Propulsion MHD !

[invitebd2b1648]

Salut à tous !

Je me demandais où on en était avec le concept de propulsion MHD (magnétohydrodynamique) si je me souviens bien, on pouvait obtenir une Isp élevée, je me demandais si un réacteur MHD pouvait décoller de la Terre en remplaçant la propulsion chimique ?

Sinon, j'ai entendu dire que la technologie MHD pouvait supprimer les turbulences sur un profilé en faisant glisser l'air sur la structure, alors j'ai eu une petite idée : Pourquoi ne pas employer l'EHD (électrohydrodynamique) sur les fusées, le principe me direz-vous, c'est assez simple, on ionise l'air avec une haute tension et faible intensité, et du même coup on propulse le plasma par la forme du champ électrique vers le bas, çà fournit un surplus de propulsion, et çà supprime les frottements de l'air d'où un gain conséquent de carburant et on sait tous que le coco consommé dans la phase de l'extraction de l'atmosphère est critique, autre avantage c'est écologique, c'est le principe de la fusée électrique !

Inconvénient : le lancement de la fusée ne peut pas se faire par temps orageux !

Cordialement,
-----

[invitebd2b1648]

Salut à tous !

Je me demandais quelle était la consommation de coco pour dépasser Max Q ?

[Fred des montagnes]

Salut à tous !

Je me demandais où on en était avec le concept de propulsion MHD (magnétohydrodynamique) si je me souviens bien, on pouvait obtenir une Isp élevée, je me demandais si un réacteur MHD pouvait décoller de la Terre en remplaçant la propulsion chimique ?

Salut,

Je ne pense pas, la MHD se base sur le même principe que le moteur à courant continu. On pourrait (à mon avis) utilisé le même modèle équivalant, sauf que la résistance de l'enroulement (constitué par un gaz ionisé) serait très grande. Et comme les pertes dépendent du carré de cette résistance, on obtiendrait un mauvais moteur à courant continu.

Sinon, j'ai entendu dire que la technologie MHD pouvait supprimer les turbulences sur un profilé en faisant glisser l'air sur la structure, alors j'ai eu une petite idée : Pourquoi ne pas employer l'EHD (électrohydrodynamique) sur les fusées, le principe me direz-vous, c'est assez simple, on ionise l'air avec une haute tension et faible intensité, et du même coup on propulse le plasma par la forme du champ électrique vers le bas, çà fournit un surplus de propulsion, et çà supprime les frottements de l'air...

C'est le principe du moteur ionique (en tout cas de certains) http://fr.wikipedia.org/wiki/Propulsion_ionique. Mais on obtient que quelques dizaines de newtons au mieux, à moins d'avoir quelques centrales nucléaires à prendre avec...

d'où un gain conséquent de carburant et on sait tous que le coco consommé dans la phase de l'extraction de l'atmosphère est critique, autre avantage c'est écologique, c'est le principe de la fusée électrique !

Inconvénient : le lancement de la fusée ne peut pas se faire par temps orageux !

Cordialement,

A mon avis le gain sur les frottements de l'air sont négligeables par ce principe. La plus grosse partie de l'énergie consommée est partagée entre l'énergie potentielle et l'énergie cinétique.

Et au niveau écologique, je suis pas sur que la fusée électrique soit mieux. Surtout vis-à-vis des puissances et des énergies en jeu.. Et c'est surtout irréaliste à moyen terme. On a déjà de la peine à stocker de l'énergie électrique pour une voiture, alors une fusée!!

[invitebba55d79]

sauf que la résistance de l'enroulement (constitué par un gaz ionisé) serait très grande. Et comme les pertes dépendent du carré de cette résistance, on obtiendrait un mauvais moteur à courant continu.

C'est plus compliqué que ça, car les pertes par effet joule augmentent la température du gaz, donc l'ionisation, donc diminuent la résistance électrique du plasma... A très haute température un plasma devient quasiment supraconducteur. Ensuite il faut bien comprendre que les intensités électriques à faire passer dans l'air sont très faibles : avec seulement 10mA par centimètre carré de courant volumique et 10T de champ magnétique on obtient une force volumique d'une tonne par mètre cube ! de quoi transmettre à l'air une accélération de presque 1000g. Rien à voir avec les bobines des moteurs électriques qui passent des ampères par mm^2 de cable.

C'est le principe du moteur ionique (en tout cas de certains) http://fr.wikipedia.org/wiki/Propulsion_ionique. Mais on obtient que quelques dizaines de newtons au mieux, à moins d'avoir quelques centrales nucléaires à prendre avec...

Alors là je vois pas trop le rapport ! un moteur ionique vise à éjecter très peu de matière et à grande vitesse pour le spatial, alors que la technologie de contrôle d'écoulement évoquée sert à prévenir la turbulence et à réduire la trainée de frottement d'un objet se déplaçant dans l'air...

Le vrai problème de la propulsion MHD, c'est la puissance électrique. Pour que ce genre de système soit envisageable en propulsion, il faut des puissances électriques énormes, pour ioniser le gaz, et ensuite l'éjecter.
Utiliser un générateur MHD à la sortie d'un moteur fusée pour produire beaucoup de courant et alimenter ce genre de système serait intéressant, et une partie non négligeable de poussée supplémentaire pourrait même être obtenue. Mais aujourd'hui cette technologie est loin d'être mature, les générateurs souffrent du fait que les électrodes ne résistent pas aux températures, et certaines instabilités plasmas nuisent à leur fonctionnement (instabilité Vélikov). Les systèmes de génération de flux par des actionneurs MHD ou EHD ont un rendement encore très mauvais (au mieux 5%), et ne dépassent pas des vitesses d'écoulement de quelques dizaines de mètres par seconde alors qu'il faudrait quelques centaines de m/s pour des applications aérospatiales.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Fred des montagnes]

C'est plus compliqué que ça, car les pertes par effet joule augmentent la température du gaz, donc l'ionisation, donc diminuent la résistance électrique du plasma... A très haute température un plasma devient quasiment supraconducteur. Ensuite il faut bien comprendre que les intensités électriques à faire passer dans l'air sont très faibles : avec seulement 10mA par centimètre carré de courant volumique et 10T de champ magnétique on obtient une force volumique d'une tonne par mètre cube ! de quoi transmettre à l'air une accélération de presque 1000g. Rien à voir avec les bobines des moteurs électriques qui passent des ampères par mm^2 de cable.

J'avais pas pensé à ça (augmentation de la température).. effectivement, il faudrait calculer le rendement en fonction de la résistivité du conducteur et de la densité de courant. Par contre le pense pas que 10 Tesla soit atteignable en continu et en embarqué.

Alors là je vois pas trop le rapport ! un moteur ionique vise à éjecter très peu de matière et à grande vitesse pour le spatial, alors que la technologie de contrôle d'écoulement évoquée sert à prévenir la turbulence et à réduire la trainée de frottement d'un objet se déplaçant dans l'air...

Je parlais du principe d'accélérer des charge par effet éléctro-statique... Pour prévenir les turbulence, peut-être qu'on gagne de travailler sur le revêtement (il y a eu des études sur des revêtements ressemblant à la peau de requins). Mais je sais pas si c'est significatif dans ce cas la.

[Carcharodon]

et çà supprime les frottements de l'air d'où un gain conséquent de carburant et on sait tous que le coco consommé dans la phase de l'extraction de l'atmosphère est critique

pas critique du tout, c'est moins de 5% du total
donc remplacer 5% de carburant par une pseudo usine a gaz MHD ne présente aucun intérêt dans ce but.

Je me demandais quelle était la consommation de coco pour dépasser Max Q ?

Max Q est le moment ou l'engin spatial rencontre la plus grande resistance aérodynamique.
la valeur de Max Q dépend donc de la forme et de la surface de l'engin.
Max Q est un moment précis dans le vol, pour l'atteindre, il a fallu que l'engin accélère auparavant et s'élève dans les couches atmosphériques.
Max Q en lui même n'est qu'un problème tout a fait mineur dans un vol spatial, et la resistance occasionnée par le frottement atmosphérique, je le repète, n'occasionne qu'une consommation de 5% supplémentaire pendant tout la phase de mise en orbite.
ce qui coute le plus cher, c'est d'atteindre 7.5kms.
Max Q reste un simple détail de stress structurel ponctuel.