Diferencia entre revisiones de «Tobera magnética»
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Estos dispositivos de aceleración son una parte fundamental de varios conceptos de propulsión eléctrica espacial, así como de varios sistemas de producción avanzados, como ciertos sistemas de mecanizado por haces de partículas.
Por sus características, permiten el control continuo de empuje e impulso específico (actuaciones de gran importancia en las aplicaciones propulsivas), o modificar las propiedades del chorro de plasma a la salida. Un aspecto fundamental de estas toberas, en contraposición a las toberas materiales de Laval, es el hecho de que evitan el contacto material con el plasma
La evolución de un plasma en una tobera magnética es similar a la de un gas neutro en una tobera sólida de Laval, si bien su física es mucho más rica y compleja debido a las características del plasma y a las interacciones electromagnéticas. Con todo, poco se conoce de dicho proceso de aceleración y expansión, y la mayor parte de los escasos modelos existentes están enfocados al estudio del fenómeno del desprendimiento aguas abajo del plasma de las líneas cerradas de campo.
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Las toberas magnéticas, como las ya nombradas toberas convergente-divergente materiales tradicionales, transforman la energía interna del propulsante en energía cinética dirigida axialmente, produciendo el aumento de velocidad buscado <ref>Andersen et al. Phys. Fluids 12, 557 (1969).</ref>. Hasta la garganta de la tobera, el chorro de plasma es subsónico, y va adquiriendo velocidad a medida que la sección del tubo magnético se va reduciendo. En la garganta, sección de mínima área, el chorro de plasma sufre una transición sónica, y se torna supersónico. Ya en la parte divergente, la expansión del plasma provoca su aceleración.
Si la intensidad del campo magnético aplicado y las condiciones del plasma son adecuadas, el campo magnético confinará y guiará a el plasma en su expansión, consiguiendo producir el deseado efecto
En estas circunstancias, los electrones llevan a cabo un movimiento helicoidal entorno a las líneas de campo<ref>E. Ahedo y M. Merino,
Los iones, de masa mucho mayor que los electrones, no se encuentran magnetizados en general, y su tendencia es a seguir su movimiento de manera rectilínea, dominado por su propia inercia. No obstante, a medida que el plasma se desplaza aguas abajo en la sección divergente de la tobera y el chorro de electrones se va abriendo, estos tiran de los iones a través del campo eléctrico ambipolar que se desarrolla al intentar separar las cargas negativas de las positivas, consiguiendo su expansión supersónica y por tanto su aceleración. Este hecho obliga a que el plasma permanezca en todo momento cuasineutro, lo que significa que las máximas caídas de potencial posibles son del orden de la energía interna del plasma.
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== Separación
Uno de los problemas asociados al uso de toberas magnéticas en aplicaciones propulsivas espaciales es debido a que las líneas de campo magnético son cerradas, es decir, terminan por volver sobre sí mismas, cerrando un circuito magnético.
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Es por tanto de vital importancia para la viabilidad de estos sistemas que se produzca el fenómeno de la separación magnética una vez el chorro de plasma ha sido suficientemente acelerado, antes de que comience a divergir en exceso.
Las últimas investigaciones indican que un posible mecanismo de separación es el propio campo magnético que generan las corrientes eléctricas que se desarrollan en el interior del plasma<ref>A.V. Arefiev, B.N. Breizman,
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{{Reflist}}
==Enlaces
*[http://web.fmetsia.upm.es/ep2/ Equipo de Propulsión Espacial por Plasmas, Universidad Politécnica de Madrid]
*[http://aerospace.engin.umich.edu/ERPS/index.html Electric Rocket Propulsion Society (en inglés)]
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