بخشی از مقاله
خلاصه
مفهوم جدیدی از نیروی محرکه پیشنهاد شده است. در این مفهوم در مقایسه با موشک های شیمیایی، نیروهای محرکه پتانسیل سرعت اجرام شتابدار و بزرگ اساساً از حد ممکن بیشتر است. این مفهوم جدید یک سلاح الکترومغناطیسی است که در جایی که پرتابه یک موشک باشد. مفهوم پیشنهادی مشکل قدیمی نیروی محرکه مغناطیسی را حل کرده است یعنی مشکل اتلاف مقاومت ناشی از جریان های الکتریکی و تبدیل آن به گرما - حرارت - که پرتابه طی مسافت زیاد و قبل از رسیدن به سرعت بالا تبخیر می شود.
در موشکی از سوخت سرد استفاده می کنند و در نتیجه از سوختن جلوگیری کرده در مفهوم پیشنهادی نیز همان رخ می دهد و نیز سوخت سرد پرتابه را سرد می کند و از تبخیر ممانعت بعمل می آورد. با این حال نه تنها سوخت سرد پرتابه را خنک می کند بلکه با مقاومت میدان مغناطیسی آن را گرم کرده و آن را از پرتابه و با سرعت بسیار خارج می کند. نتیجه پس زنی، تولید رانش - ضربه - اضافی است. که تقریباً به بزرگی اندازه خود میدان مغناطیسی اعمال شده است. انرژی برای راندن جت به صورت خارجی عرضه می شود.
.1 مقدمه
برای کشف منظومه شمسی با ابزار، دستیابی به سرعت حداقل ده برابر بیشتر از راکت - موشک - های شیمیایی مطلوب تر خواهد بود. موشک های چند مرحله ای شیمیایی سرعتی .10 برابر بیشتر از حد ممکن دارند. اما تنها با سرعت نسبت های بزرگ و غیرواقعی هستند. با ظهور نیروی محرکه هسته ای به طور کامل و همجوشی هسته ای به طور خاص به احتمال بسیار برای فضاپیما و به احتمال بسیار کم در آینده نزدیک امکان سرعت های بشتری می رود. تحقیقات در عمق کم فضا، سرعتی حدود 30 تا 100 کیلومتر بر ثانیه بسیار جالب خواهد بود.
چنین سرعتی زمان دریافت داده ها را حدود 10 برابر یعنی از چندین سال به چند ماه کاهش خواهد داد. یک ابزار فنی که بوسیله ی آن اجرام داخل منظومه شمسی و با سرعت 30 تا 100 کیلومتر بر ثانیه می توانند حرکت داده شوند. کاربردهای بالقوه دیگری نیز دارد. از جمله بازیابی مواد معدنی کمیاب، ساخت ایستگاه تحقیقات بر روی سیارات دیگر بیش از سال هاست که سلاح های الکترومغناطیسی یا فرستنده ها به عنوان موشک به عنوان ابزاری برای دستیابی به سرعت بسیار بالا پیشنهاد شده اند. پیشنهاد برای فرستادن پرتابه فرو مغناطیسی به وسیله ی مغناطیسی متحرک را می توان در کارهای اُبرث یافت.
فرستنده ای الکترومغناطیسی با استفاده از پرتابه ابر رسانا توسط می سو نیر پیشنهاد شد. مفهوم اثر فیوژن - ذوب - ، باعث شد این پیشنهادات انگیزه ای شود. با پیش بینی آزاد شدن انرژی گرمایشی هسته با اثر پرتابه های کوچک - ماکرون ها - که سرعتی معادل دویست کیلومتر بر ثانیه دارد، کنترل می شود. بخاطر اینکه اثر فیوژن ممکن است به پرتابه ها کوچک و در حد سانتی متری نیاز داشته باشد، شتاب دهنده های این نوع - بخش ماکرو - یا شتاب دهنده های ماکرون نامیده می شوند.[1]
اخیراً اونیل و کُلم از پرتابه های ابر رسانا به عنوان وسیله ای برای راه اندازی اجرام بزرگ استفاده می شود و به این علت است که آنها را محرک جرمی می نامند. همچنین به جای پرتابه های ابر رسانا ممکن است از پرتابه هایی استفاده کننده که از میدان فرو مغناطیسی قوی و با اشباع بالا استفاده کنند. برای مثال فلز کمیاب خاک یعنی گادولینیوم یا هولمیوم، با این حال، این مواد بسیار گران بوده و بنابراین استفاده از آنها برای نیروی محرکه مغناطیسی به شتاب پرتابه های کوچک برای مقاصد پژوهشی پایه مانند مطالعات معادله حالت محدود شده است.
به علاوه نه رسانا و نه فرومغناطیس هیچ یک نمی توانند به ماکزیمم نیروی حاصله از مقاومت کششی این مواد شتاب بگیرند. بلکه برای ابر رساناها، مواد فرومغناطیسی، ماکزیمم میدان مغناطیسی حدود 5-10 بار - مرتبه - از مقاومت کششی مجاز کوچک تر است و منجرب 25-100 افزایش شتاب آن از حد ممکن می شود. اگر به جای ابررسانا یا فرومغناطیس از یک رسانای معمولی استفاده شود موقعیتی کاملاً متقاوت به وجود خواهد آمد. جریان هایی نیز که در یک رسانای خوب تولید می شود ممکن است منجرب نیروی مغناطیسی بدنه شود واگر این جریانات به اندازه کافی بزرگ باشد ممکن است نیروی مغناطیسی بدنه به حد تعیین شده توسط استحکام کششی برسد.
با این حال اکنون مشکل دیگری به وجود می آید زیرا این جریان الکتریکی بزرگ، رسانا را به وسیله اتلاف مقاومت گرم می کند که منجر می شود رسانا قبل از رسیدن به سرعت بالا تبخیر شود. این مشکل نیز برای بخش های ماکرو - Macroroarticles - در اندازه های سانتی متری نیز وجود دارد که باید برای سرعت های مورد نیاز برای اثر فیوژن - ذوب - شتاب گیرند و برای بدنه های بزرگ شدید است.
برای بهره وری از حداکثر نیروی مغناطیسی بدنه که می تواند نه تنها بر روی پرتابه فلزی عمل کند، بلکه از مشکل سوخت بالای آن توسط گرمای مقاومتی اجتناب کند - جلوگیری کند - . ما در اینجا مفهوم جدیدی از آنچه که سلاح موشکی الکترومغناطیس نامیده می شود، ارائه دادیم. دراین مفهوم، پرتابه برای شتابدار شدن به وسیله نیروهای مغناطیسی موشکی است. زیرا در داخل موشک محفظه ای است برای سوخت سرد و بنابراین از آن در برابر سوختن جلوگیری می کند.
در اینجا نیز همان اتفاق می افتد هر زمانی که گرما به وسیله ی انرژی اتلافی در پرتابه تولید می شود و نه به وسیله ی فعالیت شیمیایی. به علاوه خود سوخت سلاح موشک الکترومغناطیسی نیز با مقاومت و به وسیله فشار - ضربه - میدان مغناطیسی در برابر پرتاب به گرما تبدیل می شود. گرمایش مقاومتی سوخت منجر به قوس حرارتی در قسمت پشتی پرتابه می شود.
این گرمای قوس منجر به افزایش نیروی مغناطیسی بدنه می شود که بر پرتابه فشار وارد می کند و منجر به سرعتسیارب و تحلیل سوخت می شود. با این وجود برعکس، یک موشک انرژی سوخت خود را شدیداً دریافت می کند. برای نیروی میدان مغناطیسی معین، میزان گرمای مقاومتی قوس نسبت به سرعت پرتاب به بالا می رود و نیز سرعت تحلیل پرتابه را افزایش می دهد.[2]
با اعمال روی قوس پلاسمای گرم شده، حرکت پس زنی را به لوله سلاح منتقل می کند. بخاطر هر دوی این اثرات، ابتدا افزایش در سرعت خروج و سرعت پرتابه و سپس انتقال حرکت به لوله سلاح سنگین، شتاب بر روی یک موشک معمولی اثر بیشتری دارد. یعنی جایی که سرعت خروج ثابت است و جایی که حرکت پس زنی به داخل جت - دهانه - منتقل می شود. نیروی محرکه پرتابه همان نوع مکانیزمی را ایجاد می کند که نیروی محرکه موشک ترکیبی گاز دینامیکی ایجاد می کرد. علی الخصوص ما به مقاله ای که توسط پترز نوشته شده است، اشاره می کنیم. قوس حرارتی گرمایشی به تنهایی خروج را تولید می کند.
