonter.

Cliquez pour agrandir
Le VASIMR, développé par le physicien et astronaute Franklin Chang-Diaz, s'affranchit des limitations du moteur chimique (restreint en apport d'énergie) et du moteur nucléothermique (restreint en température par la tenue des matériaux). A l'aide de micro-ondes, on produit un plasma (mélange d'ions et d'électrons) à très haute température. Ce plasma est confiné et éjecté dans une « bouteille magnétique », évitant ainsi le contact du plasma avec les parois du moteur. L'impulsion spécifique pourrait atteindre 30 000 s (12 000, selon certains spécialistes de la physique des plasmas). On peut de plus faire varier (en sens inverse) poussée et impulsion spécifique. Cela permet de minimiser les pertes par gravité au voisinage des planètes, en fonctionnant à poussée maximale, tout en minimisant la consommation pendant les phases de croisière (fonctionnement à impulsion spécifique maximale). Un long travail reste cependant à mener, avec deux objectifs majeurs : un rendement énergétique du moteur (pourcentage de conversion de l'énergie électrique en énergie cinétique dans le jet) de 40 à 50 %, et une puissance spécifique du générateur d'au moins 200 kW/tonne.

Le moteur Vasmir © Nasa
Si ce concept tient ses promesses, ou si l'on parvient à extrapoler en puissance l'ionique ou le MPD, on divisera par 2 la durée des trajets (3 mois au lieu de 6) et de par 4 la durée de mission (7 mois au lieu de 30).
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loupe Re: Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique

Jeu 28 Juin 2007, 00:47
@asgarde1 a écrit:il ont pas pue conce voire lidee qu'un etre humain voyage a la vitesse de la lumiere cause des globulle present dans le sang fait en sorte quil est impossible de voyager a la vitesse de la lumiere

Ca c'est pas à cause des globules qu'on ne peut pas dépasser la vitesse de la lumière. C'est simplement issu de la théorie de la relativité si je ne m'abuse... Maintenant ca reste une théorie valable jusqu'à la prochaine découverte...
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loupe Re: Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique

Sam 30 Juin 2007, 22:57
:flower:


Bonsoir Philippe..!!


Oui hélas,tu as parfaitement raison et ta remarque
est pleine de bon sens...!!

Effectivement,pour l'anti-matiére sur Jupiter,
c'est vraiment incohérent et utopique. Laughing

Les torpilles MHD demanderaient tellement d'énergie pour obtenir
les vitesses précitées,
que celà est totalement ridicule pour n'importe quel ingénieur..!

Par contre,il faut savoir que les "SKALES",torpilles russes,
sont des torpilles dont la propulsion et la pénétration
sont basées sur la cavitation.

Mais c'est un autre sujet en technologie...!!!

Hélas,certains individus, peu aux faits des technologies de pointe,
croient bétement sans savoir....!!
C'est hélas, le gros probléme de l'ufologie. Rolling Eyes

Cordialement.


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loupe Re: Les applications MHD sujet unique sur le magnétohydrodynamique

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