משרד המלחמה

DOW-UAP-D149, AAWSAP DIRD, הנעה נושמת-אוויר ואנרגיה מבוססות MHD ליישומי תעופה וחלל, נובמבר 2010

DOW-UAP-D149_AAWSAP-DIRD-MHD-Air-Breathing-Propulsion-and-Power-for-Aerospace-Applications-November-21-2010.pdf

— —

// תקציר רשמי

מתוך התיאור הרשמי של war.gov.

מסמך זה הוא מסמך עזר מודיעיני ביטחוני (DIRD), פורמט עזר טכני שבו השתמשה סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA) כדי לתעד ידע בסיסי בנושא מסוים לשימוש אנליטי עתידי. מוטב להבין מסמכי DIRD כתוצרי עזר וסינתזה ולא כמחקר מקורי. זהו אחד מ-38 מסמכי DIRD שהופקו במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSAP) בין 2009 ל-2011. מאחר שהיקפה של AAWSAP התיר מגוון רחב של נושאים תומכים, לא כל מסמך DIRD בסדרה עוסק ישירות במערכות תעופה וחלל או בהערכת איומים עתידיים. הסיכום שלהלן משקף את היקף ה-DIRD ואת מסגורו בעת כתיבתו, ואין לקרוא אותו כמרמז על תיקוף עכשווי של המושגים הנדונים. DIRD זה סוקר מושגים מגנטו-הידרודינמיים (MHD) ומבוססי פלזמה להנעה נושמת-אוויר, לייצור חשמל על הסיפון ולשליטה אווירודינמית, וטוען שמערכות כאלה יכולות עקרונית להרחיב את ביצועי התעופה והחלל מעבר למגבלות ההנעה הכימית המקובלת ומשטחי ההיגוי הרגילים. הדו"ח סוקר מושגים ובהם האצת MHD, בקרת זרימה, בקרת פתח כניסה, ייצור חשמל על הסיפון, הפחתת גרר ומשטחים אווירודינמיים "וירטואליים" הנוצרים באמצעות פלזמה, תוך תשומת לב מיוחדת ליישומים היפרסוניים כגון הפקת אנרגיה ממנועי סקרמג'ט, כלי רכב לחדירה חוזרת לאטמוספרה, דואונים לתקיפה גלובלית ותמרונים מסלוליים בסיוע אווירודינמי. עם זאת, הוא מדגיש אילוצים מעשיים משמעותיים, בעיקר דרישות אנרגיה קיצוניות, משקל ומורכבות המערכת, והקושי להשיג יינון שימושי באוויר קר יותר במהירויות היפרסוניות נמוכות יותר; על בסיס זה הוא טוען שמושגי עקיפת MHD בסגנון Ajax, שבהם אנרגיה מופקת מזרימת האוויר במעלה הזרם ומוחזרת במורד הזרם באמצעות מערכת אלקטרומגנטית, אינם בעלי משמעות מתחת לכמאך 12, ואילו את ה"מעטפת הווירטואלית" (virtual cowl) ויישומי החדירה החוזרת הקשורים בה הוא רואה כסבירים יותר. המסמך מציג את מערכות הפלזמה וה-MHD לתעופה וחלל כתחום רציני מבחינה טכנית אך תובעני ביותר, שהבטחתו לטווח הקרוב טמונה בבקרה היפרסונית ייעודית, בייצור חשמל וביישומי חדירה חוזרת, ולא במערכת הנעה נושמת-אוויר ממומשת במלואה. בוצעו השמטות כדי להגן על זהות עדי ראייה, מיקומי מתקנים ממשלתיים, או מידע פוטנציאלית רגיש על אתרים צבאיים שאינם קשורים ל-UAP. לא בוצעו השמטות בקבצים שפורסמו תחת הנחיית הנשיא טראמפ בנוגע למידע על טבעם או קיומם של מפגשים שדווחו כ-UAP או תופעות נלוות.

הצגת המקור באנגלית

This document is a Defense Intelligence Reference Document (DIRD), a technical reference format used by the Defense Intelligence Agency (DIA) to capture baseline knowledge on a specific topic for later analytic use. DIRDs are best understood as reference and synthesis products rather than as original research. It is one of 38 DIRDs produced under the Advanced Aerospace Weapon System Applications Program (AAWSAP) between 2009 and 2011. Because AAWSAP’s scope permitted a broad range of supporting topics, not every DIRD in the series directly concerns aerospace systems or future threat assessment. The following summary reflects the DIRD’s scope and framing at the time of writing and should not be read as implying current validation of the concepts discussed.This DIRD surveys magnetohydrodynamic (MHD) and plasma-based concepts for air-breathing propulsion, onboard power generation, and aerodynamic control, arguing that such systems could in principle extend aerospace performance beyond the limits of conventional chemical propulsion and control surfaces. The report reviews concepts including MHD acceleration, flow control, inlet control, onboard power generation, drag reduction, and plasma-generated “virtual” aerodynamic surfaces, while giving particular attention to hypersonic applications such as scramjet power extraction, reentry vehicles, global-strike gliders, and aero-assisted orbital maneuvers. However, it emphasizes major practical constraints, especially extreme power requirements, system weight and complexity, and the difficulty of achieving useful ionization in colder air at lower hypersonic speeds; on that basis, it argues that Ajax-style MHD bypass concepts, in which energy is extracted from the airflow upstream and reintroduced downstream through an electromagnetic system, are not meaningful below about Mach 12, while treating the “virtual cowl” and related reentry applications as more plausible. The document presents plasma and MHD aerospace systems as a technically serious but highly demanding field whose nearer-term promise lies in specialized hypersonic control, power generation, and reentry applications rather than a fully realized air-breathing propulsion system. Redactions have been made to protect the identity of eyewitnesses, the location of government facilities, or potentially sensitive information about military sites not related to UAP. No redactions have been made to any files released under President Trump's directive concerning information about the nature or existence of any encounter reported as a UAP or related phenomena.

// תוכן המסמך — תרגום

תרגום עברי של ה-OCR.

בלתי מסווג // לשימוש רשמי בלבד

מסמך עזר של המודיעין הביטחוני (Defense Intelligence Reference Document)
Defense Futures

21 בנובמבר 2010
ICOD: 20 ביולי 2010

הנעה ואנרגיה מגנטו-הידרודינמיות (MHD) נושמות-אוויר ליישומים אוויריים-חלליים

מסמך העזר של המודיעין הביטחוני מספק מידע עזר שאינו מהותי אך מוסמך, הנוגע לנושאים או למתודולוגיות מודיעיניים.
הוכן על ידי:
אגף התרעה טכנולוגית (DWO-4)
משרד ההתרעה הביטחוני
מנהלת הניתוח
סוכנות הביון הביטחונית (DIA)
מחברים: AAP Person 86, AAP Person 87

(U) אזהרת זכויות יוצרים: אין להפיץ הלאה את התצלומים שבפרסום זה.
מוצר זה הוא אחד מתוך סדרת דוחות טכנולוגיה מתקדמת שהופקו בשנת הכספים 2010 במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSA) של משרד ההתרעה הביטחוני בסוכנות הביון הביטחונית. הערות או שאלות בנוגע למסמך זה יש להפנות אל AAP Person 1, מנהל תוכנית AAWSA, סוכנות הביון הביטחונית, לשכת JUIAF - DI/DWO-3, בניין 6000, וושינגטון די.סי. 20340-5100.

בלתי מסווג // לשימוש רשמי בלבד
תוכן העניינים
פלזמות מיוננות חלשות ליישומי הנעה — 2
עקרונות יסוד של מגנטו-הידרודינמיקה ודרישות ל…
יישומי MHD לכניסה חוזרת לאטמוספרה ולטיסה קרוב-מסלולית — 20
איורים
איור 2. מדחפי יונים אלקטרוסטטיים עם רשתות — 8
איור 3. כיווני השדות במערכות שדה הול ובמדחפי הול מסוג PS
איור 4. תצורת השדות במאיץ אלקטרומגנטי ומדחפי חלליות אלקטרומגנטיים בשדה עצמי — 9
איור 6. בקרת MHD על פתח היניקה של מנוע סקרמג'ט באמצעות יינון בקרן אלקטרונים — 15
איור 7. תרשים סכמטי של תפיסת כלי הטיס ההיפרסוני Ajax — 16
איור 8. תפיסת עקיפת האנרגיה ההפוכה (Reverse Energy Bypass) — 19
איור 9. תרשים סכמטי של תפיסת "המעטפת הווירטואלית" (Virtual Cowl) — 20
איור 10. רכב כניסה חוזרת עם התקן MHD משולב בגוף, וייעול זרימה וירטואלי מבוסס פלזמה המגדיל את יחס העילוי לגרר (L/D) — 21
איור 11. מדחף קשת אלקטרו-תרמי (Arcjet) על לוויין — 23
איור 13. כלי רכב רעיוניים להנעה חשמלית-גרעינית (NEP) — 24

הנעה ואנרגיה MHD נושמות-אוויר ליישומים אוויריים-חלליים
תקציר
המאמר סוקר תפיסות הנעה חדשניות המנצלות פלזמות (גזים מיוננים) ומגנטו-הידרודינמיקה (MHD). מוצג כי תפיסות אלה אטרקטיביות בשל הפוטנציאל שלהן להשיג ביצועי הנעה וביצועים אווירודינמיים העולים בהרבה על הטכנולוגיות המקובלות כיום. עם זאת, קשיים משמעותיים מעכבים את פיתוחן ויישומן של טכנולוגיות אלה, ובהם משקל, מורכבות, צריכת הספק גבוהה והצורך ב… מלאכותי מורכב וצורך אנרגיה…

+ // המקור באנגלית OCR גולמי. פתח להשוואה / העמקה.

// Excerpt (first ~3,000 chars)

UNCLASSIFIED / LEOROSELGIAie SEO

Defense
Intelligence
Reference
Document

MR SC«é effec Futures

21 November 2010

ICOD: 20 July 2010

MHD Air Breathing Propulsion
and Power for Aerospace
Applications

UNCLASSIFIED / (-OR-OFFECTAEUSE-ONTT

MHD Air Breathing Propulsion and Power for
Aerospace Applications
The Defense Intelligence Reference Document provides nonsubstantive but auLhoritaLive reference
information related to intelli ence to ics or methodolo ies.
Prepared by:
Technology Warning Division (OWO-4)
Defense Warning Office
Directorate for Analysis
Defense Intelligence Agency
Authors:
AAP Person 86, AAP Person 87
(U) COPYRIGHT WARNING: Further dissemination of the photographs in this publication is not
authorized.
This product is one of a series of advanced technology reports produced in FY 2010
under the Defense Intelligence Agency, Defense Warning Office's Advanced
Aerospace Weapons System Applications (AAWSA) Program, Comments or gue~tions
pertaining to this document should be addressed to ._!AA_ P_P,.,,e,,,,,rs,,,,,o.,..n....,1,.,..,.,,..,..,,,.__,,,..,,.,.,,..,.,.~J
AAWSA Program Manager, Defense I ntelligence Agency, ATTN : JUIAF - DI/DW0-3,
Bldg 6000, Washington D.C. 20340-5100
ii

UNCLASSIFIED//FOR OFFICIAL USE ONLY
Contents
Weakly Ionized Plasmas for Propulsion Applications ....................... 2
Basic Principles of Magnetohydrodynamics and Requirements for
MHD Applications to Reentry and Near-Orbital Flight ................ , ....20
Figures
Figure 2. Electrostatic Gridded Ion Thrusters......................................... 8
Figure 3. Field Orientation for Hall Field Systems and PS Hall
Figure 4. Electromagnetic Accelerator Field Configuration and Self-
Field Electromagnetic Spacecraft Thrusters.......................................9
Figure 6 . MHD Control of Scramjet Inlet Using E-Beam Ionization. .......15
Figure 7. Schematic of Ajax Hypersonic Vehicle Concept......................16
Figure 8. The Reverse Energy Bypass Concept.. .................................... 19
Figure 9. Schematic of the Virtual Cowl Concept...................................20
Figure 10. Reentry Vehicle with Surface-Integrated MHD Device and
Plasma-Enabled Vi rtual Streamlining and L/D Increase............... , ....21
Figure 11. Electrothermal Arcjet Thruster on Satellite..........................23
Figure 13. Nuclear Electric Propulsion (NEP) Concept Vehicles.........,....24
UNCLASSIFIED//FOR OFFICIAL USE ONLY
iii

MHD Air-Breathing Propulsion and Power for
Aerospace Applications
Summary
The paper reviews novel propulsion concepts utilizing plasmas (ionized
gases) and magnetohydrodynamics (MHD). These concepts are shown to
be attractive due to their potential to achieve propulsion and
aerodynamic performance far beyond current conventional technologies.
However, significant difficulties impede the development and application
of these technologies; these include weight, complexity, higher power,
and the need for complex and energy-consuming artifi…

// Full OCR

חיפוש בעמוד: Ctrl+F.

// עוד ממהדורה 06