什么是磁流体动力驱动(Magnetohydrodynamic Drive)？

磁流体动力（MHD）驱动器是一种没有运动部件的发动机，它通过电磁场加速带电流体产生推力，这就是洛伦兹力，其在任何特定带电粒子上的大小（单位：牛顿）可通过将电场密度（单位：伏特/米）与粒子的瞬时速度（单位：m/s）相加，再乘以磁场密度（单位：...

磁流体动力（MHD）驱动器是一种没有运动部件的发动机，它通过电磁场加速带电流体产生推力，这就是洛伦兹力，其在任何特定带电粒子上的大小（单位：牛顿）可通过将电场密度（单位：伏特/米）与粒子的瞬时速度（单位：m/s）相加，再乘以磁场密度（单位：特斯拉），再乘以粒子在柱状物中的电荷，即可算出其大小（单位：牛顿）

科学家拿着烧杯，当电磁场强度增加时，磁流体动力驱动器的推力和比冲也会增加。洛伦兹力可用于以带电等离子体为流体介质的航天器推进，因此被称为磁等离子体动力学（MPD）推进器。实验样机已经在俄罗斯和日本的卫星上进行了测试。一般来说，磁流体力学是研究任何带电流体的科学学科。解释和预测带电流体的行为需要结合流体动力学的Navier-Stokes方程和Maxwell~s电磁方程，这意味着两组微分方程必须同时求解，这意味着计算量大，而且经常需要超级计算机，三菱为使用磁流体动力驱动的海船制造了原型，但这些原型的速度仅达到15公里/小时（9.3英里/小时），尽管预测为200公里/小时（124.3英里/小时）。由于缺少运动部件，磁流体动力发动机在原则上可以可靠、经济、高效、静音和机械优雅然而，由于他们的燃料来源是电力，而且我们仍然缺乏制造高功率密度燃料电池的廉价手段，使用磁流体驱动的船舶必须有一个重型的船上发电机，以燃烧柴油。如果氢燃料电池的成本在未来几年急剧上升，磁流体推进器可能会被证明是一种可行的推进器替代品。在航天器中，磁等离子体动力推进器需要相当大的功率（兆瓦）才能达到最佳性能。如今，即使是最强大的航天器发电机也只能提供几百千瓦的电能，这意味着MPD推进器仍然是未来的主要技术然而，MPD推进器的工作原理允许它们在足够的功率下拥有极高的比冲，是化学火箭比冲的20倍以上

发表于 2020-09-16 17:55
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分类：文化艺术

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