Una transmisión magnetohidrodinámica (MHD) es un motor sin partes móviles que crea empuje al acelerar un fluido cargado con un campo electromagnético. Esto se conoce como la fuerza de Lorentz, cuya magnitud en newtons en cualquier partícula cargada específica se puede calcular sumando la densidad del campo eléctrico en voltios por metro a la velocidad instantánea de la partícula en m / s, multiplicando la suma por la densidad. del campo magnético en teslas, y multiplicando ese producto por la carga eléctrica de la partícula en columbs.
Cuando aumenta la intensidad del campo electromagnético, también aumentan tanto el empuje como el impulso específico de un impulso magnetohidrodinámico. La fuerza de Lorentz se puede aprovechar para la propulsión en naves espaciales, que utilizan plasma cargado como medio fluido y, por lo tanto, se denominan propulsores magnetoplasmadinámicos (MPD). Se han probado prototipos experimentales tanto en satélites rusos como japoneses.
La magnetohidrodinámica en general es la disciplina científica que estudia los fluidos cargados eléctricamente. Explicar y predecir el comportamiento de los fluidos cargados eléctricamente requiere combinar las ecuaciones de dinámica de fluidos de Navier-Stokes con las ecuaciones de electromagnetismo de Maxwell. Esto significa que dos conjuntos de ecuaciones diferenciales deben resolverse simultáneamente, lo que significa que los cálculos son computacionalmente intensivos y con frecuencia requieren supercomputadoras.
En la década de 1990, Mitsubishi construyó prototipos para embarcaciones marítimas que utilizaban propulsores magnetohidrodinámicos, pero estos solo alcanzaron velocidades de 15 km / h (9.3 mph), a pesar de las predicciones de 200 km / h (124.3 mph). Debido a la falta de piezas móviles, los motores magnetohidrodinámicos pueden, en principio, ser fiables, económicos, eficientes, silenciosos y mecánicamente elegantes. Sin embargo, debido a que su fuente de combustible es la electricidad y todavía carecemos de un medio económico para crear celdas de combustible de alta densidad de potencia, los barcos que usan el propulsor MHD deben tener un generador pesado a bordo que queme diesel. Si el costo de las celdas de combustible de hidrógeno aumenta drásticamente en los próximos años, el propulsor MHD podría resultar una alternativa viable a la hélice.
En las naves espaciales, los propulsores magnetoplasmodinámicos requieren una buena cantidad de energía, en megavatios, para funcionar de manera óptima. Hoy en día, incluso los generadores de energía de las naves espaciales más potentes solo proporcionan unos pocos cientos de kilovatios, lo que significa que los propulsores MPD siguen siendo principalmente una tecnología del futuro. Sin embargo, los principios operativos de los propulsores MPD les permiten poseer impulsos específicos extremadamente altos, más de 20 veces el impulso específico de los cohetes químicos, con suficiente potencia.