Bâli Kaptan
Cuma, 27 Mart 2020

Erken dönem MHD denizaltı kavramı, 1966

Şimdiki konu 19 harften oluşan oldukça havalı, tek kelimelik bir isme sahip Manyetohidrodinamik veya kısa ifâdesiyle MHD olarak tanımlanan kavrama hızlı bir girişten ibâret olacak gibi. MHD, bilim ve teknolojinin çok çeşitli sahaları ile doğrudan veya dolaylı yoldan etkileştiği için kapsama sahası da oldukça geniştir ki kâinatın yaradılış algoritmasını (maddî açıdan) açıklayabilme ve anlayabilme noktasındaki önemi sebebiyle, bütün bu sahalar içinde ilk sıraya herhalde Gökfiziğini koymak gerekirdi.

Evet MHD, güneş fiziği, uzay plazma fiziği gibi çeşitli gökfiziği uygulamaları için çok önemli bir bilim alanıdır. Bununla birlikte biz daha çok konunun "tuzlu su" uygulamalarına yönelik taraflarına meyilli olduğumuz için tâkip edecek bölümlerin ilerleyişi de mecburen buna uygun olacaktır denilebilir.

Güneş ve Manyetohidrodinamik

Resim.2) Güneşin atmosferi de manyetohidrodinamik kuvvetler tarafından idâre edilir. Karikatür ise xkcd.com'dan.


Elektromanyetizma hâdisesinin anlaşılmasında en büyük katkıyı sağlayan ve 19.yüzyıl bilim tarihindeki önemli isimlerden olan ingiliz bilimadamı Michael Faraday çalışmalarına kimyacı olarak başlamış (ki kimya profesörüdür) daha sonra fizik ağırlıklı olarak devam etmişti. O zaman diliminde fizikçi kavramı artık kullanılmaya başlanmış olsa da Faraday bu ifâdeyi sevmiyor ve kendisini filozof olarak tanımlıyordu.

Deney temelli çalışmalara ağırlık vermesiyle tanınan Faraday hem kimya, hem de fizik alanında çok önemli keşiflere imza atmıştır. Örneğin 1831'de elektromanyetik hareketi keşfi ile kinetik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülebilmesinin önü açılmış ve o güne kadar ancak kimyevî olarak (piller ile) üretilebilen elektriğin artık dinamolarla üretilebilmesi mümkün hâle gelmiş, ilâve olarak ilerleyen zaman içinde elektromanyetik esaslı akışölçer gibi yeni teknolojilerin geliştirilmesi de yavaş yavaş başlayabilmiştir.

Faraday'ın Elektromanyetizma Deneyi

Resim.3) Faraday tarafında Londra'daki Waterloo köprüsünde, suya daldırılmış iki Bakır levha ve bir gerilimölçer ile gerçekleştirilen deney, 12 Ocak 1832.


1832'de öngörülerini doğrulayabilmek için Faraday, Londra'daki bir köprüde büyük ölçekli bir deney [Resim.2] gerçekleştirmeye karar verdi. Kullandığı kavram oldukça sıradışıydı; yeryüzünün sağladığı manyetik alanı ve birbirine uzak olarak suya daldırılmış iki metal levhayı bir gerilimölçer ile birbirine bağlayarak Thames nehrinin debisini ölçmek.

Elde edilen sonuç, elektrokimyasal ve termoelektrik etkiler yanında o günün gerilimölçer teknolojisinin ihtiyaç duyulan μVolt hassasiyetine sahip olmaması sebepleriyle, başarılı olamadıysa da sonraki senelerde, iskoç fizikçi ve matematikçi James Clerk Maxwell, hollandalı fizikçi Hendrik Antoon Lorentz gibi bilimadamlarının da katkılarıyla, insanoğlunun hikâyesinde enerji kullanımına bağlı büyük değişim artık başlamıştı...

SSCB/Rusya tarafından işletilen manyetohidrodinamik deney tesisi

Resim.4) SSCB/Rusya tarafından işletilen MHD Sevk Sistemi deney tesisinden nâdir bir görüntü, Karpov Fizikî Kimya Enstitüsüne ait bir donanım olabilir.


Manyetohidrodinamik, bir manyetik alanın etkisi altındaki elektriksel olarak iletken akışkanların ki bu akışkan; sıvı, gaz veya plazma olabilir, durumunu tanımlar. Dolayısı ile MHD denklemleri iletken akışkanların iriölçekli davranışlarını tanımlayabilmek için Maxwell'in elektromanyetizma eşitlikleri ile akışkan dinamiği eşitliklerini bağlayan bir yapıdadır.

Velhâsıl manyetohidrodinamik konusunun bizim ilgi alanımıza giren temel başlıkları olarak;

  1. Denizaltıların, gemilerin ve insansız sualtı araçlarının sevk edilmesi
  2. Sınır tabaka müdahalesi ile direncin azaltılması
  3. Sınır tabaka müdahalesi ile gürültünün azaltılması
  4. Özel maksatlı tulumbalar
  5. Güç üretimi
  6. Elektromanyetik izlerin azaltılması
  7. Akışın kontrol edilmesi
gibi kaba bir sıralama yapılabilir. Sonraki muhtemel bölümlerde bu maddelerin bağımsız olarak ele alınması söz konusu olabilir...

♦ Kaynaklar

1. Silent Sea Engine for Nuclear Subs / Popular Science, 1966 (Ocak), James G. Busse
2. Magmeter History and Working Principle, 2012
3. Karpov Fizikî Kİmya Enstitüsü genelağ sitesi - http://www.istc.int
4. Introduction to Magnetohydrodynamics, 2015, Nick Murph
 
Telif Hakkı © 1997-2021 [uskudar.biz]
- sürüm 6.0.0 - Bütün Hakları Saklıdır.
Kullanım şartları için tıklayın!