Magnetohydrodynamic 또는 MHD 드라이브는 전자기장에 배치하여 차량을 추진하기위한 이론적 솔루션입니다.
같은 극을 서로 마주 보면서 두 개의 자석을 놓으면 다른 하나를 향해 밀어 내면 두 번째는 격퇴됩니다. 어린 시절부터 자기의 기초가 우리에게 주입되었지만, 우리는 종종 그 의미와 잠재적 이점을 간과합니다. 예를 들어, 선박의 경우
기존의 관행에는 프로펠러 및 터빈과 같은 블레이드기구를 사용하여 움직일 수 있습니다. 자석과 전기만으로 배를 물로 움직일 수 있다고 말하면 어떻게 될까요? 비밀은 MHD 드라이브에 있습니다.
magneto-hydrodynamic drives (mhd drives)
이름은 꽤 입입니다!
그러나, 마그네토-수확량 역학 또는 MHD 드라이브는 전자기의 간단한 적용이다. 전도성 유체가 전기 및 자기장 모두에 적용될 때, 유체는 두 필드에 수직 인 운동을 경험합니다. 이것은 Lorentz의 힘으로 알려져 있으며 움직이는 구성 요소없이 움직임을 가져올 수 있습니다. 이 개념을 자세히 살펴 보겠습니다.
Lorentz 's Force &Fleming의 왼손 규칙
힘은 상호 수직 전기 및 자기장에 배치 된 하전 입자에 작용한다는 것이 밝혀졌다. 이 힘은 입자를 플레밍의 왼손 규칙에 의해 예측할 수있는 방향으로 밀어 넣습니다.
Fleming의 왼쪽 규칙은 3 차원 공간을 보여줍니다. 뻗은 엄지 손가락, 인덱스 및 가운데 손가락은 상호 수직 방향을 나타냅니다.
왼손잡이 및 오른쪽 규칙은 다양한 전자기 조건에서 변수 방향을 보여주는 데 효과적입니다 (사진 크레디트 :Pepermpron/Shutterstock)
자기장이 집게 손가락에 의해 결정되고 전기장이 가운데 손가락에 의해 결정된다고 가정하면 Lorentz의 힘은 엄지 손가락을 따라 작용합니다.
이 Lorentz 힘은 우리가 더 많이 보여줄 바와 같이 선박을 추진하는 데 사용될 수 있습니다.
MHD 드라이브는 전자기장의 존재하에 유체 전도성의 움직임에 기초합니다. (사진 크레딧 :Fouad A. Saad/Shutterstock)
MHD-Propelled 선박은 해수의 존재로 인해 유리하며, 이는 전기 및 자기력의 훌륭한 지휘자입니다. 그러나 기존의 선박은 물을``오버 ''항해합니다. 이로 인해 해수를 3 차 방향으로 추진력을 가져 오는 두 개의 상호 수직력 세트로 해수를 적용하는 것은 불가능합니다. 이것은 물이 배가 아닌 배를 통해 '통과하는'경우에만 가능할 것입니다.
해수 덕트는 선박의 선체에 내장되어 추진에 필요한 로렌츠의 힘을 창출합니다 (사진 신용 :mbarratt/wikimedia)
따라서 선박은 선박의 선체를 통해 물을 채널 화하는 물 덕트로 설계 될 수 있으며, 여기서 전기 및 자기장이 모두 나타납니다. 이 필드는 선박의 선체에 내장 된 강력한 전자기 및 초전도체를 통해 생성됩니다.
그들이 활성화되면 Lorentz의 힘은 선박의 바닷물을 밀어냅니다. 이 자석이 선박의 구조에 고정되어 있기 때문에 해수는 동등하고 반대의 힘을 주어 배를 앞으로 추진합니다.
MHD 드라이브는 움직이는 구성 요소가 없기 때문에 엄청나게 침묵하여 군용 응용 프로그램에 필수 불가능합니다 (사진 크레디트 :Artur Didyk/Shutterstock)
프로펠러 및 관련 이동 구성 요소를 제거하면 더 가벼운 선박이 생겨 마찰 손실이 줄어들어 본질적으로 효율성을 향상시킵니다. 이러한 MHD 드라이브의 또 다른 중요한 장점은 소음의 현저한 감소이며, 그렇지 않으면 광대 한 바다에서 선박을 쉽게 감지 할 수 있습니다. 배의 덕트를 통한 물의 움직임이 소음이 없기 때문에 이것은 스텔스 작업에 유용 할 수 있습니다.
그러나 이러한 장점의 대부분은 그러한 시스템의 단점에 의해 어두워집니다. MHD 드라이브에서 실행 된 테스트 차량은 대규모 배치를 실용적으로 만드는 몇 가지 문제를 보여주었습니다. 가장 일반적인 문제 중에는 대형 선박을 기능 속도로 추진하기에 충분히 강한 전자기장 생성입니다.
오랜 기간 동안 이러한 거대한 분야를 일관되게 생성하는 것은 매우 에너지 집약적 인 것으로 밝혀졌습니다. 이로 인해 MHD 드라이브로 구동되는 선박은 이론적 모델에서 약속 된 것보다 상당히 느린 것으로 밝혀졌습니다.
동시에, 임계 값을 넘어 자기장을 증가시키는 것은 전기장에 쇠약 한 영향을 미쳐 추력에 바람직하지 않은 변동을 가져 왔습니다. 강한 전자기장의 환경 영향도 의심됩니다. 이러한 이유로, 우리는 해양 추진의 주요 모드로서 MHD 드라이브로 진행할 수 없습니다.
대기의 상부 층에는 MHD 추진에 적합한 매체 인 혈장이 포함되어 있습니다 (사진 크레디트 :Fouad A. Saad/Shutterstock)
대기의 상부 층에서, 전기 대기적으로 하전 된 혈장 영역이 발견 될 수 있으며, 이는 우주선 추진에 사용될 수있다. 성공한 경우이 시스템은 부스터 로켓에 대한 의존성을 크게 줄여 우주선을 외부 대기로 보냅니다.
sum
움직이는 구성 요소가있는 기계는 마찰 손실에 대해서만 최적화 될 수 있습니다. 마찰 손실을 줄이는 전통적인 방법은 베어링 및 윤활제 사용을 포함합니다.
그러나 전자기는 움직이는 구성 요소를 완전히 제거하여 효율성을 향상시킬 수있는 큰 잠재력을 보여줍니다. 그러나 많은 최첨단 과학과 마찬가지로 시간 만이이 기술이 어떻게 진행되는지 알려줄 것입니다!
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