· ¡ ¤ @ /† < Ɠ § # 3 @ /† < Æ Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ õ , @ /½ ¨ 702-701 (2003¸ 3 Z 4 18{ 9 ~ à Î6 £ §)

MHD ˜ ¼ à à Å; c å ¾ ˔ X ¢ { ¢ ¨ | ÷ m Ç] M ö

+ ä

( å ] 8 ; · ƒ ‘ š%
¦  ^∗

 â

· ¡ ¤ @ /† < Ɠ §  # 3 @ /† < Æ Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ õ , @ /½ ¨ 702-701 (2003¸   3 Z 4 18{ 9  ~ à Î6 £ §)

% ò

½ ¨ $ 3 (Nd

2

Fe

14

B)`  ¦  6   xô  Ç MHD Æ Ò”  (Magnetohydrodynamic propulsion)  © œu _  — ¸4 S q`  ¦ > h µ

1 Ï·] j Œ • # Œ „  À Óü < % i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  0 l x • ¸   o\    É r MHD Æ Ò”  § 4 `  ¦ › ¸  % i  . MHD Æ Ò”  

§ 4

`  ¦ › ¸  l  0 A # Œ  € ª œô  Ç › ¸|    o– Ð Æ Ò”  6   x duct ? /_  F Gó ø Í_  ß ¼l , F Gó ø Í  s _   o , duct € ª œ A

á

¤_   l  © œ_  [ jl \  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ þ j& h _  MHD Æ Ò”   © œu “   ™ è+ þ A — ¸+ þ A ‚  ~ à Ì_  ½ ¨› ¸\  ¦   & ñ % i  . % i 

 o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  0 l x • ¸ x 9  F Gó ø Í  s _  „  À Ó_  [ jl \  ¦    or v €  " f — ¸+ þ A‚  ~ à Ì_  s 1 l x  o ü < r ç ß –

`

 ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ / B N/ å L„  · ú šõ  „  À Óü <_  › ' a > , Æ Ò”  § 4 \  @ /ô  Ç s  : r° ú כõ  z  ´+ « >° ú כ_  q “ §, ¨ î ç  H5 Å q§ 4 • ¸ › ¸  

%

i  . Õ ª   õ  „  À Ó[ jl     o\     MHD Æ Ò”  § 4 s  ‚  + þ A& h Ü ¼– Ð q Y V # Œ    o “ ¦, % i  o
à Ôµ ¢ § Ã º 6

 

xÓ  o 0 l x • ¸(0 l x • ¸   o # 3 0 A 3.5 % ∼ 25 %) 7 £ x † < Ê\    " f MHD Æ Ò”  § 4 “ É r 8 £ § y Œ ™™ è   H  ⠆ ¾ Ó`  ¦ S X

‰ “   % i  .

PACS numbers: 52.75.Fk, 52.30.-q, 01.50.My Keywords:  Bž ÐÀ Ó % ò ½ ¨ $ 3 , MHD Æ Ò”   © œu 

I. " e  ] Ø

MHD Æ Ò”  (Magnetohydrodynamic propulsion) ~ ½ Ód ”  _  " é ¶ o  [1]  H MHDµ 1 τ  _  " é ¶ o \  ¦  Ë ¨– Ð 6 £ x6   xô  Ç  כ Ü ¼

–

Ð, Æ Ò”   © œu \  [ O u ô  Ç ¿ º „  F G  s \  „  · ú š`  ¦   # Q" f K

à º\  ¦ : Ÿ x # Œ „  À Ó\  ¦ f  Ë o “ ¦ s  „  À Ó~ ½ ӆ ¾ Ó\  à ºf ” Ü ¼– Ð



l  © œ`  ¦   # QŠҀ    l  © œõ  „  l  © œs  f ” “ §   H ¨ î €  õ  Ã

ºf ” ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð K à º\  ¦ y © œ >  x 9 # Q? /  H – ÐE $ ™Þ Ô j Ë µs  µ 1 Ï Ò q

t # Œ s  כ `  ¦ ‚  ~ à Ì_  Æ Ò”  § 4  [2,3]Ü ¼– Ð s 6   x  9  H  כ s 



. s  MHD  © œu   H á Ԗ Ð: \ š Q \ O # Q  _  Á º™ è6 £ § \  



î  r : £ ¤$ í `  ¦ t m “ ¦ e ” Ü ¼ 9, Ä ºÅ ҂   Æ Ò”   © œu \  s 6   x½ + É

 â

Ä º Ä ºÅ Ò/ B Nç ß – e  ¦  Û ¼ \  _ ô  Ç Ä ºÅ ҂  `  ¦ 5 Å q r ~  ´ à º e ”

Ü ¼Ù ¼– Ð  © œ o  Ä ºÅ Ò# Œ' Ÿ \  € 9 כ ¹ô  Ç s “ : r ' p”  _  > hµ 1 ϕ ¸

½

¨ © œ ×  æ \  e ”  . MHD Æ Ò”  \  @ /ô  Ç l ‘ : r s  : r“ É r 1961¸   MHD duct+ þ A_  Æ Ò”  l \  ¦ “ ¦ 9ô  Ç Friauf\  _ K  ] jr ÷ &

%

3   [4]. ¢ ¸ô  Ç s  כ \  l œ í # Œ Rice  H Ó  o^ ‰F K5 Å q`  ¦   6

 

x   H MHD * 3 á Ôü < Ä » ô  Ç > h¥ Æ _  MHD ‚  ~ Ã Ì Æ Ò”  `  ¦ ]

jî ß – % i   [5]. 1963¸   Doragh  H Õ ª { © œr – Ѝ  H z  ´6   x Ô  ¦

0 p xô  Ç 1 × 10

⁵

G(Gauss) [ jl _   l  © œ`  ¦ µ 1 ÏÒ q tr v   H

œ

í„  • ¸ „   $ 3 `  ¦ MHD Æ Ò”  \   6   x “ ¦  % i   [6].

1966¸   Westinghouse_  Way  H MHD Æ Ò”   ~ ½ Ód ” _  — ¸+ þ A

‚ 

 z  ´+ « >`  ¦ à º' Ÿ  # Œ s  : rd ” _  ½ + Ë{ © œ$ í `  ¦ { 9 7 £ x % i   [7].

∗

E-mail: [email protected]

1970¸   s Ê ê\   H { 9 ‘ : r \ " f ŠҖ Ð MHD Æ Ò”  \  @ /ô  Ç ƒ  

½

¨  Ö ¸µ 1 Ï >  ”  ' Ÿ ÷ &% 3  . { 9 ‘ : r “ ¦Z …@ /† < Æ_  Iwata 1 p x“ É r

œ

í„  • ¸ „   $ 3 `  ¦ s 6   xô  Ç þ jœ í_  MHD Æ Ò”   z  ´+ « >`  ¦ à º' Ÿ 

% i   [8,9]. Õ ª Ê ê\  ˜ Ð ¢ - aô  Ç — ¸+ þ A‚   ST-500`  ¦ > hµ 1 Ï # Œ þ

j@ / 2 × 10

⁴

G_   l  © œ`  ¦ µ 1 ÏÒ q tr v €  " f 15 N_  Æ Ò”  

§

4 õ  0.6 m/s_  Ä »Ø  ¦5 Å q • ¸\  ¦ % 3 % 3  . 1987¸  \   H e ” > “ : r

•

¸ 92 K“   ½ ¨o  í ß – oÓ ü t [ j b ” “   “ ¦“ : r œ í„  • ¸^ ‰ > h µ

1 Ï÷ &# Q ‰ & ³F  1 × 10

⁵

G_   l  © œ\  ¦ Ò q t$ í   H œ í„  • ¸„  



$ 3 s  z  ´6   x o÷ &“ ¦ e ”  . þ j  H \   H { 9 ‘ : r \ " f þ jœ í_  z  ´ +

«

>‚  “   YAMATO-1`  ¦ z  ´] j K à º\ " f r + « > † ½ ÓK r v   H X

< $ í / B N % i  . s  YAMATO-1“ É r þ j“ ¦ 5 Å q • ¸ 4 m/s & ñ

•

¸s  9, Æ Ò”   ´ òÖ  ¦“ É r 1.7 % & ñ • ¸– Ð" f Æ Ò”   ´ òÖ  ¦ 8 £ ¤€  \ 

"

f  H  f ”  l ” > r_  á Ԗ Ð: \ š Q Æ Ò”  l  ´ òÖ  ¦ õ   H  H s \  ¦

˜

Ðs “ ¦ e ”   [10]. ‘ : r ƒ  ½ ¨  H MHD Æ Ò”  \  @ /ô  Ç z  ´+ « >& h  l

œ íƒ  ½ ¨– Ð œ í„  • ¸^ ‰\  ¦ s 6   xô  Ç „   $ 3  @ /’  \   l  © œ_  [

jl  €  • t ë ß – { 9 ì ø Í  $ 3 Ü ¼– Ѝ  H Õ ª [ jl  y © œô  Ç  Bž Ð À

Ó % ò ½ ¨ $ 3 (rare-earth permanent magnet, Nd

₂

Fe

₁₄

B)

`

 ¦  6   x # Œ MHD Æ Ò”   © œu \  › ' aô  Ç — ¸+ þ A ‚  ~ à Ì`  ¦ ] j Œ • 

#

Œ z  ´+ « >`  ¦ r ' Ÿ  % i  . s  — ¸+ þ A Æ Ò”   © œu \  _ ô  Ç z  ´+ « >“ É r duct ? /_  „  F G_  ß ¼l , „  F Gç ß –_   o , duct € ª œA á ¤_   B

ž

ÐÀ Ó % ò ½ ¨ $ 3 (Nd

₂

Fe

14

B)  s _   l  © œ_  [ jl , % i  o

à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  0 l x • ¸ x 9  „  F G  s _  „  À Ó_  [ jl \  ¦   

 or v €  " f C _  s 1 l x  o ü < r ç ß –`  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ Æ Ò”   : £ ¤

$ í

`  ¦ ì  r$ 3  % i  . s  z  ´+ « >  õ \  ¦ MHD Æ Ò”  _  s  : r° ú כõ 

-324-

Õ

ªa Ë > 1. Principle of MHD propulsion.

"

f– Ð q “ § # Œ MHD Æ Ò”  \  › ' aô  Ç l ‘ : r" é ¶ o \  ¦ S X ‰ “   “ ¦



 Ù þ ¡ .

II. T  Â ] Ø

1. MHD ˜ ¼ à à Š[11]

MHD Æ Ò”  _  " é ¶ o   H Õ ªa Ë > 1õ  ° ú  s  „  À Ó ~ ½ ӆ ¾ Ó(J

_z

) õ  Ã

ºf ” Ü ¼– Ð  l  © œ(B

_y

)`  ¦   # QŠҀ    l  © œõ  „  l  © œs  f ” 

“

§   H ¨ î €  õ  à ºf ” ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð Ä »^ ‰ ì  r  ÷ &  H – ÐE $ ™Þ Ô j Ë

µ(F

x

) s  µ 1 ÏÒ q t  9 s  j Ë µ`  ¦ Æ Ò”  § 4 Ü ¼– Ð s 6   x   H  כ s 



. MHD Æ Ò”  \  › ' aô  Ç $ í 0 p x“ É r  l  © œ_  [ jl  x 9  ì  r Ÿ í,

„ 

À Óx 9 • ¸, ‚  ~ à Ì_  + þ A © œ x 9  ß ¼l , ¨ î ç  H Ä »5 Å q 1 p x \  _  # Œ



 y Œ ™ >     oô  Ç .  { f ›Ó ü t s   y Œ • é ß –€  _  MHD duct\  ¦ f

 Ë  Q t 
° ú ˜ M :_  MHD Æ Ò”  õ  › ' aº   ) a s  : rd ” `  ¦
 ? /

€ 

  6 £ § õ  ° ú    [12,13].

f = ~ ~ J × ~ B (1)

f

x

= |J

z

× (−B

y

) | (2)

f

x

= σB

y

Φ

L

_z

(1 − L

z

U B

y

Φ )L

x

L

y

L

z

(3)

#

Œl " f f

^x

  H é ß –0 A ^ ‰& h { © œ_  – ÐE $ ™Þ Ôj Ë µ(Lorentz force of unit volume), σ  H K à º_  „  l „  • ¸Ö  ¦(electrical conduc- tivity; S/m), L

_x

  H î  r1 l x ~ ½ ӆ ¾ Ó_  duct U  ´s , L

y

  H  l  © œ s

  Œ •6   x   H ~ ½ ӆ ¾ Ó_  U  ´s , Õ ªo “ ¦ L

z

  H „  l  © œs   Œ •6   x 



 H ~ ½ ӆ ¾ Ó_  U  ´s , U  H duct U  ´s  ~ ½ ӆ ¾ Ó_  Ä »5 Å q, B

y

  H é ß –0 A

€ 

& h { © œ  l  © œ_  [ jl , ֍  H „  0 A\  ¦
  · p .

Õ

ªa Ë > 2. The schematic diagram of experimental appara- tus for MHD propulsion.

2. 9 08 ý ˜ ¼ à à ÅI í Ä

duct U  ´s  ~ ½ ӆ ¾ Ó_  Ä »5 Å q U\  ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º \ O Ü ¼Ù ¼– Ð C _  s

1 l x  o (S)ü <    2 ; r ç ß –(t)\  ¦ ì  r$ 3  # Œ 5 Å q • ¸(~a)\  ¦ ½ ¨

l  0 AK " f 1 p x 5 Å q • ¸ f ” ‚  î  r1 l x ~ ½ Ó& ñ d ”  S = ~ ~ V

₀

t + 1

2 ~at

²

(4)

\

" f C  % ƒ6 £ § \  & ñ t   © œI \ " f Ø  ¦µ 1 φ < ÊÜ ¼– Ð œ íl  › ¸|  t = 0 \ " f ~ V

₀

= 0 s  9, 5 Å q • ¸ ~a\  @ /K  d ” `  ¦ & ñ o  €  

~a = 2 S ~

t

²

(5)

–

Ð,   " f

F = m~a = m ~ 2 ~ S

t

²

(6)

–

Ð
 è ­ q à º e ”  . # Œl \ " f % i  o
à Ôµ ¢ §_  & h $ í s 
 C  _  ³ ð€  \ " f Ä »^ ‰ $ † ½ Ó M :ë  H \  z  ´] j_  Æ Ò”  § 4 “ É r s  d ”  (6) \ " f > í ß –ô  Ç ° ú כ˜ Ð  9 þ t  כ s Ù ¼– Ð Æ Ò”  § 4 _  ] X @ /° ú כ`  ¦

½

¨ l   H j Ë µ× ¼
  © œ@ /& h     o  ⠆ ¾ Ó`  ¦ › ¸    H  כ “ É r  H Á

ºo  \ O `  ¦  כ Ü ¼– Ð Ò q ty Œ •ô  Ç .

III. ÷ m Ç] M öX ê sV  õ m Í U ê s0 n É

1. MHD ˜ ¼ à à Š÷ m Ç] M ö X ê sV 

‘

: r z  ´+ « >\   6   xô  Ç z  ´+ « > © œu _  „  ^ ‰ ½ ¨$ í “ É r Õ ªa Ë > 2ü < ° ú  

“ É

r  ”  Ü ¼– Ð
 ? /% 3  . z  ´+ « > © œu   H MHD duct ü < ™ è+ þ A

—

¸+ þ A ‚  ~ à Ì, „  " é ¶/ B N/ å L  © œu  Ò, à º› ¸Â Ò, 8 £ ¤& ñ  Җ Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e ”

 . „  " é ¶ \ " f ‚  ~ à ÌÜ ¼– Ð Ä »{ 9 ÷ &  H • ¸‚  _  Á º>  ™ è+ þ A

Õ

ªa Ë > 3. Electric circuit for MHD propulsion.

‚ 

~ à Ì_  Æ Ò”  § 4 \  þ j™ è_  % ò † ¾ Ós  p u • ¸2 Ÿ ¤ — ¸+ þ A‚  ~ à Ì\  Y U { 9

`  ¦ : £ ¤Z >  >  [ O u  # Œ  ¹ 1 Ïõ  • ¸‚  _  % ò † ¾ Ó`  ¦ þ j@ /ô  Ç

×

 ¦ s • ¸2 Ÿ ¤ [ jd ” ô  Ç Å Ò_ \  ¦ l Ö  ¦% i  . Õ ªa Ë > 3“ É r MHD Æ Ò”   _

 „  l  r– Е ¸\  ¦
  · p . DC„  " é ¶ Ü ¼– Ð Æ Ò”    © œu \  „   l

 © œ`  ¦   “ ¦ „  À Ó\  ¦ › ¸] X  l  0 A # Œ    $ † ½ Ól (slide resistor)\  ¦ s 6   x % i  .

2. MHD thruster < gX c l

MHD thruster_  > h| Ä Ì• ¸  H Õ ªa Ë > 4ü < ° ú   . MHD Æ Ò”  



© œu \ " f  y Œ •é ß –€   duct_  ß ¼l \     ç  H{ 9   l  © œ`  ¦ ë

ß –× ¼  H  $ 3 _  à º   & ñ ÷ & 9 s   H C _  ×  æ| ¾ Óõ  x 9 ] X ô  Ç

› '

a >  e ” Ü ¼Ù ¼– Ð ‘ : r z  ´+ « >\ " f  H  „   z  ´+ « >Ü ¼– Ð ] j Œ •ô  Ç

#

Œ Q 7 á x À Ó_  duct ×  æ \ " f ü @Â Ò ß ¼l  7 × 10 × 20 mm,

?

/Â Ò ß ¼l  5 × 4 × 20 mm“   duct  © œ & h { © œ  9 þ j

&

h ½ ©  e ” `  ¦   & ñ % i  . Duct  H È Ò" î  ß ¼w n = F | 9 – Ð ë ß – [

þ

t% 3 Ü ¼ 9 (+)F G“ É r Ptó ø ÍÜ ¼– Ð 0.5 × 5 × 20 mm, (-)F G“ É r Cuó ø ÍÜ ¼– Ð 0.5 × 5 × 20 mm_  ß ¼l – Ð ë ß –[ þ t% 3  . C _  Æ

Ҕ  § 4 `  ¦ Z  } s l  0 AK  nozzle`  ¦  y Œ •é ß –€  _  { 9 ½ ¨ ß ¼l \  ¦ 5 × 4 mm

²

, Ø  ¦ ½ ¨ ß ¼l \  ¦ 5 ×3.44 mm

²

, U  ´s \  ¦ 10 mm – Ð ]

j Œ • # Œ  ҂ Ã Ì % i  . Duct_  ý aÄ º\  ç  H{ 9  “ ¦ y © œô  Ç   l

 © œ`  ¦ „  À Ó_  ~ ½ ӆ ¾ Óõ  à ºf ” Ü ¼– Ð   # QÅ Òl  0 AK   Bž ÐÀ Ó

Õ

ªa Ë > 4. Details of MHD thruster [Unit : mm].

% ò

½ ¨ $ 3 (Nd

₂

Fe

14

B)`  ¦ D

x

\  ¦ 30 mm, D

z

\  ¦ 10 mm, € ª œA á ¤ _   $ 3 à º 5> hm ”  2×  ¦ – Ð   5 g" f 8 ú x 20 > h_   $ 3 `  ¦  6   x

# Œ duct\  + þ A$ í ÷ &  H  l  © œ_  [ jl   H 4100 Gauss  ÷ &

•

¸2 Ÿ ¤  ҂ Ã Ì % i  . 0 AA á ¤ s  (-)F G,  A A á ¤ s  (+)F G Ü ¼– Ð 

#

Œ _ þ t  s × ¼ $ † ½ Ól \  ¦ › ¸] X  # Œ „  À Ó_  [ jl \  ¦    or  v

€  " f f  Ë  9ŠҀ   duct î ß –_  % i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  os  – ÐE $ ™ Þ

Ô j Ë µ\  _  # Œ ì  r  ÷ &“ ¦ s  j Ë µ_  ì ø ́ Œ •6   x Ü ¼– Ð C  · ú ¡Ü ¼

–

Ð ° ú ˜ à º e ” >  [ O >  ] j Œ • # Œ z  ´+ « > % i  .

3. { ¢] k ù Ò ÅU c l < gX c l C

_  + þ AI   H Õ ªa Ë > 5ü < ° ú   . C  î  r1 l x½ + É M : / B N l , Ó ü t _  $ † ½ Ó`  ¦ þ j@ /ô  Ç & h >  ~ à Îl  0 AK  Ä »‚  + þ AÜ ¼– Ð ] j Œ • # Œ



6   x % i   [14]. C   H Ø  æì  rô  Ç Â Ò§ 4 , 4 Ÿ ¤" é ¶§ 4 , 6   xÓ  oõ  8 £ ¤

€ 

_   ¹ 1 Ï`  ¦ þ j™ è– Ð l  0 AK  8 £ ¤€  _  l Ö  ¦ l ü < ‚  ~ à Ì_  U

 ´s  1 p x`  ¦ “ ¦ 9 # Œ Ä »‚  + þ AÜ ¼– Ð ] j Œ • % i Ü ¼ 9, C _  „  

”

 î  r1 l x Ü ¼– Ð “   # Œ Ò q tl   H › ¸ $ † ½ Ó(ÁZU), Ó ü t_  & h 

$ í

M :ë  H \  Ò q tl   H  ¹ 1 Ï$ † ½ Ó(ºÛZU), / B N l $ † ½ Ó(QÃZ U)`  ¦ þ j™ è– Ð l  0 AK  C _  „  ^ ‰ U  ´s (overall length)  H 250 mm, ; Ÿ ¤(breadth extreme)“ É r 80 mm – Ð % i   H X < AÂ Ò ì

 r \   ҂ à Ì÷ &  H MHD thruster_  ; Ÿ ¤ s  57 mme ” `  ¦ “ ¦ 9 

%

i Ü ¼ 9, U  ·s (zM)  H 50 mm – Ð C _  U  ´s \  _ K      l

 M :ë  H \  s  & h `  ¦ “ ¦ 9 % i  .[15] Õ ªa Ë > 5_  A Òì  r \  Õ ª a Ë

> 4_  MHD Æ Ò”   © œu \  ¦  ҂ Ã Ì “ ¦ C _  ×  æd ” `  ¦ ´ ú Æ Òl  0 AK  · ú ¡  Òì  r \  10" é ¶  o  1 l x„   ß ¼l – Ð <  Ì`  ¦ 2/ B M ë ß –[ þ t # Q 30 > h_  1 l x„  `  ¦ V , # Q ] j Œ • % i  . C _  8 ú x ×  æ| ¾ ӓ É r 249.93 g( Û ¼u – Ð; Ÿ §; 11.35 g, duct; 4.54 g, 10" é ¶  o  1 l x„   30> h;

122.04 g,  Bž ÐÀ Ó % ò ½ ¨ $ 3 (Nd

₂

Fe

₁₄

B) 20 > h; 112 g)s  .

4.  ¹ Å Ì ¦ RŒ Ÿ «ò k @” ¼

MHD duct \  / B N/ å L ÷ &  H f ” À Ó „  À Ӎ  H „  " é ¶  © œu (V:0 ∼ 17 V, A:0 ∼ 5 A) 4@ /\  ¦ f ” § > = ƒ     # Œ _ þ t  s × ¼ $ † ½ Ó

Õ

ªa Ë > 5. The shape of ship [Unit : mm].

l

(0 ∼ 15 Ω, 4 A) 2> h– Ð „  À Ó_  [ jl \  ¦ › ¸] X  # Œ / B N/ å L

% i  . „  ‚  “ É r „  À Ó 10 A t  | v 9  à º e ”   H ƒ  ‚   10 p\  ¦



6   x % i Ü ¼ 9 î  r1 l x   H C \  „  ‚  s  % ò † ¾ Ó`  ¦ Å Òt  · ú §l  0 AK  „  ‚  `  ¦ coil+ þ AÜ ¼– Ð y Œ ™“ ¦, U  ´s  180 cm“   & J $ ™ Y U{ 9 

`

 ¦  6   x # Œ þ j@ / & ñ t   ¹ 1 ϧ 4 õ  î  r1 l x  ¹ 1 ϧ 4 `  ¦ þ j™ è– Ð

×

 ¦ s l  0 Aô  Ç l Ö  ¦ l ( tan θ = 7.349

^◦

)\  ¦   & ñ % i Ü ¼ 9, Y

U{ 9 `  ¦ t t    H Û ¼ ½ ™× ¼  H  $ 3 \  % ò † ¾ Ó`  ¦ Å Òt  · ú §  H q 

^ o

=F K5 Å q“   S ! 1 l x Ü ¼– Ð ] j Œ • # Œ  © œu  % i  .

5. • ¤  º

Ã

º› ¸  H  y Œ •Ã º› ¸– Ð Ã º· ú š\  | v 9  à º e ” >  ¿ ºa  10 mm“   È

Ò" î  ß ¼w n =– Ð ë ß –[ þ t% 3   H X <, C  î  r1 l x   H X < % ò † ¾ Ó`  ¦ ~ à Πt

 · ú §`  ¦ ë ß –
p u  ҧ 4 õ  î  r1 l x  o \  ¦ S X ‰ ˜ Ð l  0 AK  Ø  æì  rô  Ç ß

¼l (400 × 1500 × 100 mm)– Ð ] j Œ • % i  . % i  o
à Ôµ ¢ § _

 6   x K • ¸  H “ : r • ¸   o\  % ò † ¾ Ó`  ¦  _  ~ à Ît  · ú §Ü ¼ 9 20

^◦

C

\

" f 36 gÜ ¼– Ð 26.5 % þ j“ ¦ 0 l x • ¸s  9 „  [ j>   { f ›Ó ü t_ 

¨ î

ç  H % i ì  r s  €  • 0.35 %s Ù ¼– Ð, % i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o“ É r (  G '

pà Ô 0 l x • ¸– Ð 3.5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %– Ð # Œ à º

›

¸\ " f à º6   xÓ  o_  Z  } s  50 mm÷ &>  7 £ x À Óà º\  ¦  6   x # Œ ë

ß –[ þ t% 3  .

6. • ¤X N ˔ ¼

DC voltmeter  H  r– Ðr + « >l (0 ∼ 50 V)\  ¦  6   x # Œ Õ ª a Ë

> 3õ  ° ú  s   r– Ð\  # î § > =ƒ     “ ¦, DC ammeter  H : £ ¤Z >  ]

j Œ • # Œ  r– Ð\  f ” § > = ƒ     # Œ þ j“ ¦ 15 A t  8 £ ¤& ñ 

%

i  . Video movie camera(GS-V32)`  ¦ [ O u  # Œ C _  î  r 1

l

x  © œI \  ¦ O É Œ% ò “ ¦, video tape\  ¦ F Ò q t # Œ C _  î  r1 l x 



 H  © œI “   s 1 l x  o  S(m),    2 ; r ç ß – t(s)\  ¦ €  x 9 y  ì  r$ 3 

# Œ 5 Å q • ¸(~a)\  ¦ ½ ¨½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤  © œu  % i  .

7. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É

%

i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  0 l x • ¸\  ¦ 3.5 % – Ð “ ¦& ñ “ ¦, / B N/ å L

„ 

À Ó\  ¦ 1 A \ " f B  1A ç ß –  Ü ¼– Ð 9 A t     or (  `  ¦ M : _  C _  î  r1 l x © œI \  ¦ y Œ •y Œ • 10 rm ”  video movie camera– Ð O É

Œ% ò , F Ò q t·ì  r$ 3  # Œ & ñ t   © œI \ " f Ø  ¦µ 1 Ïô  Ç C _  ¨ î ç  H s  1

l

x  o  S(m)ü <    2 ; r ç ß – t(s)\  ¦ 8 £ ¤& ñ “ ¦ d ” (5)\  ¦ s 6   x

# Œ 5 Å q • ¸(~a)\  ¦ ½ ¨ô  Ç Ê ê s  כ `  ¦ d ” (6)\  @ /{ 9  # Œ ½ ¨ ô 

Ç C _  MHD Æ Ò”  § 4 (F )õ  „  À Ó(I)\  ¦ q “ §Ù þ ¡ . % i  o
 à

Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  0 l x • ¸\  ¦ 10 %, 15 %, 20 %, 25 % – Ð    o r

v €  " f 0 Aü < ° ú  “ É r ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð y Œ • 0 l x • ¸\ " f_  C _  MHD Æ

Ҕ  § 4 (F )`  ¦ ½ ¨ “ ¦ „  À Ó(I)ü < q “ § “ ¦, y Œ •y Œ •_  0 l x • ¸\ 

"

f „  F G  s \  / B N/ å L   H „  À Ó(I)ü < „  · ú š(V )_  › ' a > • ¸ › ¸



Ù þ ¡ . MHD Æ Ò”  § 4 _  s  : r ° ú כ(theoretical value: F

_t

)“ É r duct ? /_  Ä »5 Å q`  ¦ 8 £ ¤& ñ t  3 l w Ù ¼– Ð C _  ¨ î ç  H5 Å q • ¸\  ¦ Ä

»5 Å q Ü ¼– Ð # Œ s  : r ° ú כ`  ¦ ½ ¨ “ ¦ z  ´+ « > ° ú כ(experimental value: F

e

) õ  q “ § # Œ s  : r ° ú כ(F

t

) \  @ /ô  Ç z  ´+ « > ° ú כ(F

e

)_  q

Ö  ¦(%)`  ¦ ½ ¨Ù þ ¡ .

IV. ÷ m Ç] M ö + s ÇÊ Ý õ m Í w Š²  o

1. Œ Ÿ «ò k @  ¹ Å°  q(Voltage)Ñ ÷  ¹ Œ ½(Current)Ñ ÷8 ý å ¾ Ë4 

%

i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  y Œ •y Œ •   É r 0 l x • ¸\ " f „  · ú š(V) -

„ 

À Ó(I) : £ ¤$ í `  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ Õ ªa Ë > 6\ 
  · p . 0 l x • ¸ 3.5

% \ " f „  À Ó 1 Am ”  7 £ x † < Ê\     „  · ú šs  15.0, 24.0, 34.5, 44.5, 52.0 V – Ð 7 £ x  # Œ 1  q Y V† < ÊÜ ¼– Ð % i  o
à Ô µ

¢

§ à º6   xÓ  os  Ω$ í B | 9 e ” `  ¦ · ú ˜ à º e ” “ ¦ y Œ • 0 l x • ¸\ " f• ¸ „   À

Ó 7 £ x † < Ê\     „  · ú š• ¸ 1  q Y V # Œ 7 £ x † < Ê`  ¦ S X ‰ “  

% i  . „  À Ó 4 A– Ð { 9 & ñ ½ + É M : y Œ • 0 l x • ¸\ " f „  · ú š`  ¦ q 

“

§ # Œ ˜ Ѐ   3.5 %\ " f 44.5 V, 10 %\ " f 27.5 V, 15 %\ 

"

f 24.0 V, 20 %\ " f 23.0 V, 25 %\ " f 21.5 V– Ð 0 l x • ¸

9 þ

t à º2 Ÿ ¤ „  · ú šs  y Œ ™™ èô  Ç . s   H % i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  0 l x

•

¸ 9 þ t à º2 Ÿ ¤ K o   ) a € ª œs “ : r õ  6 £ § s “ : r_  à º ´ ú § " f s 

“

: r  Ö ¸1 l x • ¸(Ionic activity) ß ¼l  M :ë  H \  ± ú “ É r „  · ú š\ " f

•

¸ ° ú  “ É r „  À Ó â ì\  ¦  כ Ü ¼– Ð Ò q ty Œ • ) a   [16].

2.  ¹ Œ ½; c    \ ¥ MHD ˜ ¼ à à ÅI í Ä

Õ

ªa Ë > 6. V-I characteristics at various NaCl solution con-

centrations.

Õ

ªa Ë > 7. MHD propulsive force vs. Current.

%

i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  0 l x • ¸   o\    É r MHD Æ Ò”  § 4  _

 _ ” > r$ í õ  „  À Ó 1 A ∼ 9 A # 3 0 A ? /\ " f „  À Ó\  @ /ô  Ç MHD Æ Ò”  § 4 _  _ ” > r$ í `  ¦ q “ §K  ˜ Ѐ Œ ¤ . 0 l x • ¸ 3.5 %“   Ã

º6   xÓ  o\ " f „  À Ó 1 A\  ¦ f  ˧ 4 `  ¦ M : & ñ t   © œI \ " f Ø  ¦µ 1 Ï ô 

Ç C  r ç ß –(t) 12.6œ í 1 l xî ß –\  0.35 m\  ¦ s 1 l xô  Ç  â Ä º_  8

£

¤& ñ ° ú כ`  ¦ d ” (5)õ  d ” (6)\  @ /{ 9  # Œ > í ß –K  ˜ Ѐ   5 Å q

•

¸(a)ü < Æ Ò”  § 4 (F)“ É r y Œ •y Œ • ~a = 4.4 × 10

⁻³

m/s

²

x 9  F = 1.1 × 10

⁻³

N s  . s ü < ° ú  “ É r ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð ° ú  “ É r 0 l x • ¸ 3.5

% \ " f „  À Ó\  ¦ 1 Am ”  7 £ x r &  €  " f    2 ; r ç ß – (t)ü <

s

1 l x  o  (S)\  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ 5 Å q • ¸ (~a)ü < Æ Ò”  § 4  (F)\  ¦ ½ ¨

“ ¦, Õ ª  6 £ § \  % i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  0 l x • ¸\  ¦ 10 %, 15

%, 20 %, 25 % – Ð    or &  Šғ ¦ y Œ •y Œ •_   â Ä º\  @ / # Œ

„ 

À Ó_  [ jl \  ¦ 1 A m ”  7 £ x r (  `  ¦ M : s ü < ° ú  “ É r ~ ½ ÓZ O Ü ¼

–

Ð Æ Ò”  § 4 (F)`  ¦ ½ ¨ # Œ & ñ o ô  Ç   õ \  ¦ Õ ªa Ë > 7\ 
  · p



. · ú ¡_  s  : r \ " f• ¸ [ O " î ô  Ç  כ % ƒ! 3  s  z  ´+ « >\ " f 8 £ ¤& ñ 

#

Œ ½ ¨ô  Ç Æ Ò”  § 4 “ É r & h $ í s 
 Ä »^ ‰ $ † ½ Ós  Ÿ í† < ʝ ) a ° ú כs Ù ¼

–

Ð z  ´] j_  Æ Ò”  § 4 ˜ Ð   Œ •“ É r ° ú כs t ë ß –  © œ@ /& h “   Õ ª ° ú כ`  ¦ q

“ §   H X <  H  H Á ºo  \ O `  ¦  כ Ü ¼– Ð Ò q ty Œ •ô  Ç .

%

i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o 3.5%\ " f „  À Ó 1 A\ " f 5 A  t

 7 £ x ½ + É M : Æ Ò”  § 4 “ É r 1.1 × 10

⁻³

N \ " f 3.8 × 10

⁻³

N Ü ¼– Ð, 10 %\ " f  H 1 A \ " f 7 A t  7 £ x ½ + É M : 1.2 × 10

⁻³

N \ " f 5.0 × 10

⁻³

N Ü ¼– Ð, 15 %\ " f  H 1 A \ " f 7 A



t  7 £ x ½ + É M : 1.2 × 10

⁻³

N \ " f 4.9 × 10

⁻³

N Ü ¼– Ð, 20

% \ " f  H „  À Ó 2 A\ " f 8 A t  7 £ x ½ + É M : 1.5 × 10

⁻³

N \ " f 4.7 × 10

⁻³

N Ü ¼– Ð, 25 %\ " f  H „  À Ó 2 A\ " f 9 A  t  7 £ x ½ + É M : 1.2 × 10

⁻³

N \ " f 5.2 × 10

⁻³

N Ü ¼

–

Ð y Œ •y Œ • „  À Ó 7 £ x † < Ê\     y Œ • 0 l x • ¸\ " f MHD Æ Ò”  

§

4 ($ † ½ Ó§ 4  Ÿ í† < Ê)• ¸ & h & h  7 £ x ô  Ç . Õ ªa Ë > 3\ " f „  " é ¶  © œu  _

 „  · ú š`  ¦ þ j@ / 68 V t  / B N/ å L % i Ü ¼
 y Œ • 0 l x • ¸\     þ

j@ / „  À Ó 3.5 %\ " f  H 5 A, 10 % \ " f  H 7 A, 15 % \ 

"

f  H 7 A, 20 % \ " f  H 8 A, 25 % \ " f  H 9 A  t  % i  o
 Õ

ªa Ë > 8. Photography of MHD propulsion phenomena.

à

Ôµ ¢ § 0 l x • ¸_  7 £ x \     y Œ • 0 l x • ¸\ " f_  þ j@ / „  À ӕ ¸ 7 £ x

ô  Ç . s  Qô  Ç ‰ & ³ © œ“ É r 0 l x • ¸ 9 þ t à º2 Ÿ ¤ s “ : r_  à º 7 £ x 

# Œ „  À Ó ´ ú §s  â ìØ Ô  H  כ Ü ¼– Ð [ O " î ½ + É Ã º e ”  . „  À Ó

4 A{ 9  M :_  y Œ •y Œ •_  0 l x • ¸\ " f MHD Æ Ò”  § 4 `  ¦ q “ § # Œ

˜

Ѐ   3.5 %\ " f 3.4 × 10

⁻³

N, 10 % \ " f 2.6 × 10

⁻³

N, 15 % \ " f 2.6 × 10

⁻³

N, 20 % \ " f 2.3 × 10

⁻³

N, 25 % \ 

"

f 2.0 × 10

⁻³

N Ü ¼– Ð C  ¹ ¡ §f ” { 9  M : 0 l x • ¸ 9 þ t à º2 Ÿ ¤ % i 

 o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  1 l x& h $ í > à º(coefficient of kinematic viscosity)  7 £ x  # Œ C _  ³ ð€  õ _   ¹ 1 Ï\  _ ô  Ç Ä »^ ‰

$

† ½ Ó(fluid resistance)s  & 4 R" f MHD Æ Ò”  § 4 s  y Œ ™™ è 



 H  כ Ü ¼– Ð [ O " î ½ + É Ã º e ”   [17]. 0 l x • ¸ 20 %, 25 %_  1 A\ 

"

f MHD Æ Ò”  § 4 `  ¦ ½ ¨½ + É Ã º \ O % 3  . s   H % i  o
à Ôµ ¢ § Ã º 6

 

xÓ  o_  0 l x • ¸ 9 þ t à º2 Ÿ ¤ C _  ³ ð€  õ _   ¹ 1 Ï\  _ ô  Ç Ä »^ ‰

$

† ½ Ós  7 £ x  # Œ C _  î  r1 l x`  ¦ # Q§ > >  l  M :ë  H s   Ò q t y

Œ

• ) a  . Õ ªa Ë > 8“ É r MHD Æ Ò”   © œu \  _  # Œ % i  o
à Ôµ ¢ § Ã

º6   xÓ  o\ " f C  Æ Ò”   €  " f µ 1 ÏÒ q tr v   H ™ è6   x[  t s  â ì2 £ §

‰ &

³ © œ`  ¦
  · p  ”  s  .

3. MHD ˜ ¼ à à ÅI í ÄÊ Ý T   ] Ø©  †8 ý R w ‹

%

i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  oõ  „  À Ó_     o\    É r MHD Æ Ò”  

§

4 _  s  : r ° ú כ(F

_t

) õ  z  ´+ « > ° ú כ(F

_e

)`  ¦ q “ § # Œ Õ ªa Ë > 9, Õ ª

Õ

ªa Ë > 9. Theoretical value (F

_t

) vs. experimental value (F

e

) of MHD propulsive force at various concentrations of NaCl solution.

a Ë

> 10\ 
  · p . MHD Æ Ò”  § 4 _  s  : r° ú כ(F

_t

)“ É r d ” (3)\ 

"

f ½ ¨½ + É Ã º e ”   H X <, s  d ” `  ¦ s 6   x # Œ % i  o
à Ôµ ¢ § à º6   x Ó 

o_  0 l x • ¸ 3.5 %, „  À Ó 3 A“    â Ä º\  ¦ > í ß –K  ˜ Ѐ  , „  l 

„ 

• ¸• ¸ σ  H 0.072 S/m,  l  © œ_  [ jl  B

^y

  H 4100 G, „   0

A ֍  H 3000 volt/m, Ä »5 Å q U  H 27.7 × 10

⁻³

m/s, L

_x

  H 0.01 m, L

y

  H 0.007 m, L

z

  H 0.005 m\  ¦ @ /{ 9  # Œ F

^t

= 9.8 × 10

⁻³

N s  . 0 Aü < ° ú  “ É r ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð 0 l x • ¸ 3.5 %\ " f Æ

Ҕ  § 4 _  s  : r° ú כ(F

_t

)`  ¦ ½ ¨ “ ¦ % i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  0 l x

•

¸\  ¦ 10 %, 15 %, 20 %, 25 % – Ð    or v €  " f y Œ • 0 l x • ¸\ 

@

/ô  Ç s  : r ° ú כ(F

t

)`  ¦ „  À Ó\  @ / # Œ ¨ î ç  H # Œ & ñ o ô  Ç    õ

\  ¦ Õ ªa Ë > 9\ 
 ? /% 3  . ¢ ¸ z  ´] j– Ð Æ Ò”  K   H  â Ä º _  Æ Ò”  § 4 _  z  ´+ « >° ú כ(F

_e

)`  ¦ d ” (6)\ " f ½ ¨ô  Ç   õ • ¸ Õ ªa Ë >

9 \  † < Êa 
  · p . Õ ªa Ë > 9_  3.5 %\ " f F

t

  H 9.8 × 10

⁻³

N, F

e

  H 2.5 × 10

⁻³

N Ü ¼– Ð Æ Ò”  § 4 _  s   H 7.3 × 10

⁻³

N s  . y Œ • % i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  0 l x • ¸\ " f F

^t

ü < F

e

_   s

  H 10 % \ " f 6.5 × 10

⁻³

N, 15 % \ " f 6.7 × 10

⁻³

N,

Õ

ªa Ë > 10. The ratio of experimental value dependence of theoretical MHD propulsive force at various concentra- tions of NaCl solution.

Õ

ªa Ë > 11. Average velocity of ship on various currents at different NaCl solution concetrations.

20 % \ " f 8.1 × 10

⁻³

N, 25 % \ " f 11.4 × 10

⁻³

N Ü ¼– Ð 0

l

x • ¸ 9 þ t à º2 Ÿ ¤ F

t

ü < F

_e

_  s  €  •ç ß –m ”  7 £ x ô  Ç . Õ ª Q

 Õ ª ° ú כ[ þ t s   o à º(order) ² ú ˜ | 9  & ñ • ¸_  s   H
 


t  · ú §Ü ¼Ù ¼– Ð q “ §& h  q 5 p wô  Ç ° ú כ`  ¦ % 3 `  ¦ à º e ” % 3  . s  [

þ

t s 
 
  H " é ¶ “  [ þ t – Ѝ  H C  î  r1 l x½ + É M :_  › ¸ 

$

† ½ Ó, C ü < % i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  & h $ í \  _ ô  Ç Ä »^ ‰$ † ½ Ó, duct x 9  nozzle? /_  Ä »^ ‰ â ì2 £ § \  @ /ô  Ç › ' a ? /$ † ½ Ó, / B N l $ 

†

½ Ó, Y U{ 9 \ " f „  ‚   s 1 l x½ + É M :_   ¹ 1 Ï$ † ½ Ó 1 p x s  ŠҖ Ð l 

#

Œô  Ç  כ Ü ¼– Ð \ V © œ½ + É Ã º e ”  . Õ ªa Ë > 10“ É r F

t

\  @ /ô  Ç F

_e

_  q

Ö  ¦(ratio)`  ¦
  · p . 0 l x • ¸ 10 %\ " f q Ö  ¦ s   © œ ß ¼

“

¦ 0 l x • ¸ 9 þ t à º2 Ÿ ¤ q Ö  ¦ s  y Œ ™™ è   H X <, s   H à º6   xÓ  o_  s 

“

: r  Ö ¸1 l x • ¸ 10 %\ " f  © œ  Ö ¸µ 1 Ï >  l # Œ   H  כ Ü ¼– Ð Ò q

ty Œ •÷ & 9 % i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o „  ^ ‰\ " f F

t

\  @ /ô  Ç F

_e

_  q

Ö  ¦“ É r 26.87 % s  .

4. 9 08 ý ç g Ë ¿ Q <’ Ò ×y ¢(v)

Õ

ªa Ë > 12. Average velocity of ship against the currents at

all NaCl solutions.

‘

: r z  ´+ « >\ " f C _  ¨ î ç  H5 Å q • ¸• ¸ ‚ à Г ¦– Ð ½ ¨K  ˜ Ѐ Œ ¤ . f ” 

‚ 

 î  r1 l x \ " f ¨ î ç  H5 Å q • ¸  H

v = (v

₀

+ v

_f

)/2 (7) s

 . C  & ñ t   © œI \ " f Ø  ¦µ 1 Ï Ù ¼– Ð v

0

= 0 s  . % i  o

à Ôµ ¢ § 3.5 %, 1 A{ 9  M : 5 Å q • ¸ (~a)  H 4.38 × 10

⁻³

m/s

²

,

 

 2 ; r ç ß – t = 12.63 ss Ù ¼– Ð C _ 
×  æ5 Å q • ¸  H 1 p x 5 Å q

•

¸ î  r1 l x ~ ½ Ó& ñ d ” \ " f v

f

= 0 + at s m , # Œl \  @ /{ 9  # Œ v

_f

= 5.5 × 10

⁻²

[m/s]   ) a  . s  ° ú כ`  ¦ ¨ î ç  H5 Å q • ¸ ½ ¨ 



 H d ” (7)\  @ /{ 9  €   v = 27.5 × 10

⁻³

[m/s]   ) a  . % i 

 o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o_  0 l x • ¸\  ¦ 3.5 % \  “ ¦& ñ “ ¦ „  À Ó\  ¦ 1 Am ”  7 £ x r & " f ¨ î ç  H5 Å q • ¸\  ¦ ½ ¨ “ ¦, y Œ •y Œ •_  0 l x • ¸ 10 %, 15 %, 20 %, 25 % \ " f „  À Ó_     o\    É r ¨ î ç  H5 Å q • ¸\  ¦

½

¨ # Œ Õ ªa Ë > 11\ 
 Í Ç x . — ¸Ž  H 0 l x • ¸\  @ / # Œ „  À Ó_ 

 

 o\  @ /ô  Ç ¨ î ç  H5 Å q • ¸  H Õ ªa Ë > 12ü < ° ú  “ ¦ „  À Ó 1 A\ " f

¨ î

ç  H5 Å q • ¸  H 31.3 × 10

⁻³

m/s s “ ¦ „  À Ó 1 Am ”  7 £ x ½ + É M

:   ‚  + þ A& h Ü ¼– Ð ¨ î ç  H5 Å q • ¸ 7 £ x  # Œ 9 A\ " f_  ¨ î ç

 H5 Å q • ¸  H 95.1 × 10

⁻³

m/s s  .   " f „  À Ó 7 £ x  

€ 

 C _  ¨ î ç  H5 Å q • ¸• ¸ 7 £ x † < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . Õ ª Q
 „  À Ó

  -Á º & • ¸ à º6   xÓ  o_  „  l ì  r K – Ð “  ô  Ç „  § 4 ’ < Hz  ´– Ð ¨ î ç

 H5 Å q • ¸_  7 £ x Ö  ¦ s  & h & h  y Œ ™™ è† < Ê`  ¦ Õ ªa Ë > 12\ " f · ú ˜ à º e ” 



. z  ´] j– Ð z  ´+ « >`  ¦ ½ + É  â Ä º\ • ¸ s  Qô  Ç t  © œ`  ¦ œ íA † < ÊÜ ¼

–

Ð z  ´+ « > # 3 0 A ô  Ç& ñ H † d`  ¦ S X ‰ “   % i  .

V. + s Ç Â ] Ø

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H  y Œ •é ß –€  `  ¦ t “ ¦ % i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o Ü

¼– Ð 1 p q G 0 >”   Æ Ò”  duct\  ; Ÿ ¤ ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð % ò ½ ¨ $ 3 `  ¦ [ O

u  # Œ  l  © œ`  ¦   “ ¦, U  ·s  ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð „  À Ó\  ¦ : Ÿ x > 

  H ™ è+ þ A ‚  ~ à ÌÜ ¼– Ð MHD Æ Ò”   © œu \  ¦ ] j Œ • # Œ Õ ª : £ ¤$ í

`

 ¦ › ¸  % i  . €  $  MHD Æ Ò”   — ¸4 S q z  ´+ « > © œu \  ¦ [ O >  ]

j Œ • % i “ ¦,  y Œ •é ß –€  _  MHD duct\  þ j“ ¦ 4100 G_  ç  H { 9

  l  © œ`  ¦  Ò# Œ½ + É Ã º e ”   H  Bž ÐÀ Ó % ò ½ ¨ $ 3 (Nd

2

Fe

14

B)

`

 ¦  ҂ Ã Ì % i Ü ¼ 9, þ j@ / „  l  © œ 5200 V/m t  K ×  ¦ à º e ”

• ¸2 Ÿ ¤ # Œ K à º  Òd ” \  y © œô  Ç Ñ þ ˜F K(Pt)„  F G`  ¦ s 6   x 

#

Œ „  À Ó\  ¦ f  ˧ 4  . s X O >  ] j Œ •ô  Ç ™ è+ þ A ‚  ~ à Ì`  ¦   Ó ü t õ  Ä

» ô  Ç % i  o
à Ôµ ¢ § à º6   xÓ  o\  ` (Ä º“ ¦, s  à º6   xÓ  o_  0 l x • ¸

\

 ¦ 3.5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 % – Ð    or v “ ¦, „  À Ó

\

 ¦ 1 A ∼ 9 A t     or v €  " f MHD Æ Ò”   z  ´+ « >`  ¦ à º '

Ÿ  # Œ s  : r ° ú כõ  q “ § % i  . s  © œ_  ƒ  ½ ¨\ " f › ¸ ô  Ç

?

/6   x`  ¦ כ ¹€  • €    6 £ § õ  ° ú   . ' Í P :, y Œ •y Œ •_  0 l x • ¸\ " f „   À

Ó_  [ jl  7 £ x ½ + Éà º2 Ÿ ¤ / B N/ å L„  · ú š• ¸ ‚  + þ A& h Ü ¼– Ð 7 £ x   9, ° ú  “ É r „  À Ó\  ¦ % 3 l  0 AK " f  H 0 l x • ¸ 7 £ x ½ + Éà º2 Ÿ ¤ „  · ú š

“ É

r y Œ ™™ èô  Ç . Ñ ü t P :, y Œ • % i  o
à Ôµ ¢ § 0 l x • ¸\ " f „  À Ó[ jl 

7

£

x  €   MHD Æ Ò”  § 4 • ¸ 7 £ x   9, 0 l x • ¸ 9 þ t à º2 Ÿ ¤ ° ú  “ É r MHD Æ Ò”  § 4 `  ¦ % 3 l  0 AK " f  H „  À Ó_  [ jl \  ¦ 7 £ x r & 



 ô  Ç . ! Ó P :, s  : r ° ú כõ  z  ´+ « > ° ú כ_  q “ §\ " f 0 l x • ¸ 9 þ t Ã

º2 Ÿ ¤ MHD Æ Ò”  § 4 s  s  : r ° ú כõ _  s  ´ ú §s 
“ ¦, s 



: r ° ú כ\  @ /ô  Ç z  ´+ « > ° ú כ_  # 3 0 A  H 0 l x • ¸\     20 ∼ 31 %– Ð

 

 o  9, 0 l x • ¸ 10 %\ " f ¨ î ç  H q Ö  ¦ s  þ j“ ¦ ° ú כs   ) a Ê ê 0

l

x • ¸ 9 þ t à º2 Ÿ ¤ ¨ î ç  H q Ö  ¦ s  y Œ ™™ èô  Ç .  Å P :, C _  ¨ î ç  H5 Å q

•

¸  H þ j$  31.3 × 10

⁻³

m/s \ " f þ j“ ¦ 95.1 × 10

⁻³

m/s – Ð /

B

N/ å L „  À Ó\  ¦ 7 £ x r v €   C _  ¨ î ç  H5 Å q • ¸• ¸  _  ‚  + þ A& h  Ü

¼– Ð { 9 & ñ >  7 £ x ô  Ç . Õ ª Q
 „  À Ó  -Á º & • ¸ à º6   x Ó 

o_  „  l ì  r K – Ð “   # Œ Õ ª 7 £ x Ö  ¦ s  & h & h  y Œ ™™ è “ ¦ z  ´ +

« >\ • ¸ t  © œ`  ¦ œ íA ô  Ç . s  ƒ  ½ ¨  H œ í„  • ¸ „   $ 3  @ /

’

   Bž ÐÀ Ó % ò ½ ¨ $ 3 (Nd

2

Fe

14

B)`  ¦ s 6   xô  Ç ™ è½ ©— ¸ MHD Æ

Ҕ  \  @ /ô  Ç : £ ¤$ í `  ¦ › ¸  % i   H X <,  l  © œs   8¹ ¡ ¤ y © œ 

“

¦ ™ è+ þ As  9 ! 9î  r œ í„  • ¸ $ 3 s  > hµ 1 ϝ ) a  €   s    õ 

\

 ¦ l œ í t d ” Ü ¼– Ð # Œ ˜ Ð  @ /½ ©— ¸_  MHD Æ Ò”  § 4 \ 

› '

aô  Ç z  ´6   xƒ  ½ ¨\  t  S X ‰ © œr ~  ´ à º e ”   H 0 p x$ í `  ¦ ] jr  ô 

Ç a % ~“ É r l œ í  « Ñ | ¨ c  כ Ü ¼– Ð Ò q ty Œ •ô  Ç .

Y c

p w Š à U Ø ”  ô

[1] ~ Ã Ì ü ½ ©: e  ¦  Ý ¼  x 9  ð× rÎQ, @ /½ ¨, + þ A[ O Ø  ¦ó ø Í



, 21-22 (1985).

[2] ^ ” î  rd ” : ô  Dz D G~ à Ì6   x l  › ' a† < Æ rt , 17, 50 (1993).

[3] ë  H# î Á º, s ð  r<  ª / B N $ : œ í„  • ¸_  s K ü < 6 £ x6   x, " fÖ  ¦,

\

× ¼% 7 ˜, 1-20 (1997).

[4] James B. Friauf, Electromagnetic Ship Propulsion, ASNE J., Feb., 139-142 (1961).

[5] W. A. Rice, U. S. patent 2997013, Aug (1961).

[6] Doragh R. A., Magnetohydrodynamic Ship Propul- sion Using Super-conducting Magnets, SNAME Trans. 71, 370 (1963).

[7] S. Way, Electromagnetic Propulsion for Cargo Sub- marines, Journal of Hydraulics, 2, 49 (1968).

[8] A. Iwata, Y. saji, and S. Sato, Proc. ICE, 8, 775 (1980).

[9] ë  H# î Á º. s ð  r<  ª / B N $ , œ í„  • ¸_  s K ü < 6 £ x6   x, " fÖ  ¦,

\

× ¼% 7 ˜, 1-20 (1997).

[10] ^ ” î  rd ” : ô  Dz D G~ à Ì6   x l  › ' a† < Æ rt , 17, 51(1993).

[11] F. F. Chen, Introduction to plasma physics, (NewYork, Plenum Press, 1977), p.162.

[12] î  r& ñ “  , & ñ ´ ò  , ^ ” F [  t / B N% i , Ä »^ ‰% i † < Æ, " fÖ  ¦, Ðz

2gý, 86-111 (1998).

[13] כ8(: móQžk, " fÖ  ¦, " é ¶  Ø  ¦ó ø Í , 266 (1994).

[14] S ! 7 á x  , e ”  © œ„  , ^ ” F G…  ;, “ ¦î  r[ O , e ” ‰ & ³ å: Á Q`¹, " fÖ  ¦, Ѝ, 201-261 (1977).

[15] S ! 7 á x  , e ”  © œ„  , ^ ” F G…  ;, “ ¦î  r[ O , e ” ‰ & ³ å: Á Q`¹, " fÖ  ¦, Ѝ, 18-32, 64-126, 200-260 (1977).

[16] כá : þËQ, " fÖ  ¦, a02gý, 44-47, 55 (1988).

[17] î  r& ñ “  , & ñ ´ ò  , ^ ” F [  t / B N% i , Ä »^ ‰% i † < Æ,  â l • ¸, I  ô

¥Ø  ¦ó ø Í , 113-133, 388 (1998).

Model Experiment for MHD Propulsion

Byung Wook Jung and Duck Kyu Park

^∗

Department of Physics Education, Kyungpook National University, Daegu 702-701 (Received 18 March 2003)

In this study, we made a small-scale magnetohydrodynamic (MHD) thruster to investigate the characteristics of MHD propulsion in sodium chloride solution. This thruster was made with a rare–earth permanent magnet Nd

2

Fe

14

B and platinum (Pt) electrodes in a sodium chloride solution filled with dust. In order to investigate how the critical factors, i.e., the size of the electrodes, the distance between electrodes, the magnetic fields of the rare-earth permanent magnet, the NaCl concentration, and the electric current, affect the MHD propulsive force in the duct, we carried out extensive experiments for various values for each factor. Using those results, we designed a MHD thruster and estimated the MHD propulsive force by using a magnetic field of 4100 Gauss supplied by a rare-earth permanent magnet Nd

2

Fe

14

B and an electric field of 5200 V/m supplied by a DC power supply through the platinum(Pt) electrodes NaCl concentrations ranging from 10and electric currents ranging from 1 A to 9 A in the duct. The strongest MHD propulsive force was found to be at a NaCl concentration of 25%, an electric current of 9 A, when the mean velocity of the thruster ranged from to. Also, we discovered that the MHD propulsive force increased as the applied electric-currents increased at each NaCl concentrations, and that there was a greater difference between the experimental values and the theoretical values at high NaCl concentrations.

The mean value of the propulsive force we measured was smaller than the corresponding theoretical value by about 73.1%. The results obtained in this study can be provide useful data for a practical study of a large–scale MHD propulsive force.

PACS numbers: 52.75.Fk, 52.30.-q, 01.50.My

Keywords: Rare–earth permanent magnet, Magnetohydrodynamic propulsion

∗

E-mail: [email protected]