Puisque l'on peut, par ce système, accélérer ou décélérer un fluide, ne pourrait-on pas le faire avec de l'air ?
PROBLEME: l'air n'est PAS conducteur, c'est même un isolant. Si donc, on veut utiliser l'air comme fluide dans un système MHD, il faut d'abord le rendre conducteur.
Pour cela, on va le soumettre à une puissante émission de micro-ondes. Une forte concentration de micro-ondes peut produire un plasma (gaz ionisé), comme lorsque vous laissez trainer un objet métallique dans votre four à micro-ondes; les "étincelles" que vous voyez apparaitre sont de petites boules de plasma.
ATTENTION, ceci est dangereux pour le four, n'y mettez rien de métallique.
Un système MHD utilisant l'air comme fluide sera donc équipé d'un système de "préionisation" sous la forme d'un émetteur à micro-ondes.
Monté ainsi, avec une source de courant, le système fonctionne en accélérateur MHD.
Pour ralentir le flux, il faut un système qui génère du courant en provoquant un ralentissement.
C'est presque pareil sauf que les bornes + et - sont inversées et qu'un courant est produit plutôt que consommé.
En ralentissant l'air, par un système MHD,
jusqu'à une vitesse SUBSONIQUE (pourquoi pas, puisque l'air
peut être ralenti SANS échauffement), on peut lui
faire alimenter un turboréacteur classique.
À la sortie du
turboréacteur, les gaz , dont la vitesse
d'écoulement est encore trop faible sont
réaccéléré par un autre
système MHD.
Un exemple chiffré pour mieux comprendre:
Imaginons un engin volant à 15000 km/h; l'air arrive
à l'entrée d'air à 15000 km/h. Pour
pouvoir alimenter un turboréacteur, il lui faut
être subsonique. Ralentissons donc cet air jusqu'à
1000 km/h, par exemple, grâce à un
système MHD. Cet air peut, dès lors, alimenter un
turboréacteur, d'où sortiront des gaz
à, disons, 5000 km/h.
Si les choses en restent là, le flux sera passé de 15000 km/h à 5000 km/h, un fameux coup de frein ! Et pas de propulsion évidemment, que du contraire !
La situation d'un moteur atmosphérique est bien différente de celle d'un moteur fusée. En effet, dans un moteur fusée, l'éjection de matière donne TOUJOURS une poussée quelque soit la vitesse d'éjection, du moment qu'elle est supérieure à 0 (pour des vitesses d'éjection très faibles, la poussée sera, bien entendu dérisoire, mais réelle).
Un patineur se déplaçant à 20 km/h, et lançant, vers l'arrière, un ballon à seulement 10 km/h par rapport à lui, recevra quand même une force de la part du ballon Parce que la force MÊME MODESTE qu'il aura appliquée au ballon, entrainera INEVITABLEMENT une force de REACTION de la part du ballon sur la main ( à toute action, quelle qu'elle soit, il y a réaction).
J'en profite aussi, au passage, pour dire à ceux qui en douteraient qu'une fusée peut voler PLUS VITE que les gaz qu'elle éjecte. Il suffit, pour cela, que: 2.3 * Ve * log Mo/M1 soit plus grand que Ve, donc que 2.3* log Mo/M1 soit plus grand que 1, donc que Mo/M1 > 2.7185. En d'autres termes, il faut que la masse, en fin de combustion, de la fusée soit, au moins, 2.7185 fois plus petite que la masse de départ (vous pouvez arrondir à 3 pour faire plus simple, et revoir la page sur les fusées à étages si vous avez oublié comment calculer la vitesse finale d'une fusée).
Pour une fusée, ou un patineur lançant un ballon, la matière éjectée fait, au départ, partie de la fusée (dans ses réservoirs), ou du patineur (dans sa main), et se déplace ainsi en même temps et à la même vitesse que la fusée ou le patineur. Ensuite, pour obtenir une poussée, il suffit d'éjecter cette matière avec une vitesse calculée par rapport à la fusée elle même (ou le patineur).
Dans le cas d'un avion à réaction, l'air vient du dehors, et entre avec déja une certaine vitesse avant d'être ACCELERE tout simplement. On est plus près du cas du rameur que du patineur, on l'a dit, et pour avancer, un rameur doit déplacer ses rames plus vite que l'eau qui s'écoule autour de lui.
Les gaz éjectés par un avion à réaction doivent donc toujours être plus rapides que l'avion lui même, contrairement à la fusée. D'ailleurs, rappelez-vous les formules de la propulsion: pour une fusée: F = Dm * Ve, pour un turboréacteur: F = Dm2 V2 - Dm1 V1 (l'indice 1 désigne les conditions à l'entrée d'air, l'indice 2 désigne les conditions en sortie de tuyère).
Dans le cas évoqué plus haut, l'air arrive à 15000 km/h, il doit donc resortir à PLUS de 15000 km/h. Il faut donc lui rendre plus de 10000 km/h pour avoir un bilan positif. L'idéal étant, bien sur, de lui rendre la presque totalité des 14000 km/h perdu dans le "ralentisseur" MHD.
Tout comme l'accélération d'un fluide par MHD produit une poussée en réaction, la décélération de l'air d'admission produit, sur l'avion, une force de freinage qu'il faut compenser; ce sera le rôle de l'accélérateur MHD placé en aval du turboréacteur, donnant à l'ensemble, un aspect comme celui-ci:
Les gaz de sortie du turboréacteur sont si chauds que l'ionisateur à micro-ondes de la partie arrière est peut-être superflu.
L'unité centrale a pour rôle la gestion des différentes production d'énergie éléctrique (décélérateur MHD de l'entrée, et générateur entrainé par le turboréacteur), et des différentes consommations d'énergie éléctrique (accélérateur MHD, électro-aimants, et ionisateur à micro-ondes).
Sur un wave rider de ce genre, l'admission, et la compression se font à l'extérieur, l'expansion aussi.
Dans ce cas, en l'absence de canal, le système MHD peut se faire via un dispositif plat faisant partie de la paroi, comme ceci:
Ce qui, sous réserve de faisabilité, donnerait quelque chose comme ça:
Image ONERA, sur www.onera.fr
Présenté ainsi, le système peut sembler presqu'évident. Encore faut-il que le bilan soit positif, et que d'autres problèmes (échauffement des électrodes, par exemple) ne viennent pas ternir le tableau.