什么是磁流體動力驅動(Magnetohydrodynamic Drive)？

磁流體動力（MHD）驅動器是一種沒有運動部件的發動機，它通過電磁場加速帶電流體產生推力，這就是洛倫茲力，其在任何特定帶電粒子上的大小（單位：牛頓）可通過將電場密度（單位：伏特/米）與粒子的瞬時速度（單位：m/s）相加，再乘以磁場密度（單位：...

磁流體動力（MHD）驅動器是一種沒有運動部件的發動機，它通過電磁場加速帶電流體產生推力，這就是洛倫茲力，其在任何特定帶電粒子上的大小（單位：牛頓）可通過將電場密度（單位：伏特/米）與粒子的瞬時速度（單位：m/s）相加，再乘以磁場密度（單位：特斯拉），再乘以粒子在柱狀物中的電荷，即可算出其大小（單位：牛頓）

科學家拿著燒杯，當電磁場強度增加時，磁流體動力驅動器的推力和比沖也會增加。洛倫茲力可用于以帶電等離子體為流體介質的航天器推進，因此被稱為磁等離子體動力學（MPD）推進器。實驗樣機已經在俄羅斯和日本的衛星上進行了測試。一般來說，磁流體力學是研究任何帶電流體的科學學科。解釋和預測帶電流體的行為需要結合流體動力學的Navier-Stokes方程和Maxwell~s電磁方程，這意味著兩組微分方程必須同時求解，這意味著計算量大，而且經常需要超級計算機，三菱為使用磁流體動力驅動的海船制造了原型，但這些原型的速度僅達到15公里/小時（9.3英里/小時），盡管預測為200公里/小時（124.3英里/小時）。由于缺少運動部件，磁流體動力發動機在原則上可以可靠、經濟、高效、靜音和機械優雅然而，由于他們的燃料來源是電力，而且我們仍然缺乏制造高功率密度燃料電池的廉價手段，使用磁流體驅動的船舶必須有一個重型的船上發電機，以燃燒柴油。如果氫燃料電池的成本在未來幾年急劇上升，磁流體推進器可能會被證明是一種可行的推進器替代品。在航天器中，磁等離子體動力推進器需要相當大的功率（兆瓦）才能達到最佳性能。如今，即使是最強大的航天器發電機也只能提供幾百千瓦的電能，這意味著MPD推進器仍然是未來的主要技術然而，MPD推進器的工作原理允許它們在足夠的功率下擁有極高的比沖，是化學火箭比沖的20倍以上

發表于 2020-09-16 17:55
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分類：文化藝術

什么是磁流體動力驅動(Magnetohydrodynamic Drive)？

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