मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक ड्राइव: Difference between revisions

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[[File:Yamato1 1.jpg|thumb|[[यमातो 1]] [[कोबे]], जापान में प्रदर्शन पर। पहला पूर्ण पैमाने पर काम करने वाला MHD जहाज।]]एक मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक ड्राइव या एमएचडी त्वरक केवल [[विद्युत क्षेत्र]] और [[चुंबकीय क्षेत्र]] का उपयोग करने वाले वाहनों को चलाने के लिए विधि है, जिसमें [[ magnetohydrodynamics |magnetohydrodynamics]] के साथ [[विद्युत प्रतिरोधकता और चालकता]] प्रणोदक ([[[[तरल]]]] या [[गैस]]) को गति देने वाले भाग होते हैं। द्रव को पीछे की ओर निर्देशित किया जाता है और [[प्रतिक्रिया (भौतिकी)]] के रूप में, वाहन आगे बढ़ता है।<ref name="PopMech 1990">{{cite magazine
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}}</ref> कुछ बड़े पैमाने के समुद्री प्रोटोटाइप बनाए गए हैं, जो [[समुद्री जल]] की कम [[विद्युत]] चालकता द्वारा सीमित हैं। [[वर्तमान घनत्व]] में वृद्धि [[इलेक्ट्रोड]] के आसपास के क्षेत्र में [[जूल हीटिंग]] और पानी के [[ इलेक्ट्रोलीज़ ]] द्वारा सीमित है, और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत में वृद्धि विद्युत चुम्बकों की लागत, आकार और वजन (साथ ही तकनीकी सीमाओं) और उन्हें खिलाने के लिए उपलब्ध शक्ति द्वारा सीमित है।<ref name="PLOS">{{cite journal
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|bibcode=2017PhTea..55..460O}}</ref> 2023 में [[DARPA]] ने सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट का उपयोग करके एक समुद्री इंजन बनाने के लिए PUMP प्रोग्राम लॉन्च किया, जिसकी फील्ड स्ट्रेंथ 20 [[टेस्ला (यूनिट)]] तक पहुंचने की उम्मीद है।<ref>{{Cite web |last=Want |first=Brian |date=2023-05-25 |title=DARPA Works to Make A Practical Ultraquiet Superconducting Magnet Drive for Submarines {{!}} NextBigFuture.com |url=https://www.nextbigfuture.com/2023/05/darpa-works-to-make-a-practical-ultraquiet-superconducting-magnet-drive-for-submarines.html |access-date=2023-05-25 |language=en-US}}</ref>
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मजबूत तकनीकी सीमाएँ वायु-श्वास MHD प्रणोदन (जहाँ पृथ्वी का परिवेशी वातावरण आयनित है) पर लागू होती हैं जो अभी भी सैद्धांतिक अवधारणाओं और प्रारंभिक प्रयोगों तक सीमित है।<ref name="Popular Mechanics 1995">{{cite magazine
मजबूत तकनीकी सीमाएँ वायु-श्वास MHD प्रणोदन (जहाँ पृथ्वी का परिवेशी वातावरण आयनित है) पर लागू होती हैं जो अभी भी सैद्धांतिक अवधारणाओं और प्रारंभिक प्रयोगों तक सीमित है।<ref name="Popular Mechanics 1995">{{cite magazine
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  |url=https://northatlanticblog.wordpress.com/2015/03/30/what-is-the-russian-ayaks-aircraft/
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अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स का उपयोग करने वाले [[प्लाज्मा प्रणोदन इंजन]] का भी सक्रिय रूप से अध्ययन किया गया है जैसे कि विद्युत रूप से संचालित अंतरिक्ष यान प्रणोदन #विद्युत चुम्बकीय एक ही समय में उच्च [[जोर]] और उच्च [[विशिष्ट आवेग]] प्रदान करता है, और प्रणोदक [[रॉकेट इंजन]] की तुलना में अधिक समय तक चलेगा।<ref name="Choueiri 2009">{{cite magazine
अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स का उपयोग करने वाले [[प्लाज्मा प्रणोदन इंजन]] का भी सक्रिय रूप से अध्ययन किया गया है जैसे कि विद्युत रूप से संचालित अंतरिक्ष यान प्रणोदन #विद्युत चुम्बकीय ही समय में उच्च [[जोर]] और उच्च [[विशिष्ट आवेग]] प्रदान करता है, और प्रणोदक [[रॉकेट इंजन]] की तुलना में अधिक समय तक चलेगा।<ref name="Choueiri 2009">{{cite magazine
  |last1=Choueiri |first1=Edgar Y.
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  |title=New dawn of electric rocket
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|bibcode=2009SciAm.300b..58C
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== सिद्धांत ==
== सिद्धांत ==
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{{see also|Magnetohydrodynamic converter}}
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फ़ाइल: दाहिने हाथ का नियम क्रॉस उत्पाद F=J×B.svg|thumb|[[लोरेंत्ज़ बल]] के लिए दाहिने हाथ के नियम का चित्रण, एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ [[विद्युत प्रवाह]] का क्रॉस उत्पाद।
फ़ाइल: दाहिने हाथ का नियम क्रॉस उत्पाद F=J×B.svg|thumb|[[लोरेंत्ज़ बल]] के लिए दाहिने हाथ के नियम का चित्रण, चुंबकीय क्षेत्र के साथ [[विद्युत प्रवाह]] का क्रॉस उत्पाद।


कार्य सिद्धांत में लोरेंत्ज़ बल द्वारा एक विद्युत प्रवाहकीय द्रव (जो एक तरल या एक [[आयनीकरण]] गैस हो सकता है जिसे [[प्लाज्मा (भौतिकी)]] कहा जाता है) का त्वरण शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप एक विद्युत प्रवाह के क्रॉस उत्पाद (आवेश वाहक की गति एक द्वारा त्वरित होती है) विद्युत क्षेत्र दो इलेक्ट्रोड के बीच लागू होता है) एक लंबवत चुंबकीय क्षेत्र के साथ। लोरेंत्ज़ बल सभी [[आवेशित कण]]ों, धनात्मक और ऋणात्मक प्रजातियों (विपरीत दिशाओं में) को त्वरित करता है। यदि सकारात्मक या नकारात्मक प्रजातियों में से कोई भी हावी है तो वाहन को नेट चार्ज से विपरीत दिशा में गति में रखा जाता है।
कार्य सिद्धांत में लोरेंत्ज़ बल द्वारा विद्युत प्रवाहकीय द्रव (जो तरल या [[आयनीकरण]] गैस हो सकता है जिसे [[प्लाज्मा (भौतिकी)]] कहा जाता है) का त्वरण शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप विद्युत प्रवाह के क्रॉस उत्पाद (आवेश वाहक की गति द्वारा त्वरित होती है) विद्युत क्षेत्र दो इलेक्ट्रोड के बीच लागू होता है) लंबवत चुंबकीय क्षेत्र के साथ। लोरेंत्ज़ बल सभी [[आवेशित कण]]ों, धनात्मक और ऋणात्मक प्रजातियों (विपरीत दिशाओं में) को त्वरित करता है। यदि सकारात्मक या नकारात्मक प्रजातियों में से कोई भी हावी है तो वाहन को नेट चार्ज से विपरीत दिशा में गति में रखा जाता है।


यह एक [[[[बिजली]] पैदा करने वाला]] (अधिक सटीक रूप से एक [[रैखिक मोटर]]) के समान कार्य सिद्धांत है, सिवाय इसके कि एक MHD ड्राइव में, ठोस गतिमान [[ रोटर (बिजली) ]] को प्रोपेलेंट के रूप में सीधे तरल पदार्थ द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। जैसा कि सभी [[विद्युत चुंबकत्व]] उपकरणों के साथ होता है, एक MHD त्वरक उत्क्रमणीय होता है: यदि परिवेश कार्यशील द्रव अपेक्षाकृत चुंबकीय क्षेत्र की ओर बढ़ रहा है, तो विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण एक [[वोल्टेज]] को प्रेरित करता है जिसे इलेक्ट्रोड के साथ उपयोग किया जा सकता है: उपकरण तब बिना गतिमान भागों के [[विद्युत मोटर]] के रूप में कार्य करता है , आने वाले तरल पदार्थ की [[गतिज ऊर्जा]] को बिजली में बदलना, जिसे [[मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक जनरेटर]] कहा जाता है।
यह [[[[बिजली]] पैदा करने वाला]] (अधिक सटीक रूप से [[रैखिक मोटर]]) के समान कार्य सिद्धांत है, सिवाय इसके कि MHD ड्राइव में, ठोस गतिमान [[ रोटर (बिजली) |रोटर (बिजली)]] को प्रोपेलेंट के रूप में सीधे तरल पदार्थ द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। जैसा कि सभी [[विद्युत चुंबकत्व]] उपकरणों के साथ होता है, MHD त्वरक उत्क्रमणीय होता है: यदि परिवेश कार्यशील द्रव अपेक्षाकृत चुंबकीय क्षेत्र की ओर बढ़ रहा है, तो विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण [[वोल्टेज]] को प्रेरित करता है जिसे इलेक्ट्रोड के साथ उपयोग किया जा सकता है: उपकरण तब बिना गतिमान भागों के [[विद्युत मोटर]] के रूप में कार्य करता है , आने वाले तरल पदार्थ की [[गतिज ऊर्जा]] को बिजली में बदलना, जिसे [[मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक जनरेटर]] कहा जाता है।


[[File:MHD converters (generator and accelerator).svg|thumb|512px|क्रॉस-फील्ड मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक कन्वर्टर्स (खंडित इलेक्ट्रोड के साथ रैखिक फैराडे प्रकार)। ए: एमएचडी जनरेटर मोड। बी: एमएचडी त्वरक मोड। | केंद्र]]जैसा कि MHD कनवर्टर में लोरेंत्ज़ बल एक पृथक आवेशित कण पर और न ही ठोस विद्युत तारों में इलेक्ट्रॉनों पर कार्य करता है, लेकिन गति में एक निरंतर चार्ज घनत्व पर, यह एक वॉल्यूमेट्रिक (निकाय) बल है, प्रति इकाई आयतन पर एक बल:
[[File:MHD converters (generator and accelerator).svg|thumb|512px|क्रॉस-फील्ड मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक कन्वर्टर्स (खंडित इलेक्ट्रोड के साथ रैखिक फैराडे प्रकार)। ए: एमएचडी जनरेटर मोड। बी: एमएचडी त्वरक मोड। | केंद्र]]जैसा कि MHD कनवर्टर में लोरेंत्ज़ बल पृथक आवेशित कण पर और न ही ठोस विद्युत तारों में इलेक्ट्रॉनों पर कार्य करता है, लेकिन गति में निरंतर चार्ज घनत्व पर, यह वॉल्यूमेट्रिक (निकाय) बल है, प्रति इकाई आयतन पर बल:


:<math>\mathbf{f} = \rho \mathbf{E} + \mathbf{J} \times \mathbf{B}\,\!</math>
:<math>\mathbf{f} = \rho \mathbf{E} + \mathbf{J} \times \mathbf{B}\,\!</math>
जहाँ f ''बल घनत्व'' (बल प्रति इकाई आयतन), ''ρ'' आवेश घनत्व (चार्ज प्रति इकाई आयतन), E विद्युत क्षेत्र, J वर्तमान घनत्व (वर्तमान प्रति इकाई क्षेत्र) और B है चुंबकीय क्षेत्र।{{clarify|date=July 2020}}
जहाँ f ''बल घनत्व'' (बल प्रति इकाई आयतन), ''ρ'' आवेश घनत्व (चार्ज प्रति इकाई आयतन), E विद्युत क्षेत्र, J वर्तमान घनत्व (वर्तमान प्रति इकाई क्षेत्र) और B है चुंबकीय क्षेत्र।


== टाइपोलॉजी ==
== टाइपोलॉजी ==


एमएचडी थ्रस्टर्स को विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र संचालित करने के तरीके के अनुसार दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है:
एमएचडी थ्रस्टर्स को विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र संचालित करने के तरीके के अनुसार दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है:
* चालन उपकरण जब इलेक्ट्रोड के जोड़े के बीच एक लागू वोल्टेज के कारण द्रव में एक प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित होती है, चुंबकीय क्षेत्र स्थिर होता है।
* चालन उपकरण जब इलेक्ट्रोड के जोड़े के बीच लागू वोल्टेज के कारण द्रव में प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित होती है, चुंबकीय क्षेत्र स्थिर होता है।
* [[प्रत्यावर्ती धारा]]एँ जब प्रेरण उपकरण होती हैं, तो विद्युत चुम्बकीय प्रेरण एक तेजी से बदलते चुंबकीय क्षेत्र द्वारा, एड़ी धाराओं के रूप में होता है। इस मामले में किसी इलेक्ट्रोड की आवश्यकता नहीं है।
* [[प्रत्यावर्ती धारा]]एँ जब प्रेरण उपकरण होती हैं, तो विद्युत चुम्बकीय प्रेरण तेजी से बदलते चुंबकीय क्षेत्र द्वारा, एड़ी धाराओं के रूप में होता है। इस मामले में किसी इलेक्ट्रोड की आवश्यकता नहीं है।


चूंकि प्रेरण एमएचडी त्वरक इलेक्ट्रोडलेस होते हैं, वे चालन प्रणालियों (विशेष रूप से जौल हीटिंग, बुलबुले और इलेक्ट्रोलिसिस से [[ रिडॉक्स ]]) से संबंधित सामान्य मुद्दों को प्रदर्शित नहीं करते हैं, लेकिन संचालित करने के लिए अधिक तीव्र शिखर चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है। चूंकि इस तरह के थ्रस्टर्स के साथ सबसे बड़ा मुद्दा ऑन-बोर्ड उपलब्ध सीमित ऊर्जा है, इसलिए इंडक्शन एमएचडी ड्राइव को प्रयोगशाला से बाहर विकसित नहीं किया गया है।
चूंकि प्रेरण एमएचडी त्वरक इलेक्ट्रोडलेस होते हैं, वे चालन प्रणालियों (विशेष रूप से जौल हीटिंग, बुलबुले और इलेक्ट्रोलिसिस से [[ रिडॉक्स |रिडॉक्स]] ) से संबंधित सामान्य मुद्दों को प्रदर्शित नहीं करते हैं, लेकिन संचालित करने के लिए अधिक तीव्र शिखर चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है। चूंकि इस तरह के थ्रस्टर्स के साथ सबसे बड़ा मुद्दा ऑन-बोर्ड उपलब्ध सीमित ऊर्जा है, इसलिए इंडक्शन एमएचडी ड्राइव को प्रयोगशाला से बाहर विकसित नहीं किया गया है।


दोनों प्रणालियाँ दो मुख्य डिज़ाइनों के अनुसार काम कर रहे तरल पदार्थ को गति में रख सकती हैं:
दोनों प्रणालियाँ दो मुख्य डिज़ाइनों के अनुसार काम कर रहे तरल पदार्थ को गति में रख सकती हैं:
* आंतरिक प्रवाह जब ट्यूबलर या [[विंग]] के आकार के [[क्रॉस सेक्शन (ज्यामिति)]] | क्रॉस-सेक्शन के [[प्रोपेलिंग नोजल]] के भीतर तरल पदार्थ को तेज किया जाता है और वापस बाहर निकाला जाता है, MHD इंटरैक्शन पाइप के भीतर केंद्रित होता है (इसी तरह रॉकेट इंजन या [[जेट इंजिन]] के लिए) .
* आंतरिक प्रवाह जब ट्यूबलर या [[विंग]] के आकार के [[क्रॉस सेक्शन (ज्यामिति)]] | क्रॉस-सेक्शन के [[प्रोपेलिंग नोजल]] के भीतर तरल पदार्थ को तेज किया जाता है और वापस बाहर निकाला जाता है, MHD इंटरैक्शन पाइप के भीतर केंद्रित होता है (इसी तरह रॉकेट इंजन या [[जेट इंजिन]] के लिए) .
* बाहरी प्रवाह जब वाहन के पूरे गीले क्षेत्र के आसपास द्रव को तेज किया जाता है, तो वाहन के शरीर के चारों ओर फैले विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र। प्रणोदन बल खोल पर दबाव वितरण (एक पंख पर लिफ्ट (बल) के रूप में, या '' [[Paramecium]] '' जैसे [[सूक्ष्मजीव]]ों को उनके चारों ओर पानी ले जाने) के परिणामस्वरूप होता है।
* बाहरी प्रवाह जब वाहन के पूरे गीले क्षेत्र के आसपास द्रव को तेज किया जाता है, तो वाहन के शरीर के चारों ओर फैले विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र। प्रणोदन बल खोल पर दबाव वितरण (एक पंख पर लिफ्ट (बल) के रूप में, या ''[[Paramecium]]'' जैसे [[सूक्ष्मजीव]]ों को उनके चारों ओर पानी ले जाने) के परिणामस्वरूप होता है।
 
आंतरिक प्रवाह प्रणालियां MHD इंटरैक्शन को एक सीमित मात्रा में केंद्रित करती हैं, चुपके प्रौद्योगिकी # ध्वनिक विशेषताओं को संरक्षित करती हैं। इसके विपरीत बाहरी क्षेत्र प्रणालियों में उच्च दक्षता के साथ आसपास के पानी की मात्रा के बहुत बड़े विस्तार पर कार्य करने की क्षमता होती है और ड्रैग (भौतिकी) को कम करने की क्षमता होती है, जिससे दक्षता और भी बढ़ जाती है।<ref name="Way 1968">{{cite journal |last1=Way |first1=S. |date=1968 |title=कार्गो पनडुब्बियों के लिए विद्युत चुम्बकीय प्रणोदन|url=http://ayuba.fr/pdf/way1968.pdf |journal=Journal of Hydronautics |volume=2 |issue=2 |pages=49–57 |doi=10.2514/3.62773 |access-date=2018-04-04}}</ref>
 


आंतरिक प्रवाह प्रणालियां MHD इंटरैक्शन को सीमित मात्रा में केंद्रित करती हैं, चुपके प्रौद्योगिकी # ध्वनिक विशेषताओं को संरक्षित करती हैं। इसके विपरीत बाहरी क्षेत्र प्रणालियों में उच्च दक्षता के साथ आसपास के पानी की मात्रा के बहुत बड़े विस्तार पर कार्य करने की क्षमता होती है और ड्रैग (भौतिकी) को कम करने की क्षमता होती है, जिससे दक्षता और भी बढ़ जाती है।<ref name="Way 1968">{{cite journal |last1=Way |first1=S. |date=1968 |title=कार्गो पनडुब्बियों के लिए विद्युत चुम्बकीय प्रणोदन|url=http://ayuba.fr/pdf/way1968.pdf |journal=Journal of Hydronautics |volume=2 |issue=2 |pages=49–57 |doi=10.2514/3.62773 |access-date=2018-04-04}}</ref>
=== समुद्री प्रणोदन ===
=== समुद्री प्रणोदन ===
[[File:Magnetohydrodynamic drive tube.jpg|thumb|टोक्यो में शिप साइंस म्यूजियम में यमातो I के थ्रस्टर में एक ट्यूब के माध्यम से एक दृश्य। इलेक्ट्रोड प्लेटें ऊपर और नीचे दिखाई दे रही हैं।]]
[[File:Magnetohydrodynamic drive tube.jpg|thumb|टोक्यो में शिप साइंस म्यूजियम में यमातो I के थ्रस्टर में ट्यूब के माध्यम से दृश्य। इलेक्ट्रोड प्लेटें ऊपर और नीचे दिखाई दे रही हैं।]]
[[File:Magnetohydrodynamic drive.jpg|thumb|टोक्यो में शिप साइंस म्यूजियम में यमातो I से थ्रस्टर यूनिट के अंत का एक दृश्य।]]MHD में कोई हिलता हुआ भाग नहीं होता है, जिसका अर्थ है कि एक अच्छा डिज़ाइन मूक, विश्वसनीय और कुशल हो सकता है। इसके अतिरिक्त, MHD डिज़ाइन इंजन द्वारा सीधे संचालित [[प्रोपेलर]] के साथ [[पावरट्रेन]] के कई घिसाव और घर्षण को समाप्त करता है। इंजन द्वारा संचालित प्रोपेलर की तुलना में वर्तमान तकनीकों की समस्याओं में व्यय और धीमी गति शामिल है।<ref name="PLOS" /><ref name="TPT" />अतिरिक्त खर्च बड़े जनरेटर से होता है जिसे एक इंजन द्वारा संचालित किया जाना चाहिए। जब इंजन सीधे प्रोपेलर चलाता है तो इतने बड़े जनरेटर की आवश्यकता नहीं होती है।
[[File:Magnetohydrodynamic drive.jpg|thumb|टोक्यो में शिप साइंस म्यूजियम में यमातो I से थ्रस्टर यूनिट के अंत का दृश्य।]]MHD में कोई हिलता हुआ भाग नहीं होता है, जिसका अर्थ है कि अच्छा डिज़ाइन मूक, विश्वसनीय और कुशल हो सकता है। इसके अतिरिक्त, MHD डिज़ाइन इंजन द्वारा सीधे संचालित [[प्रोपेलर]] के साथ [[पावरट्रेन]] के कई घिसाव और घर्षण को समाप्त करता है। इंजन द्वारा संचालित प्रोपेलर की तुलना में वर्तमान तकनीकों की समस्याओं में व्यय और धीमी गति शामिल है।<ref name="PLOS" /><ref name="TPT" />अतिरिक्त खर्च बड़े जनरेटर से होता है जिसे इंजन द्वारा संचालित किया जाना चाहिए। जब इंजन सीधे प्रोपेलर चलाता है तो इतने बड़े जनरेटर की आवश्यकता नहीं होती है।


पहला प्रोटोटाइप, एक 3-मीटर (10-फीट) लंबी पनडुब्बी जिसे EMS-1 कहा जाता है, को 1966 में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता बारबरा में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर स्टीवर्ट वे द्वारा डिजाइन और परीक्षण किया गया था। वे, [[वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक (1886)]] में अपनी नौकरी से छुट्टी पर, अपने वरिष्ठ वर्ष स्नातक छात्रों को परिचालन इकाई बनाने के लिए सौंपा। यह MHD पनडुब्बी बैटरी पर संचालित होती है जो इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोमैग्नेट्स को शक्ति प्रदान करती है, जो 0.015 टेस्ला के चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करती है। सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के अनुसार, कैलिफोर्निया के सांता बारबरा की खाड़ी में परीक्षण के दौरान क्रूज की गति लगभग 0.4 मीटर प्रति सेकंड (15 इंच प्रति सेकंड) थी।<ref>{{cite magazine |title=साइलेंट रन करें, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रन करें|date=1966-09-23 |magazine=[[Time (magazine)|Time]] |url=http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,842848-1,00.html|archive-url=https://web.archive.org/web/20090114084102/http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,842848-1,00.html|url-status=dead|archive-date=January 14, 2009}}</ref><ref name="EMS-1 video">{{YouTube|id= RNMxlEfwdEc|title="EMS-1 electromagnetic submarine on US television (1966)"}}</ref><ref name="Way 1967b">{{cite conference |last1=Way |first1=S. |last2=Devlin |first2=C. |date=July 1967 |title=विद्युत चुम्बकीय पनडुब्बी के लिए संभावनाएँ|conference=AIAA 3rd Propulsion Joint Specialist Conference |location=Washington, D.C. |book-title=Paper 67-432}}</ref><ref name="Way 1968" />
पहला प्रोटोटाइप, 3-मीटर (10-फीट) लंबी पनडुब्बी जिसे EMS-1 कहा जाता है, को 1966 में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता बारबरा में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर स्टीवर्ट वे द्वारा डिजाइन और परीक्षण किया गया था। वे, [[वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक (1886)]] में अपनी नौकरी से छुट्टी पर, अपने वरिष्ठ वर्ष स्नातक छात्रों को परिचालन इकाई बनाने के लिए सौंपा। यह MHD पनडुब्बी बैटरी पर संचालित होती है जो इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोमैग्नेट्स को शक्ति प्रदान करती है, जो 0.015 टेस्ला के चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करती है। सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के अनुसार, कैलिफोर्निया के सांता बारबरा की खाड़ी में परीक्षण के दौरान क्रूज की गति लगभग 0.4 मीटर प्रति सेकंड (15 इंच प्रति सेकंड) थी।<ref>{{cite magazine |title=साइलेंट रन करें, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रन करें|date=1966-09-23 |magazine=[[Time (magazine)|Time]] |url=http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,842848-1,00.html|archive-url=https://web.archive.org/web/20090114084102/http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,842848-1,00.html|url-status=dead|archive-date=January 14, 2009}}</ref><ref name="EMS-1 video">{{YouTube|id= RNMxlEfwdEc|title="EMS-1 electromagnetic submarine on US television (1966)"}}</ref><ref name="Way 1967b">{{cite conference |last1=Way |first1=S. |last2=Devlin |first2=C. |date=July 1967 |title=विद्युत चुम्बकीय पनडुब्बी के लिए संभावनाएँ|conference=AIAA 3rd Propulsion Joint Specialist Conference |location=Washington, D.C. |book-title=Paper 67-432}}</ref><ref name="Way 1968" />


बाद में, एक जापानी प्रोटोटाइप, 3.6-मीटर लंबा ST-500, ने 1979 में 0.6 m/s तक की गति हासिल की।<ref name="ICEC">A. Iwata, Y. Saji and S. Sato, "Construction of Model Ship ST-500 with Superconducting Electromagnetic Thrust System", in Proceedings of the 8th International Cryogenic Engineering Conference (ICEC 8), edited by C. Rizzuto (IPC Science and Technology, 1980), pp. 775–784.</ref>
बाद में, जापानी प्रोटोटाइप, 3.6-मीटर लंबा ST-500, ने 1979 में 0.6 m/s तक की गति हासिल की।<ref name="ICEC">A. Iwata, Y. Saji and S. Sato, "Construction of Model Ship ST-500 with Superconducting Electromagnetic Thrust System", in Proceedings of the 8th International Cryogenic Engineering Conference (ICEC 8), edited by C. Rizzuto (IPC Science and Technology, 1980), pp. 775–784.</ref>
1991 में, दुनिया का पहला पूर्ण आकार का प्रोटोटाइप Yamato 1 [[जापान]] में शिप एंड ओशन फाउंडेशन (जिसे बाद में [[महासागर नीति अनुसंधान फाउंडेशन]] के रूप में जाना जाता है) द्वारा 6 साल के [[अनुसंधान और विकास]] (R&D) के बाद पूरा किया गया था। जहाज ने सफलतापूर्वक दस से अधिक यात्रियों के दल को {{convert|15|km/h|knot|abbr=on}} कोबे हार्बर में जून 1992 में।<ref name="PopSci 1992" /><ref name="BMESJ">{{cite journal
1991 में, दुनिया का पहला पूर्ण आकार का प्रोटोटाइप Yamato 1 [[जापान]] में शिप एंड ओशन फाउंडेशन (जिसे बाद में [[महासागर नीति अनुसंधान फाउंडेशन]] के रूप में जाना जाता है) द्वारा 6 साल के [[अनुसंधान और विकास]] (R&D) के बाद पूरा किया गया था। जहाज ने सफलतापूर्वक दस से अधिक यात्रियों के दल को {{convert|15|km/h|knot|abbr=on}} कोबे हार्बर में जून 1992 में।<ref name="PopSci 1992" /><ref name="BMESJ">{{cite journal
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=== विमान प्रणोदन ===
=== विमान प्रणोदन ===
{{see also|Flow control (fluid)}}
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==== निष्क्रिय प्रवाह नियंत्रण ====
==== निष्क्रिय प्रवाह नियंत्रण ====
वाहनों के चारों ओर [[हाइपरसोनिक गति]] के साथ प्लास्मा की बातचीत का पहला अध्ययन 1950 के दशक के उत्तरार्ध में हुआ, जिसमें एक नए प्रकार के वायुमंडलीय प्रविष्टि # उच्च गति वाले [[वायुमंडलीय प्रवेश]] के दौरान [[अंतरिक्ष कैप्सूल]] के लिए थर्मल सुरक्षा प्रणाली की अवधारणा थी। चूंकि कम दबाव वाली हवा इतनी अधिक गति और ऊंचाई पर स्वाभाविक रूप से आयनित होती है, इसलिए यह सोचा गया था कि एक चुंबकीय ढाल द्वारा वायुमंडलीय प्रविष्टि # एब्लेटिव को बदलने के लिए एक इलेक्ट्रोमैग्नेट द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव का उपयोग किया जाए। हाइपरसोनिक आयनित प्रवाह प्लाज्मा में एड़ी धाराओं को प्रेरित करते हुए, चुंबकीय क्षेत्र के साथ संपर्क करता है। वर्तमान चुंबकीय क्षेत्र के साथ मिलकर लोरेंत्ज़ बल देता है जो प्रवाह का विरोध करता है और वाहन के आगे बो शॉक (वायुगतिकीय) को अलग करता है, गर्मी के प्रवाह को कम करता है जो [[ठहराव बिंदु]] के पीछे हवा के क्रूर पुनर्संपीड़न के कारण होता है। इस तरह के निष्क्रिय [[प्रवाह नियंत्रण (द्रव)]] अध्ययन अभी भी चल रहे हैं, लेकिन एक बड़े पैमाने पर प्रदर्शक का निर्माण अभी बाकी है।<ref name="NASA reentry">{{cite report
वाहनों के चारों ओर [[हाइपरसोनिक गति]] के साथ प्लास्मा की बातचीत का पहला अध्ययन 1950 के दशक के उत्तरार्ध में हुआ, जिसमें नए प्रकार के वायुमंडलीय प्रविष्टि # उच्च गति वाले [[वायुमंडलीय प्रवेश]] के दौरान [[अंतरिक्ष कैप्सूल]] के लिए थर्मल सुरक्षा प्रणाली की अवधारणा थी। चूंकि कम दबाव वाली हवा इतनी अधिक गति और ऊंचाई पर स्वाभाविक रूप से आयनित होती है, इसलिए यह सोचा गया था कि चुंबकीय ढाल द्वारा वायुमंडलीय प्रविष्टि # एब्लेटिव को बदलने के लिए इलेक्ट्रोमैग्नेट द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव का उपयोग किया जाए। हाइपरसोनिक आयनित प्रवाह प्लाज्मा में एड़ी धाराओं को प्रेरित करते हुए, चुंबकीय क्षेत्र के साथ संपर्क करता है। वर्तमान चुंबकीय क्षेत्र के साथ मिलकर लोरेंत्ज़ बल देता है जो प्रवाह का विरोध करता है और वाहन के आगे बो शॉक (वायुगतिकीय) को अलग करता है, गर्मी के प्रवाह को कम करता है जो [[ठहराव बिंदु]] के पीछे हवा के क्रूर पुनर्संपीड़न के कारण होता है। इस तरह के निष्क्रिय [[प्रवाह नियंत्रण (द्रव)]] अध्ययन अभी भी चल रहे हैं, लेकिन बड़े पैमाने पर प्रदर्शक का निर्माण अभी बाकी है।<ref name="NASA reentry">{{cite report
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==== सक्रिय प्रवाह नियंत्रण ====
==== सक्रिय प्रवाह नियंत्रण ====
इसके विपरीत MHD बल क्षेत्रों द्वारा सक्रिय प्रवाह नियंत्रण में स्थानीय रूप से [[वायु प्रवाह]] को तेज या धीमा करने के लिए बलों की प्रत्यक्ष और अनिवार्य कार्रवाई शामिल है, इसके वेग, दिशा, दबाव, घर्षण, गर्मी प्रवाह मापदंडों को संशोधित करना, सामग्री और इंजनों को तनाव से बचाने के लिए , [[हाइपरसोनिक उड़ान]] की अनुमति देता है। यह मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स का एक क्षेत्र है जिसे मैग्नेटोगैसडायनामिक्स, मैग्नेटोएरोडायनामिक्स या मैग्नेटोप्लाज्मा एरोडायनामिक्स भी कहा जाता है, क्योंकि काम करने वाला द्रव हवा (तरल के बजाय एक गैस) है जो विद्युत प्रवाहकीय (एक प्लाज्मा) बनने के लिए आयनित होता है।
इसके विपरीत MHD बल क्षेत्रों द्वारा सक्रिय प्रवाह नियंत्रण में स्थानीय रूप से [[वायु प्रवाह]] को तेज या धीमा करने के लिए बलों की प्रत्यक्ष और अनिवार्य कार्रवाई शामिल है, इसके वेग, दिशा, दबाव, घर्षण, गर्मी प्रवाह मापदंडों को संशोधित करना, सामग्री और इंजनों को तनाव से बचाने के लिए , [[हाइपरसोनिक उड़ान]] की अनुमति देता है। यह मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स का क्षेत्र है जिसे मैग्नेटोगैसडायनामिक्स, मैग्नेटोएरोडायनामिक्स या मैग्नेटोप्लाज्मा एरोडायनामिक्स भी कहा जाता है, क्योंकि काम करने वाला द्रव हवा (तरल के बजाय गैस) है जो विद्युत प्रवाहकीय (एक प्लाज्मा) बनने के लिए आयनित होता है।


हवा का आयनीकरण उच्च ऊंचाई पर प्राप्त किया जाता है (पास्चेन के नियम के अनुसार वायुमंडलीय दबाव कम होने से हवा की विद्युत चालकता बढ़ जाती है) विभिन्न तकनीकों का उपयोग करते हुए: [[उच्च वोल्टेज]] [[इलेक्ट्रिक आर्क]], [[ आकाशवाणी आवृति ]] ([[माइक्रोवेव]]) इलेक्ट्रोमैग्नेटिक [[ चमक निर्वहन ]], [[ लेज़र ]], [[कैथोड रे]]|ई-बीम या बीटाट्रॉन , [[रेडियोधर्मी स्रोत]] ... प्रवाह में कम [[आयनीकरण ऊर्जा]] [[क्षार]] पदार्थों (जैसे [[सीज़ियम]]) के बोने के साथ या बिना।<ref name="Froning 1999">{{cite conference
हवा का आयनीकरण उच्च ऊंचाई पर प्राप्त किया जाता है (पास्चेन के नियम के अनुसार वायुमंडलीय दबाव कम होने से हवा की विद्युत चालकता बढ़ जाती है) विभिन्न तकनीकों का उपयोग करते हुए: [[उच्च वोल्टेज]] [[इलेक्ट्रिक आर्क]], [[ आकाशवाणी आवृति |आकाशवाणी आवृति]] ([[माइक्रोवेव]]) इलेक्ट्रोमैग्नेटिक [[ चमक निर्वहन |चमक निर्वहन]] , [[ लेज़र |लेज़र]] , [[कैथोड रे]]|ई-बीम या बीटाट्रॉन , [[रेडियोधर्मी स्रोत]] ... प्रवाह में कम [[आयनीकरण ऊर्जा]] [[क्षार]] पदार्थों (जैसे [[सीज़ियम]]) के बोने के साथ या बिना।<ref name="Froning 1999">{{cite conference
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[[एयरोनॉटिक्स]] पर लागू एमएचडी अध्ययन हाइपरसोनिक [[ फिक्स्ड-विंग विमान ]] के डोमेन को उच्च मैक शासनों तक विस्तारित करने का प्रयास करते हैं:
[[एयरोनॉटिक्स]] पर लागू एमएचडी अध्ययन हाइपरसोनिक [[ फिक्स्ड-विंग विमान |फिक्स्ड-विंग विमान]] के डोमेन को उच्च मैक शासनों तक विस्तारित करने का प्रयास करते हैं:
* लामिनार प्रवाह को अशांत होने से रोकने के लिए सीमा परत पर कार्रवाई।
* लामिनार प्रवाह को अशांत होने से रोकने के लिए सीमा परत पर कार्रवाई।
* थर्मल नियंत्रण और वेव ड्रैग और फॉर्म ड्रैग को कम करने के लिए शॉक वेव मिटिगेशन। कुछ सैद्धांतिक अध्ययनों से पता चलता है कि विमान के गीले क्षेत्र में हर जगह प्रवाह वेग को नियंत्रित किया जा सकता है, इसलिए पर्याप्त शक्ति का उपयोग करते समय शॉक वेव्स को पूरी तरह से रद्द किया जा सकता है।<ref name="Petit 1983">{{cite conference
* थर्मल नियंत्रण और वेव ड्रैग और फॉर्म ड्रैग को कम करने के लिए शॉक वेव मिटिगेशन। कुछ सैद्धांतिक अध्ययनों से पता चलता है कि विमान के गीले क्षेत्र में हर जगह प्रवाह वेग को नियंत्रित किया जा सकता है, इसलिए पर्याप्त शक्ति का उपयोग करते समय शॉक वेव्स को पूरी तरह से रद्द किया जा सकता है।<ref name="Petit 1983">{{cite conference
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रूसी परियोजना [[ ajax ]] (अजाक्स) एमएचडी-नियंत्रित हाइपरसोनिक विमान अवधारणा का एक उदाहरण है।<ref name="NAB" />हाइपरसोनिक एमएचडी बायपास प्रणाली, [[हाइपरसोनिक वाहन इलेक्ट्रिक पावर सिस्टम]] (एचवीईपीएस) को डिजाइन करने के लिए एक अमेरिकी कार्यक्रम भी मौजूद है। यूएस [[ वायु सेना अनुसंधान प्रयोगशाला ]] द्वारा प्रायोजित [[ सामान्य परमाणु ]] और टेनेसी [[टेनेसी अंतरिक्ष संस्थान विश्वविद्यालय]] द्वारा विकास के तहत 2017 में एक कामकाजी प्रोटोटाइप पूरा किया गया था।<ref name="General Atomics">{{cite web
रूसी परियोजना [[ ajax |ajax]] (अजाक्स) एमएचडी-नियंत्रित हाइपरसोनिक विमान अवधारणा का उदाहरण है।<ref name="NAB" />हाइपरसोनिक एमएचडी बायपास प्रणाली, [[हाइपरसोनिक वाहन इलेक्ट्रिक पावर सिस्टम]] (एचवीईपीएस) को डिजाइन करने के लिए अमेरिकी कार्यक्रम भी मौजूद है। यूएस [[ वायु सेना अनुसंधान प्रयोगशाला |वायु सेना अनुसंधान प्रयोगशाला]] द्वारा प्रायोजित [[ सामान्य परमाणु |सामान्य परमाणु]] और टेनेसी [[टेनेसी अंतरिक्ष संस्थान विश्वविद्यालय]] द्वारा विकास के तहत 2017 में कामकाजी प्रोटोटाइप पूरा किया गया था।<ref name="General Atomics">{{cite web
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  |date=21 March 2017
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}}</ref> इन परियोजनाओं का उद्देश्य उच्च गति वाले वाहनों की एक नई पीढ़ी के लिए MHD त्वरक खिलाने वाले MHD जनरेटर विकसित करना है। इस तरह के MHD बाईपास सिस्टम को अक्सर एक [[ scramjet ]] इंजन के आसपास डिजाइन किया जाता है, लेकिन [[टर्बोजेट]] को डिजाइन करना आसान भी माना जाता है,<ref name="Adamovich 2003">{{cite conference
}}</ref> इन परियोजनाओं का उद्देश्य उच्च गति वाले वाहनों की नई पीढ़ी के लिए MHD त्वरक खिलाने वाले MHD जनरेटर विकसित करना है। इस तरह के MHD बाईपास सिस्टम को अक्सर [[ scramjet |scramjet]] इंजन के आसपास डिजाइन किया जाता है, लेकिन [[टर्बोजेट]] को डिजाइन करना आसान भी माना जाता है,<ref name="Adamovich 2003">{{cite conference
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इस तरह के अध्ययनों में मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स के एक क्षेत्र को शामिल किया गया है # [[चुंबकीय रेनॉल्ड्स संख्या]] ≪ 1 के साथ गैर-तापीय प्लाज्मा # आयनीकरण की एयरोस्पेस डिग्री # भौतिकी उपयोग गैसों के साथ आदर्श और प्रतिरोधी एमएचडी, तरल पदार्थों में एमएचडी की तुलना में प्रदर्शनकारियों के विकास को और अधिक कठिन बना देता है। चुंबकीय क्षेत्रों के साथ शीत प्लास्मा महत्वपूर्ण हॉल पैरामीटर पर होने वाली [[इलेक्ट्रोथर्मल अस्थिरता]] के अधीन हैं, जो पूर्ण पैमाने पर विकास को कठिन बनाता है।<ref name="Park 2007">{{cite journal
इस तरह के अध्ययनों में मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स के क्षेत्र को शामिल किया गया है, [[चुंबकीय रेनॉल्ड्स संख्या]] ≪ 1 के साथ गैर-तापीय प्लाज्मा # आयनीकरण की एयरोस्पेस डिग्री # भौतिकी उपयोग गैसों के साथ आदर्श और प्रतिरोधी एमएचडी, तरल पदार्थों में एमएचडी की तुलना में प्रदर्शनकारियों के विकास को और अधिक कठिन बना देता है। चुंबकीय क्षेत्रों के साथ शीत प्लास्मा महत्वपूर्ण हॉल पैरामीटर पर होने वाली [[इलेक्ट्रोथर्मल अस्थिरता]] के अधीन हैं, जो पूर्ण पैमाने पर विकास को कठिन बनाता है।<ref name="Park 2007">{{cite journal
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==== संभावनाएं ====
==== संभावनाएं ====
MHD प्रणोदन को समुद्री और अंतरिक्ष जहाजों दोनों के लिए मुख्य प्रणोदन प्रणाली माना गया है क्योंकि पानी में ([[उछाल]] के कारण) और न ही अंतरिक्ष में ([[भारहीनता]] के कारण) पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का मुकाबला [[कोन]] के लिए लिफ्ट का उत्पादन करने की कोई आवश्यकता नहीं है, जिसे खारिज किया गया है वातावरण में [[उड़ान]] के मामले में।
MHD प्रणोदन को समुद्री और अंतरिक्ष जहाजों दोनों के लिए मुख्य प्रणोदन प्रणाली माना गया है क्योंकि पानी में ([[उछाल]] के कारण) और न ही अंतरिक्ष में ([[भारहीनता]] के कारण) पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का मुकाबला [[कोन]] के लिए लिफ्ट का उत्पादन करने की कोई आवश्यकता नहीं है, जिसे खारिज किया गया है वातावरण में [[उड़ान]] के मामले में।


फिर भी, [[ विद्युत शक्ति ]] की वर्तमान समस्या को हल करने पर विचार करना (उदाहरण के लिए अभी भी लापता बहु-मेगावाट कॉम्पैक्ट [[ फ्यूजन शक्ति ]] की उपलब्धता के साथ), एमएचडी त्वरक द्वारा चुपचाप संचालित एक नए प्रकार के भविष्य के विमान की कल्पना कर सकता है, जो पर्याप्त रूप से आयनित और प्रत्यक्ष करने में सक्षम है। कई [[टन]] उठाने के लिए नीचे की ओर हवा। चूंकि बाहरी प्रवाह प्रणालियां पूरे गीले क्षेत्र में प्रवाह को नियंत्रित कर सकती हैं, उच्च गति पर थर्मल मुद्दों को सीमित कर सकती हैं, परिवेशी वायु को आयनित किया जाएगा और लोरेंत्ज़ बलों द्वारा एक घूर्णी समरूपता के आसपास रेडियल रूप से त्वरित किया जाएगा। , एक शंकु, एक गोला ...), संपूर्ण [[ एयरफ़्रेम ]] इंजन है। Coandă प्रभाव से प्रेरित ऊपरी और निचली सतहों के बीच [[दबाव]] अंतर के परिणामस्वरूप लिफ्ट और थ्रस्ट उत्पन्न होगा।<ref name='"Coanda patent">{{cite patent
फिर भी, [[ विद्युत शक्ति |विद्युत शक्ति]] की वर्तमान समस्या को हल करने पर विचार करना (उदाहरण के लिए अभी भी लापता बहु-मेगावाट कॉम्पैक्ट [[ फ्यूजन शक्ति |फ्यूजन शक्ति]] की उपलब्धता के साथ), एमएचडी त्वरक द्वारा चुपचाप संचालित नए प्रकार के भविष्य के विमान की कल्पना कर सकता है, जो पर्याप्त रूप से आयनित और प्रत्यक्ष करने में सक्षम है। कई [[टन]] उठाने के लिए नीचे की ओर हवा। चूंकि बाहरी प्रवाह प्रणालियां पूरे गीले क्षेत्र में प्रवाह को नियंत्रित कर सकती हैं, उच्च गति पर थर्मल मुद्दों को सीमित कर सकती हैं, परिवेशी वायु को आयनित किया जाएगा और लोरेंत्ज़ बलों द्वारा घूर्णी समरूपता के आसपास रेडियल रूप से त्वरित किया जाएगा। , शंकु, गोला ...), संपूर्ण [[ एयरफ़्रेम |एयरफ़्रेम]] इंजन है। Coandă प्रभाव से प्रेरित ऊपरी और निचली सतहों के बीच [[दबाव]] अंतर के परिणामस्वरूप लिफ्ट और थ्रस्ट उत्पन्न होगा।<ref name='"Coanda patent">{{cite patent
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  }}</ref> दो विपरीत पक्षों के बीच इस तरह के दबाव अंतर को अधिकतम करने के लिए, और चूंकि सबसे कुशल एमएचडी कन्वर्टर्स (एक उच्च [[हॉल प्रभाव]] के साथ) डिस्क के आकार के होते हैं, ऐसे एमएचडी विमान को लेंस (ऑप्टिक्स) का आकार लेने के लिए अधिमानतः चपटा किया जाएगा। सरल लेंस के प्रकार। न पंख और न ही हवा में सांस लेने वाले जेट इंजन के बिना, यह पारंपरिक विमान के साथ कोई समानता साझा नहीं करेगा, लेकिन यह एक [[हेलीकॉप्टर]] की तरह व्यवहार करेगा, जिसका [[ हेलीकाप्टर रोटर ]] पूरी तरह से विद्युत चुम्बकीय रोटर द्वारा प्रतिस्थापित किया गया होगा, जिसमें हवा नीचे की ओर खींची जाएगी। उड़ने वाली MHD डिस्क की ऐसी अवधारणाएं 1970 के दशक के मध्य से मुख्य रूप से [[लाइटक्राफ्ट]] के साथ भौतिकविदों [[Leik Myrabo]] द्वारा [[सहकर्मी समीक्षा]] साहित्य में विकसित की गई हैं,<ref name="Myrabo 1976">
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  | author = Myrabo, L.N.
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=== अंतरिक्ष यान प्रणोदन ===
=== अंतरिक्ष यान प्रणोदन ===


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[[अंतरिक्ष यान प्रणोदन]] के कई प्रायोगिक तरीके मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स पर आधारित हैं। चूंकि इस तरह के एमएचडी प्रणोदन में प्लास्मा (आयनित गैसों) के रूप में संपीड़ित तरल पदार्थ शामिल होते हैं, इसे मैग्नेटोगैसडायनामिक्स या मैग्नेटोप्लाज्माडायनामिक्स भी कहा जाता है।
[[अंतरिक्ष यान प्रणोदन]] के कई प्रायोगिक तरीके मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स पर आधारित हैं। चूंकि इस तरह के एमएचडी प्रणोदन में प्लास्मा (आयनित गैसों) के रूप में संपीड़ित तरल पदार्थ शामिल होते हैं, इसे मैग्नेटोगैसडायनामिक्स या मैग्नेटोप्लाज्माडायनामिक्स भी कहा जाता है।


इस तरह के विद्युत चालित अंतरिक्ष यान प्रणोदन#विद्युतचुंबकीय में, कार्यशील तरल पदार्थ ज्यादातर समय आयनित [[हाइड्राज़ीन]], [[क्सीनन]] या [[लिथियम]] होता है। उपयोग किए गए प्रणोदक के आधार पर, इसकी विद्युत चालकता में सुधार के लिए इसे [[ पोटैशियम ]] या सीज़ियम जैसे क्षार के साथ बीजित किया जा सकता है। प्लाज्मा के भीतर सभी आवेशित प्रजातियां, सकारात्मक और नकारात्मक आयनों से लेकर मुक्त इलेक्ट्रॉनों तक, साथ ही टकराव के प्रभाव से तटस्थ परमाणु, लोरेंत्ज़ शरीर बल द्वारा एक ही दिशा में त्वरित होते हैं, जो एक चुंबकीय क्षेत्र के संयोजन से उत्पन्न होता है ऑर्थोगोनल विद्युत क्षेत्र (इसलिए क्रॉस-फील्ड त्वरक का नाम), ये क्षेत्र त्वरण की दिशा में नहीं हैं। यह [[आयन थ्रस्टर]]्स के साथ एक मूलभूत अंतर है जो उच्च वोल्टेज विद्युत क्षेत्र के साथ [[कूलम्ब बल]] का उपयोग करके केवल सकारात्मक आयनों को गति देने के लिए [[ इलेक्ट्रोस्टाटिक्स ]] पर निर्भर करता है।
इस तरह के विद्युत चालित अंतरिक्ष यान प्रणोदन#विद्युतचुंबकीय में, कार्यशील तरल पदार्थ ज्यादातर समय आयनित [[हाइड्राज़ीन]], [[क्सीनन]] या [[लिथियम]] होता है। उपयोग किए गए प्रणोदक के आधार पर, इसकी विद्युत चालकता में सुधार के लिए इसे [[ पोटैशियम |पोटैशियम]] या सीज़ियम जैसे क्षार के साथ बीजित किया जा सकता है। प्लाज्मा के भीतर सभी आवेशित प्रजातियां, सकारात्मक और नकारात्मक आयनों से लेकर मुक्त इलेक्ट्रॉनों तक, साथ ही टकराव के प्रभाव से तटस्थ परमाणु, लोरेंत्ज़ शरीर बल द्वारा ही दिशा में त्वरित होते हैं, जो चुंबकीय क्षेत्र के संयोजन से उत्पन्न होता है ऑर्थोगोनल विद्युत क्षेत्र (इसलिए क्रॉस-फील्ड त्वरक का नाम), ये क्षेत्र त्वरण की दिशा में नहीं हैं। यह [[आयन थ्रस्टर]]्स के साथ मूलभूत अंतर है जो उच्च वोल्टेज विद्युत क्षेत्र के साथ [[कूलम्ब बल]] का उपयोग करके केवल सकारात्मक आयनों को गति देने के लिए [[ इलेक्ट्रोस्टाटिक्स |इलेक्ट्रोस्टाटिक्स]] पर निर्भर करता है।


1950 के दशक के अंत में क्रॉस-फील्ड प्लाज्मा त्वरक (स्क्वायर चैनल और रॉकेट नोजल) से जुड़े पहले प्रायोगिक अध्ययन। ऐसी प्रणालियाँ उच्च आवश्यक ऊर्जा घनत्व की कीमत पर पारंपरिक रॉकेट इंजन # शब्दावली और यहां तक ​​कि आधुनिक आयन ड्राइव की तुलना में अधिक जोर और उच्च विशिष्ट आवेग प्रदान करती हैं।<ref name="Resler 1958">{{cite journal
1950 के दशक के अंत में क्रॉस-फील्ड प्लाज्मा त्वरक (स्क्वायर चैनल और रॉकेट नोजल) से जुड़े पहले प्रायोगिक अध्ययन। ऐसी प्रणालियाँ उच्च आवश्यक ऊर्जा घनत्व की कीमत पर पारंपरिक रॉकेट इंजन # शब्दावली और यहां तक ​​कि आधुनिक आयन ड्राइव की तुलना में अधिक जोर और उच्च विशिष्ट आवेग प्रदान करती हैं।<ref name="Resler 1958">{{cite journal
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क्रॉस-फील्ड त्वरक के अलावा आजकल कुछ उपकरणों का भी अध्ययन किया जाता है जिनमें [[मैग्नेटोप्लाज्माडायनामिक थ्रस्टर]] शामिल होता है जिसे कभी-कभी लोरेंत्ज़ बल त्वरक (एलएफए) और इलेक्ट्रोडलेस स्पंदित आगमनात्मक थ्रस्टर (पीआईटी) के रूप में संदर्भित किया जाता है।
क्रॉस-फील्ड त्वरक के अलावा आजकल कुछ उपकरणों का भी अध्ययन किया जाता है जिनमें [[मैग्नेटोप्लाज्माडायनामिक थ्रस्टर]] शामिल होता है जिसे कभी-कभी लोरेंत्ज़ बल त्वरक (एलएफए) और इलेक्ट्रोडलेस स्पंदित आगमनात्मक थ्रस्टर (पीआईटी) के रूप में संदर्भित किया जाता है।


आज भी, ये प्रणालियाँ अंतरिक्ष में लॉन्च करने के लिए तैयार नहीं हैं क्योंकि उनके पास अभी भी एक उपयुक्त कॉम्पैक्ट पावर स्रोत की कमी है जो ऊर्जा-लालची विद्युत चुम्बकों, विशेष रूप से स्पंदित आगमनात्मक को खिलाने के लिए पर्याप्त [[ऊर्जा घनत्व]] (जैसे काल्पनिक संलयन शक्ति) प्रदान करता है। तीव्र थर्मल प्रवाह के तहत इलेक्ट्रोड का तेजी से अपघटन भी एक चिंता का विषय है। इन कारणों से, अध्ययन काफी हद तक सैद्धांतिक बने हुए हैं और प्रयोग अभी भी प्रयोगशाला में किए जाते हैं, हालांकि इस तरह के थ्रस्टर्स में पहले शोध के बाद 60 से अधिक वर्ष बीत चुके हैं।
आज भी, ये प्रणालियाँ अंतरिक्ष में लॉन्च करने के लिए तैयार नहीं हैं क्योंकि उनके पास अभी भी उपयुक्त कॉम्पैक्ट पावर स्रोत की कमी है जो ऊर्जा-लालची विद्युत चुम्बकों, विशेष रूप से स्पंदित आगमनात्मक को खिलाने के लिए पर्याप्त [[ऊर्जा घनत्व]] (जैसे काल्पनिक संलयन शक्ति) प्रदान करता है। तीव्र थर्मल प्रवाह के तहत इलेक्ट्रोड का तेजी से अपघटन भी चिंता का विषय है। इन कारणों से, अध्ययन काफी हद तक सैद्धांतिक बने हुए हैं और प्रयोग अभी भी प्रयोगशाला में किए जाते हैं, हालांकि इस तरह के थ्रस्टर्स में पहले शोध के बाद 60 से अधिक वर्ष बीत चुके हैं।


== फिक्शन ==
== फिक्शन ==
ऑरेगॉन, लेखक [[क्लाइव कस्लर]] की किताबों की [[ओरेगन फ़ाइलें]] श्रृंखला में एक जहाज है, जिसमें मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक ड्राइव है। यह जहाज को कुछ मील तक फिसलने के बजाय बहुत तेजी से मुड़ने और तुरंत ब्रेक लगाने की अनुमति देता है। [[वल्लाह राइजिंग (उपन्यास)]]उपन्यास) में, क्लाइव कस्लर [[कप्तान निमो]] के [[नॉटिलस (वसंत)]]वर्ने) की शक्ति में एक ही ड्राइव लिखते हैं।
ऑरेगॉन, लेखक [[क्लाइव कस्लर]] की किताबों की [[ओरेगन फ़ाइलें]] श्रृंखला में जहाज है, जिसमें मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक ड्राइव है। यह जहाज को कुछ मील तक फिसलने के बजाय बहुत तेजी से मुड़ने और तुरंत ब्रेक लगाने की अनुमति देता है। [[वल्लाह राइजिंग (उपन्यास)]]उपन्यास) में, क्लाइव कस्लर [[कप्तान निमो]] के [[नॉटिलस (वसंत)]]वर्ने) की शक्ति में ही ड्राइव लिखते हैं।


[[दी हंट फॉर रेड अक्टूबर]] (फिल्म) के फिल्म रूपांतरण ने मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक ड्राइव को पनडुब्बियों के लिए एक कैटरपिलर ड्राइव के रूप में लोकप्रिय किया, जो [[पनडुब्बी युद्ध]] में चुपके तकनीक # ध्वनिकी को प्राप्त करने के उद्देश्य से एक लगभग undetectable साइलेंट ड्राइव है। वास्तव में, पानी के माध्यम से यात्रा करने वाली धारा गैसों और शोर पैदा करेगी, और चुंबकीय क्षेत्र एक पता लगाने योग्य चुंबकीय हस्ताक्षर को प्रेरित करेगा। फिल्म में, यह सुझाव दिया गया था कि यह ध्वनि भूगर्भीय गतिविधि से भ्रमित हो सकती है। द हंट फॉर रेड अक्टूबर में, जिससे फिल्म को अनुकूलित किया गया था, कैटरपिलर जिसे रेड अक्टूबर ने इस्तेमाल किया था, वास्तव में तथाकथित टनल ड्राइव प्रकार का एक [[ पंप जेट ]] था (सुरंगों ने प्रोपेलर से गुहिकायन के लिए ध्वनिक छलावरण प्रदान किया था)।
[[दी हंट फॉर रेड अक्टूबर]] (फिल्म) के फिल्म रूपांतरण ने मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक ड्राइव को पनडुब्बियों के लिए कैटरपिलर ड्राइव के रूप में लोकप्रिय किया, जो [[पनडुब्बी युद्ध]] में चुपके तकनीक # ध्वनिकी को प्राप्त करने के उद्देश्य से लगभग undetectable साइलेंट ड्राइव है। वास्तव में, पानी के माध्यम से यात्रा करने वाली धारा गैसों और शोर पैदा करेगी, और चुंबकीय क्षेत्र पता लगाने योग्य चुंबकीय हस्ताक्षर को प्रेरित करेगा। फिल्म में, यह सुझाव दिया गया था कि यह ध्वनि भूगर्भीय गतिविधि से भ्रमित हो सकती है। द हंट फॉर रेड अक्टूबर में, जिससे फिल्म को अनुकूलित किया गया था, कैटरपिलर जिसे रेड अक्टूबर ने इस्तेमाल किया था, वास्तव में तथाकथित टनल ड्राइव प्रकार का [[ पंप जेट |पंप जेट]] था (सुरंगों ने प्रोपेलर से गुहिकायन के लिए ध्वनिक छलावरण प्रदान किया था)।


[[ मैं बोवा हूं ]] उपन्यास द प्रिसिपिस (बोवा उपन्यास) में, जहाज जहां कुछ कार्रवाई हुई थी, स्टारपावर 1, यह साबित करने के लिए बनाया गया था कि [[क्षुद्रग्रह बेल्ट]] की खोज और खनन संभव और संभावित रूप से लाभदायक था, एक संलयन के लिए एक मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक ड्राइव था बिजली संयंत्र।
[[ मैं बोवा हूं | मैं बोवा हूं]] उपन्यास द प्रिसिपिस (बोवा उपन्यास) में, जहाज जहां कुछ कार्रवाई हुई थी, स्टारपावर 1, यह साबित करने के लिए बनाया गया था कि [[क्षुद्रग्रह बेल्ट]] की खोज और खनन संभव और संभावित रूप से लाभदायक था, संलयन के लिए मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक ड्राइव था बिजली संयंत्र।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==

Revision as of 20:42, 7 June 2023

यमातो 1 कोबे, जापान में प्रदर्शन पर। पहला पूर्ण पैमाने पर काम करने वाला MHD जहाज।

एक मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक ड्राइव या एमएचडी त्वरक केवल विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करने वाले वाहनों को चलाने के लिए विधि है, जिसमें magnetohydrodynamics के साथ विद्युत प्रतिरोधकता और चालकता प्रणोदक ([[तरल]] या गैस) को गति देने वाले भाग होते हैं। द्रव को पीछे की ओर निर्देशित किया जाता है और प्रतिक्रिया (भौतिकी) के रूप में, वाहन आगे बढ़ता है।[1][2]

समुद्री प्रणोदन के क्षेत्र में एमएचडी की जांच करने वाले अध्ययन 1950 के दशक के अंत में शुरू हुए।[3][4][5][6][7] कुछ बड़े पैमाने के समुद्री प्रोटोटाइप बनाए गए हैं, जो समुद्री जल की कम विद्युत चालकता द्वारा सीमित हैं। वर्तमान घनत्व में वृद्धि इलेक्ट्रोड के आसपास के क्षेत्र में जूल हीटिंग और पानी के इलेक्ट्रोलीज़ द्वारा सीमित है, और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत में वृद्धि विद्युत चुम्बकों की लागत, आकार और वजन (साथ ही तकनीकी सीमाओं) और उन्हें खिलाने के लिए उपलब्ध शक्ति द्वारा सीमित है।[8][9] 2023 में DARPA ने सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट का उपयोग करके समुद्री इंजन बनाने के लिए PUMP प्रोग्राम लॉन्च किया, जिसकी फील्ड स्ट्रेंथ 20 टेस्ला (यूनिट) तक पहुंचने की उम्मीद है।[10] मजबूत तकनीकी सीमाएँ वायु-श्वास MHD प्रणोदन (जहाँ पृथ्वी का परिवेशी वातावरण आयनित है) पर लागू होती हैं जो अभी भी सैद्धांतिक अवधारणाओं और प्रारंभिक प्रयोगों तक सीमित है।[11][12][13] अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स का उपयोग करने वाले प्लाज्मा प्रणोदन इंजन का भी सक्रिय रूप से अध्ययन किया गया है जैसे कि विद्युत रूप से संचालित अंतरिक्ष यान प्रणोदन #विद्युत चुम्बकीय ही समय में उच्च जोर और उच्च विशिष्ट आवेग प्रदान करता है, और प्रणोदक रॉकेट इंजन की तुलना में अधिक समय तक चलेगा।[14]

सिद्धांत

Main article: Lorentz force
See also: Magnetohydrodynamic converter

फ़ाइल: दाहिने हाथ का नियम क्रॉस उत्पाद F=J×B.svg|thumb|लोरेंत्ज़ बल के लिए दाहिने हाथ के नियम का चित्रण, चुंबकीय क्षेत्र के साथ विद्युत प्रवाह का क्रॉस उत्पाद।

कार्य सिद्धांत में लोरेंत्ज़ बल द्वारा विद्युत प्रवाहकीय द्रव (जो तरल या आयनीकरण गैस हो सकता है जिसे प्लाज्मा (भौतिकी) कहा जाता है) का त्वरण शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप विद्युत प्रवाह के क्रॉस उत्पाद (आवेश वाहक की गति द्वारा त्वरित होती है) विद्युत क्षेत्र दो इलेक्ट्रोड के बीच लागू होता है) लंबवत चुंबकीय क्षेत्र के साथ। लोरेंत्ज़ बल सभी आवेशित कणों, धनात्मक और ऋणात्मक प्रजातियों (विपरीत दिशाओं में) को त्वरित करता है। यदि सकारात्मक या नकारात्मक प्रजातियों में से कोई भी हावी है तो वाहन को नेट चार्ज से विपरीत दिशा में गति में रखा जाता है।

यह [[बिजली पैदा करने वाला]] (अधिक सटीक रूप से रैखिक मोटर) के समान कार्य सिद्धांत है, सिवाय इसके कि MHD ड्राइव में, ठोस गतिमान रोटर (बिजली) को प्रोपेलेंट के रूप में सीधे तरल पदार्थ द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। जैसा कि सभी विद्युत चुंबकत्व उपकरणों के साथ होता है, MHD त्वरक उत्क्रमणीय होता है: यदि परिवेश कार्यशील द्रव अपेक्षाकृत चुंबकीय क्षेत्र की ओर बढ़ रहा है, तो विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण वोल्टेज को प्रेरित करता है जिसे इलेक्ट्रोड के साथ उपयोग किया जा सकता है: उपकरण तब बिना गतिमान भागों के विद्युत मोटर के रूप में कार्य करता है , आने वाले तरल पदार्थ की गतिज ऊर्जा को बिजली में बदलना, जिसे मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक जनरेटर कहा जाता है।

केंद्र

जैसा कि MHD कनवर्टर में लोरेंत्ज़ बल पृथक आवेशित कण पर और न ही ठोस विद्युत तारों में इलेक्ट्रॉनों पर कार्य करता है, लेकिन गति में निरंतर चार्ज घनत्व पर, यह वॉल्यूमेट्रिक (निकाय) बल है, प्रति इकाई आयतन पर बल:

जहाँ f बल घनत्व (बल प्रति इकाई आयतन), ρ आवेश घनत्व (चार्ज प्रति इकाई आयतन), E विद्युत क्षेत्र, J वर्तमान घनत्व (वर्तमान प्रति इकाई क्षेत्र) और B है चुंबकीय क्षेत्र।

टाइपोलॉजी

एमएचडी थ्रस्टर्स को विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र संचालित करने के तरीके के अनुसार दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है:

  • चालन उपकरण जब इलेक्ट्रोड के जोड़े के बीच लागू वोल्टेज के कारण द्रव में प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित होती है, चुंबकीय क्षेत्र स्थिर होता है।
  • प्रत्यावर्ती धाराएँ जब प्रेरण उपकरण होती हैं, तो विद्युत चुम्बकीय प्रेरण तेजी से बदलते चुंबकीय क्षेत्र द्वारा, एड़ी धाराओं के रूप में होता है। इस मामले में किसी इलेक्ट्रोड की आवश्यकता नहीं है।

चूंकि प्रेरण एमएचडी त्वरक इलेक्ट्रोडलेस होते हैं, वे चालन प्रणालियों (विशेष रूप से जौल हीटिंग, बुलबुले और इलेक्ट्रोलिसिस से रिडॉक्स ) से संबंधित सामान्य मुद्दों को प्रदर्शित नहीं करते हैं, लेकिन संचालित करने के लिए अधिक तीव्र शिखर चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है। चूंकि इस तरह के थ्रस्टर्स के साथ सबसे बड़ा मुद्दा ऑन-बोर्ड उपलब्ध सीमित ऊर्जा है, इसलिए इंडक्शन एमएचडी ड्राइव को प्रयोगशाला से बाहर विकसित नहीं किया गया है।

दोनों प्रणालियाँ दो मुख्य डिज़ाइनों के अनुसार काम कर रहे तरल पदार्थ को गति में रख सकती हैं:

  • आंतरिक प्रवाह जब ट्यूबलर या विंग के आकार के क्रॉस सेक्शन (ज्यामिति) | क्रॉस-सेक्शन के प्रोपेलिंग नोजल के भीतर तरल पदार्थ को तेज किया जाता है और वापस बाहर निकाला जाता है, MHD इंटरैक्शन पाइप के भीतर केंद्रित होता है (इसी तरह रॉकेट इंजन या जेट इंजिन के लिए) .
  • बाहरी प्रवाह जब वाहन के पूरे गीले क्षेत्र के आसपास द्रव को तेज किया जाता है, तो वाहन के शरीर के चारों ओर फैले विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र। प्रणोदन बल खोल पर दबाव वितरण (एक पंख पर लिफ्ट (बल) के रूप में, या Paramecium जैसे सूक्ष्मजीवों को उनके चारों ओर पानी ले जाने) के परिणामस्वरूप होता है।

आंतरिक प्रवाह प्रणालियां MHD इंटरैक्शन को सीमित मात्रा में केंद्रित करती हैं, चुपके प्रौद्योगिकी # ध्वनिक विशेषताओं को संरक्षित करती हैं। इसके विपरीत बाहरी क्षेत्र प्रणालियों में उच्च दक्षता के साथ आसपास के पानी की मात्रा के बहुत बड़े विस्तार पर कार्य करने की क्षमता होती है और ड्रैग (भौतिकी) को कम करने की क्षमता होती है, जिससे दक्षता और भी बढ़ जाती है।[15]

समुद्री प्रणोदन

टोक्यो में शिप साइंस म्यूजियम में यमातो I के थ्रस्टर में ट्यूब के माध्यम से दृश्य। इलेक्ट्रोड प्लेटें ऊपर और नीचे दिखाई दे रही हैं।
टोक्यो में शिप साइंस म्यूजियम में यमातो I से थ्रस्टर यूनिट के अंत का दृश्य।

MHD में कोई हिलता हुआ भाग नहीं होता है, जिसका अर्थ है कि अच्छा डिज़ाइन मूक, विश्वसनीय और कुशल हो सकता है। इसके अतिरिक्त, MHD डिज़ाइन इंजन द्वारा सीधे संचालित प्रोपेलर के साथ पावरट्रेन के कई घिसाव और घर्षण को समाप्त करता है। इंजन द्वारा संचालित प्रोपेलर की तुलना में वर्तमान तकनीकों की समस्याओं में व्यय और धीमी गति शामिल है।[8][9]अतिरिक्त खर्च बड़े जनरेटर से होता है जिसे इंजन द्वारा संचालित किया जाना चाहिए। जब इंजन सीधे प्रोपेलर चलाता है तो इतने बड़े जनरेटर की आवश्यकता नहीं होती है।

पहला प्रोटोटाइप, 3-मीटर (10-फीट) लंबी पनडुब्बी जिसे EMS-1 कहा जाता है, को 1966 में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता बारबरा में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर स्टीवर्ट वे द्वारा डिजाइन और परीक्षण किया गया था। वे, वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक (1886) में अपनी नौकरी से छुट्टी पर, अपने वरिष्ठ वर्ष स्नातक छात्रों को परिचालन इकाई बनाने के लिए सौंपा। यह MHD पनडुब्बी बैटरी पर संचालित होती है जो इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोमैग्नेट्स को शक्ति प्रदान करती है, जो 0.015 टेस्ला के चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करती है। सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के अनुसार, कैलिफोर्निया के सांता बारबरा की खाड़ी में परीक्षण के दौरान क्रूज की गति लगभग 0.4 मीटर प्रति सेकंड (15 इंच प्रति सेकंड) थी।[16][17][18][15]

बाद में, जापानी प्रोटोटाइप, 3.6-मीटर लंबा ST-500, ने 1979 में 0.6 m/s तक की गति हासिल की।[19] 1991 में, दुनिया का पहला पूर्ण आकार का प्रोटोटाइप Yamato 1 जापान में शिप एंड ओशन फाउंडेशन (जिसे बाद में महासागर नीति अनुसंधान फाउंडेशन के रूप में जाना जाता है) द्वारा 6 साल के अनुसंधान और विकास (R&D) के बाद पूरा किया गया था। जहाज ने सफलतापूर्वक दस से अधिक यात्रियों के दल को 15 km/h (8.1 kn) कोबे हार्बर में जून 1992 में।[2][20] छोटे पैमाने के जहाज मॉडल बाद में प्रयोगशाला में बड़े पैमाने पर बनाए गए और अध्ययन किए गए, जिससे माप और जहाज टर्मिनल गति की सैद्धांतिक भविष्यवाणी के बीच सफल तुलना हुई।[8][9]

पानी के नीचे एमएचडी प्रणोदन के बारे में सैन्य अनुसंधान में उच्च गति वाले टारपीडो, दूर से संचालित पानी के नीचे के वाहन (आरओवी), स्वायत्त पानी के नीचे के वाहन (एयूवी), जैसे कि पनडुब्बी जैसे बड़े शामिल हैं।[21]

विमान प्रणोदन

See also: Flow control (fluid)

निष्क्रिय प्रवाह नियंत्रण

वाहनों के चारों ओर हाइपरसोनिक गति के साथ प्लास्मा की बातचीत का पहला अध्ययन 1950 के दशक के उत्तरार्ध में हुआ, जिसमें नए प्रकार के वायुमंडलीय प्रविष्टि # उच्च गति वाले वायुमंडलीय प्रवेश के दौरान अंतरिक्ष कैप्सूल के लिए थर्मल सुरक्षा प्रणाली की अवधारणा थी। चूंकि कम दबाव वाली हवा इतनी अधिक गति और ऊंचाई पर स्वाभाविक रूप से आयनित होती है, इसलिए यह सोचा गया था कि चुंबकीय ढाल द्वारा वायुमंडलीय प्रविष्टि # एब्लेटिव को बदलने के लिए इलेक्ट्रोमैग्नेट द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव का उपयोग किया जाए। हाइपरसोनिक आयनित प्रवाह प्लाज्मा में एड़ी धाराओं को प्रेरित करते हुए, चुंबकीय क्षेत्र के साथ संपर्क करता है। वर्तमान चुंबकीय क्षेत्र के साथ मिलकर लोरेंत्ज़ बल देता है जो प्रवाह का विरोध करता है और वाहन के आगे बो शॉक (वायुगतिकीय) को अलग करता है, गर्मी के प्रवाह को कम करता है जो ठहराव बिंदु के पीछे हवा के क्रूर पुनर्संपीड़न के कारण होता है। इस तरह के निष्क्रिय प्रवाह नियंत्रण (द्रव) अध्ययन अभी भी चल रहे हैं, लेकिन बड़े पैमाने पर प्रदर्शक का निर्माण अभी बाकी है।[22][23]

सक्रिय प्रवाह नियंत्रण

इसके विपरीत MHD बल क्षेत्रों द्वारा सक्रिय प्रवाह नियंत्रण में स्थानीय रूप से वायु प्रवाह को तेज या धीमा करने के लिए बलों की प्रत्यक्ष और अनिवार्य कार्रवाई शामिल है, इसके वेग, दिशा, दबाव, घर्षण, गर्मी प्रवाह मापदंडों को संशोधित करना, सामग्री और इंजनों को तनाव से बचाने के लिए , हाइपरसोनिक उड़ान की अनुमति देता है। यह मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स का क्षेत्र है जिसे मैग्नेटोगैसडायनामिक्स, मैग्नेटोएरोडायनामिक्स या मैग्नेटोप्लाज्मा एरोडायनामिक्स भी कहा जाता है, क्योंकि काम करने वाला द्रव हवा (तरल के बजाय गैस) है जो विद्युत प्रवाहकीय (एक प्लाज्मा) बनने के लिए आयनित होता है।

हवा का आयनीकरण उच्च ऊंचाई पर प्राप्त किया जाता है (पास्चेन के नियम के अनुसार वायुमंडलीय दबाव कम होने से हवा की विद्युत चालकता बढ़ जाती है) विभिन्न तकनीकों का उपयोग करते हुए: उच्च वोल्टेज इलेक्ट्रिक आर्क, आकाशवाणी आवृति (माइक्रोवेव) इलेक्ट्रोमैग्नेटिक चमक निर्वहन , लेज़र , कैथोड रे|ई-बीम या बीटाट्रॉन , रेडियोधर्मी स्रोत ... प्रवाह में कम आयनीकरण ऊर्जा क्षार पदार्थों (जैसे सीज़ियम) के बोने के साथ या बिना।[24][25] एयरोनॉटिक्स पर लागू एमएचडी अध्ययन हाइपरसोनिक फिक्स्ड-विंग विमान के डोमेन को उच्च मैक शासनों तक विस्तारित करने का प्रयास करते हैं:

  • लामिनार प्रवाह को अशांत होने से रोकने के लिए सीमा परत पर कार्रवाई।
  • थर्मल नियंत्रण और वेव ड्रैग और फॉर्म ड्रैग को कम करने के लिए शॉक वेव मिटिगेशन। कुछ सैद्धांतिक अध्ययनों से पता चलता है कि विमान के गीले क्षेत्र में हर जगह प्रवाह वेग को नियंत्रित किया जा सकता है, इसलिए पर्याप्त शक्ति का उपयोग करते समय शॉक वेव्स को पूरी तरह से रद्द किया जा सकता है।[26][27][28]
  • इनलेट प्रवाह नियंत्रण।[25][29][30]
  • एमएचडी बाईपास प्रणाली के माध्यम से जनरेटर द्वारा संचालित निकास नोजल पर एमएचडी त्वरक डाउनस्ट्रीम के साथ संयुक्त एमएचडी जेनरेटर सेक्शन के उपयोग से स्क्रैमजेट को फीड करने के लिए एयरफ्लो वेलोसिटी रिडक्शन अपस्ट्रीम।[31][32][33][34]

रूसी परियोजना ajax (अजाक्स) एमएचडी-नियंत्रित हाइपरसोनिक विमान अवधारणा का उदाहरण है।[13]हाइपरसोनिक एमएचडी बायपास प्रणाली, हाइपरसोनिक वाहन इलेक्ट्रिक पावर सिस्टम (एचवीईपीएस) को डिजाइन करने के लिए अमेरिकी कार्यक्रम भी मौजूद है। यूएस वायु सेना अनुसंधान प्रयोगशाला द्वारा प्रायोजित सामान्य परमाणु और टेनेसी टेनेसी अंतरिक्ष संस्थान विश्वविद्यालय द्वारा विकास के तहत 2017 में कामकाजी प्रोटोटाइप पूरा किया गया था।[35][36][37] इन परियोजनाओं का उद्देश्य उच्च गति वाले वाहनों की नई पीढ़ी के लिए MHD त्वरक खिलाने वाले MHD जनरेटर विकसित करना है। इस तरह के MHD बाईपास सिस्टम को अक्सर scramjet इंजन के आसपास डिजाइन किया जाता है, लेकिन टर्बोजेट को डिजाइन करना आसान भी माना जाता है,[38][39][40] साथ ही सबसोनिक ramjet[41] इस तरह के अध्ययनों में मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स के क्षेत्र को शामिल किया गया है, चुंबकीय रेनॉल्ड्स संख्या ≪ 1 के साथ गैर-तापीय प्लाज्मा # आयनीकरण की एयरोस्पेस डिग्री # भौतिकी उपयोग गैसों के साथ आदर्श और प्रतिरोधी एमएचडी, तरल पदार्थों में एमएचडी की तुलना में प्रदर्शनकारियों के विकास को और अधिक कठिन बना देता है। चुंबकीय क्षेत्रों के साथ शीत प्लास्मा महत्वपूर्ण हॉल पैरामीटर पर होने वाली इलेक्ट्रोथर्मल अस्थिरता के अधीन हैं, जो पूर्ण पैमाने पर विकास को कठिन बनाता है।[42]

संभावनाएं

MHD प्रणोदन को समुद्री और अंतरिक्ष जहाजों दोनों के लिए मुख्य प्रणोदन प्रणाली माना गया है क्योंकि पानी में (उछाल के कारण) और न ही अंतरिक्ष में (भारहीनता के कारण) पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का मुकाबला कोन के लिए लिफ्ट का उत्पादन करने की कोई आवश्यकता नहीं है, जिसे खारिज किया गया है वातावरण में उड़ान के मामले में।

फिर भी, विद्युत शक्ति की वर्तमान समस्या को हल करने पर विचार करना (उदाहरण के लिए अभी भी लापता बहु-मेगावाट कॉम्पैक्ट फ्यूजन शक्ति की उपलब्धता के साथ), एमएचडी त्वरक द्वारा चुपचाप संचालित नए प्रकार के भविष्य के विमान की कल्पना कर सकता है, जो पर्याप्त रूप से आयनित और प्रत्यक्ष करने में सक्षम है। कई टन उठाने के लिए नीचे की ओर हवा। चूंकि बाहरी प्रवाह प्रणालियां पूरे गीले क्षेत्र में प्रवाह को नियंत्रित कर सकती हैं, उच्च गति पर थर्मल मुद्दों को सीमित कर सकती हैं, परिवेशी वायु को आयनित किया जाएगा और लोरेंत्ज़ बलों द्वारा घूर्णी समरूपता के आसपास रेडियल रूप से त्वरित किया जाएगा। , शंकु, गोला ...), संपूर्ण एयरफ़्रेम इंजन है। Coandă प्रभाव से प्रेरित ऊपरी और निचली सतहों के बीच दबाव अंतर के परिणामस्वरूप लिफ्ट और थ्रस्ट उत्पन्न होगा।[43][44] दो विपरीत पक्षों के बीच इस तरह के दबाव अंतर को अधिकतम करने के लिए, और चूंकि सबसे कुशल एमएचडी कन्वर्टर्स (एक उच्च हॉल प्रभाव के साथ) डिस्क के आकार के होते हैं, ऐसे एमएचडी विमान को लेंस (ऑप्टिक्स) का आकार लेने के लिए अधिमानतः चपटा किया जाएगा। सरल लेंस के प्रकार। न पंख और न ही हवा में सांस लेने वाले जेट इंजन के बिना, यह पारंपरिक विमान के साथ कोई समानता साझा नहीं करेगा, लेकिन यह हेलीकॉप्टर की तरह व्यवहार करेगा, जिसका हेलीकाप्टर रोटर पूरी तरह से विद्युत चुम्बकीय रोटर द्वारा प्रतिस्थापित किया गया होगा, जिसमें हवा नीचे की ओर खींची जाएगी। उड़ने वाली MHD डिस्क की ऐसी अवधारणाएं 1970 के दशक के मध्य से मुख्य रूप से लाइटक्राफ्ट के साथ भौतिकविदों Leik Myrabo द्वारा सहकर्मी समीक्षा साहित्य में विकसित की गई हैं,[45][46][47][48][49] और सुब्रत रॉय विंगलेस इलेक्ट्रोमैग्नेटिक एयर व्हीकल (WEAV) के साथ।[50][51][52] इन भविष्यवादी दृष्टिकोणों को मीडिया में विज्ञापित किया गया है, हालांकि वे अभी भी आधुनिक तकनीक की पहुंच से परे हैं।[53][11][54]

अंतरिक्ष यान प्रणोदन

Main article: Plasma propulsion engine
See also: Magnetoplasmadynamic thruster and Pulsed inductive thruster

अंतरिक्ष यान प्रणोदन के कई प्रायोगिक तरीके मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स पर आधारित हैं। चूंकि इस तरह के एमएचडी प्रणोदन में प्लास्मा (आयनित गैसों) के रूप में संपीड़ित तरल पदार्थ शामिल होते हैं, इसे मैग्नेटोगैसडायनामिक्स या मैग्नेटोप्लाज्माडायनामिक्स भी कहा जाता है।

इस तरह के विद्युत चालित अंतरिक्ष यान प्रणोदन#विद्युतचुंबकीय में, कार्यशील तरल पदार्थ ज्यादातर समय आयनित हाइड्राज़ीन, क्सीनन या लिथियम होता है। उपयोग किए गए प्रणोदक के आधार पर, इसकी विद्युत चालकता में सुधार के लिए इसे पोटैशियम या सीज़ियम जैसे क्षार के साथ बीजित किया जा सकता है। प्लाज्मा के भीतर सभी आवेशित प्रजातियां, सकारात्मक और नकारात्मक आयनों से लेकर मुक्त इलेक्ट्रॉनों तक, साथ ही टकराव के प्रभाव से तटस्थ परमाणु, लोरेंत्ज़ शरीर बल द्वारा ही दिशा में त्वरित होते हैं, जो चुंबकीय क्षेत्र के संयोजन से उत्पन्न होता है ऑर्थोगोनल विद्युत क्षेत्र (इसलिए क्रॉस-फील्ड त्वरक का नाम), ये क्षेत्र त्वरण की दिशा में नहीं हैं। यह आयन थ्रस्टर्स के साथ मूलभूत अंतर है जो उच्च वोल्टेज विद्युत क्षेत्र के साथ कूलम्ब बल का उपयोग करके केवल सकारात्मक आयनों को गति देने के लिए इलेक्ट्रोस्टाटिक्स पर निर्भर करता है।

1950 के दशक के अंत में क्रॉस-फील्ड प्लाज्मा त्वरक (स्क्वायर चैनल और रॉकेट नोजल) से जुड़े पहले प्रायोगिक अध्ययन। ऐसी प्रणालियाँ उच्च आवश्यक ऊर्जा घनत्व की कीमत पर पारंपरिक रॉकेट इंजन # शब्दावली और यहां तक ​​कि आधुनिक आयन ड्राइव की तुलना में अधिक जोर और उच्च विशिष्ट आवेग प्रदान करती हैं।[55][56][57][58][59][60]

क्रॉस-फील्ड त्वरक के अलावा आजकल कुछ उपकरणों का भी अध्ययन किया जाता है जिनमें मैग्नेटोप्लाज्माडायनामिक थ्रस्टर शामिल होता है जिसे कभी-कभी लोरेंत्ज़ बल त्वरक (एलएफए) और इलेक्ट्रोडलेस स्पंदित आगमनात्मक थ्रस्टर (पीआईटी) के रूप में संदर्भित किया जाता है।

आज भी, ये प्रणालियाँ अंतरिक्ष में लॉन्च करने के लिए तैयार नहीं हैं क्योंकि उनके पास अभी भी उपयुक्त कॉम्पैक्ट पावर स्रोत की कमी है जो ऊर्जा-लालची विद्युत चुम्बकों, विशेष रूप से स्पंदित आगमनात्मक को खिलाने के लिए पर्याप्त ऊर्जा घनत्व (जैसे काल्पनिक संलयन शक्ति) प्रदान करता है। तीव्र थर्मल प्रवाह के तहत इलेक्ट्रोड का तेजी से अपघटन भी चिंता का विषय है। इन कारणों से, अध्ययन काफी हद तक सैद्धांतिक बने हुए हैं और प्रयोग अभी भी प्रयोगशाला में किए जाते हैं, हालांकि इस तरह के थ्रस्टर्स में पहले शोध के बाद 60 से अधिक वर्ष बीत चुके हैं।

फिक्शन

ऑरेगॉन, लेखक क्लाइव कस्लर की किताबों की ओरेगन फ़ाइलें श्रृंखला में जहाज है, जिसमें मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक ड्राइव है। यह जहाज को कुछ मील तक फिसलने के बजाय बहुत तेजी से मुड़ने और तुरंत ब्रेक लगाने की अनुमति देता है। वल्लाह राइजिंग (उपन्यास)उपन्यास) में, क्लाइव कस्लर कप्तान निमो के नॉटिलस (वसंत)वर्ने) की शक्ति में ही ड्राइव लिखते हैं।

दी हंट फॉर रेड अक्टूबर (फिल्म) के फिल्म रूपांतरण ने मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक ड्राइव को पनडुब्बियों के लिए कैटरपिलर ड्राइव के रूप में लोकप्रिय किया, जो पनडुब्बी युद्ध में चुपके तकनीक # ध्वनिकी को प्राप्त करने के उद्देश्य से लगभग undetectable साइलेंट ड्राइव है। वास्तव में, पानी के माध्यम से यात्रा करने वाली धारा गैसों और शोर पैदा करेगी, और चुंबकीय क्षेत्र पता लगाने योग्य चुंबकीय हस्ताक्षर को प्रेरित करेगा। फिल्म में, यह सुझाव दिया गया था कि यह ध्वनि भूगर्भीय गतिविधि से भ्रमित हो सकती है। द हंट फॉर रेड अक्टूबर में, जिससे फिल्म को अनुकूलित किया गया था, कैटरपिलर जिसे रेड अक्टूबर ने इस्तेमाल किया था, वास्तव में तथाकथित टनल ड्राइव प्रकार का पंप जेट था (सुरंगों ने प्रोपेलर से गुहिकायन के लिए ध्वनिक छलावरण प्रदान किया था)।

मैं बोवा हूं उपन्यास द प्रिसिपिस (बोवा उपन्यास) में, जहाज जहां कुछ कार्रवाई हुई थी, स्टारपावर 1, यह साबित करने के लिए बनाया गया था कि क्षुद्रग्रह बेल्ट की खोज और खनन संभव और संभावित रूप से लाभदायक था, संलयन के लिए मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक ड्राइव था बिजली संयंत्र।

यह भी देखें

संदर्भ

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बाहरी संबंध

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