1961年，賴斯(Rice W A)基于液態(tài)金屬電磁泵工作原理提出了電磁推進(jìn)系統(tǒng)，即磁流體推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)想，從而拉開了船舶磁流體推進(jìn)研究的序幕。磁流體推進(jìn)器是利用海水中電流與磁場(chǎng)間的相互作用力產(chǎn)生推力推動(dòng)船舶前進(jìn)，所以推進(jìn)器沒(méi)有螺旋槳及運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)引起的振動(dòng)和噪聲，并能滿足船舶高速航行，因此受到各國(guó)的普遍重視。自此開始，美國(guó)、日本、前蘇聯(lián)、中國(guó)等國(guó)先后開展磁流體推進(jìn)的研究。（注：文中“T”為特斯拉，1節(jié)=1.852公里/小時(shí)）

磁流體推進(jìn)器能完美解決傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題

磁流體推進(jìn)器的應(yīng)用基礎(chǔ)研究

在經(jīng)歷了菲利普（Phillip O M）和多拉格（Doragh R A）等人的先期理論研究后，1966年，韋（Way S）研制出由常導(dǎo)線圈構(gòu)成的雙圓柱電磁推進(jìn)系統(tǒng)，并安裝在EMS-1潛艇模型上進(jìn)行試驗(yàn)。盡管該推進(jìn)器的磁場(chǎng)只有0.015T，推進(jìn)的船速也只有0.4m/s，但畢竟它是首次實(shí)現(xiàn)了船舶流體推進(jìn)，因此具有重要的意義。隨后的1971年，我國(guó)第六機(jī)械工業(yè)部下屬的701所和712所聯(lián)合研制出磁場(chǎng)為0.075T的外磁流式磁流體推進(jìn)器，并安裝在潛艇模型上在水池中進(jìn)行試驗(yàn)，船速約0.62m/s。

磁流體推進(jìn)模型

磁流體推進(jìn)器面臨的問(wèn)題

雖然這兩個(gè)試驗(yàn)都證實(shí)了磁流體推進(jìn)船舶的可行性，但是由于試驗(yàn)船的磁場(chǎng)太弱，致使推力很小，效率很低。而學(xué)者們普遍認(rèn)為只有推進(jìn)器磁體能在幾個(gè)立方的通道內(nèi)產(chǎn)生20T以上的磁場(chǎng)，才有可能使它達(dá)到實(shí)用的推進(jìn)效率，以當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，利用常導(dǎo)磁體是不可能實(shí)現(xiàn)這樣高的磁場(chǎng)的，只有采用超導(dǎo)磁體，才有可能實(shí)現(xiàn)。不過(guò)由于當(dāng)時(shí)的超導(dǎo)磁體技術(shù)并不成熟，磁體的場(chǎng)強(qiáng)并不高，無(wú)法滿足技術(shù)要求，使得在60年代中期以后的10年時(shí)間里，磁流體推進(jìn)的研究基本上處于停滯狀態(tài)。

磁流體推進(jìn)原理

超導(dǎo)磁體為何能解決磁流體推進(jìn)器效率低的問(wèn)題？

解決磁流體推進(jìn)器效率低的關(guān)鍵措施，就是提高推進(jìn)器的磁通密度，產(chǎn)生更強(qiáng)的磁場(chǎng)。超導(dǎo)磁體能夠產(chǎn)生更強(qiáng)磁場(chǎng)的主要原因是因?yàn)橹谱鞔朋w的線圈材料是完全導(dǎo)電的，在線圈通電勵(lì)磁后，電流毫無(wú)衰減地在其閉合的回路內(nèi)流動(dòng)，并獲得穩(wěn)定的“永久磁場(chǎng)”。由于磁場(chǎng)中沒(méi)有磁飽和的限制，加之線圈沒(méi)有電阻，也就不存在通過(guò)強(qiáng)大電流時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱損耗。因此，線圈的電流密度理論上可以做的極大，磁場(chǎng)就可以得到極強(qiáng)。

采用超導(dǎo)磁體的磁流體推進(jìn)器實(shí)物

超導(dǎo)技術(shù)的突破，磁流體推進(jìn)器迎來(lái)新生機(jī)

進(jìn)入70年代，隨著超導(dǎo)材料尤其是高溫超導(dǎo)材料的發(fā)展，磁體技術(shù)得到了極大的發(fā)展，使人們看到了磁流體推進(jìn)實(shí)用化的前景，并開展了一系列實(shí)用化的研究。1976年，日本神戶商船大學(xué)佐治吉郎等人，首次將超導(dǎo)磁體用于磁流體推進(jìn)器，研制出0.607T、推力0.015N的磁流體推進(jìn)裝置。1979年，他們又成功研制出磁場(chǎng)2T、推力15N的磁流體推進(jìn)器。到了1992年，日本更是研制出世界上第一艘正式的全尺寸磁流體推進(jìn)試驗(yàn)船“大和一號(hào)”，在磁場(chǎng)為2T時(shí)船速達(dá)到5.3節(jié)，使磁流體推進(jìn)器步入“新時(shí)代”。

“大和一號(hào)”試驗(yàn)船

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