超导磁流体推进技术—动装

日本磁流体推进研究
日本的神户商船大学最早进行超导磁流体推 进的研究。日本亦是世界上研制成第一艘超导磁 流体推进船的国家，其研究目标是水面船舶。
取得成就：
解决了众多的实用化问题，如超导磁体的绕制及重 量减轻；推进器的整体构型及与船体的配合安装；低温 容器的效率及轻量化；电极材料及电解气泡等等。
中国磁流体推进的研究
磁流体推进原理简图
结构简图
超导磁流体推进器的组成及结构形式
主要组成
超导磁体 通道 电极 电源和控制测量系统
超导磁流体推进器的组成及结构形式
线形通道磁流体推进器
结构形式
螺旋形通道磁流体推进器
环形通道磁流体推进器
应用船舶主要构成部分
名称
作用
核反应堆舱
提供能量
操控舱和推进器 装有液氮制冷装置、推进器装置和仪表台等 舱
发电机舱
给推进器以及照明等其它设备供电
蓄电池舱
备用能源
磁流体动力装置技术的特点
优点：
• 震动、噪音小、高效； • 高速； • 易于布置机舱； • 易于控制和操作。
磁流体动力装置技术的特点
震动、噪音小、高效：
由于超导磁流体推进取消了常规的螺旋桨、喷水推进、 泵喷等转动机构，因而可大大降低由转动机构引起的噪声 和振动。尤其在高速船舶中，螺旋桨推进不可避免地会产 生空泡。空泡的产生不仅会引起船舶的振动，产生噪声， 而且严重影响螺旋桨的推进效率，缩短使用寿命。而超导 磁流体推进将不受此种危害，使舰船真正实现安静航行。 同时摩擦损失的减小使得效率进一步提高。
超导磁流体推进技术
大和一号
磁流体推进是近四十年出现的一 种新型推进方式。1992 年世界第一艘 超导磁流体推进船“大和一1”号的试 航成功,标志着磁流体推进研究进入了 一个新阶段,目前许多造船大国纷纷对 此技术进行详细研究,并预测此种推进
方式将是本世纪最具发展前景的船舶 推进方式之一。
基本原理 ： 贯通海水的通道内建有一个磁场，这个 磁场能对导电的海水产生电磁力作用， 使之在通道内运动，若运动方向指向船 艉，则反作用力便会推动船舶前进。
结语：
磁流体技术作为新出现的动力装置 技术，近些年取得一定的发展，但是还 不足以灵活应用，还有一些问题，相信 不久在诸多科学家研究下能突破瓶颈， 使其成为未来的最主要动力装置。
磁流体动力装置技术的特点
高速：
由于超导磁流体推进的动力输出装置，如磁体、电极 等都是相对静止的，这样就可大大提高船舶主机的功率级， 不再受转动机械的功率限制，从而可制造出超大功率的高 航速舰船。
磁流体动力装置技术的特点
易于布置机舱：
由于超导磁流体推进器的一切设备无固定地安装在机 舱内某个位置的要求，因此可以在舰船的设计中有效地利 用舱室空间，供给设备安装的灵活性。
开端：70年代，七〇二所曾经研究过常规导体的磁 流体推进技术（推进效率极低）
近年成果：
• 超导磁流体推进器回路试验装置的研制 • 螺旋式磁流体推进试验船－“HEMS-1”的研制 • 中日高场强磁流体推进器的试验研究
中国洛神号超导磁流体潜艇试车重 大突破,领先世界。超导电磁流体推进是 把电能直接转换成流体动能，以喷射推 进取代传统螺旋桨推进的新技术，它具 有低噪音和安全性等特点，在特殊船舶 推进应用中具有重大价值。中科院从 1996年开始超导磁流体推进技术的研究， 研制成功世界上第一艘超导螺旋式电磁 流体推进实验船，2000年获中科院科技 进步二等奖。建成了用于磁流体推进器 水动力学研究的海水循环试验装置和用 于试验船综合性能研究的航试水推进器中电极的极性或电流的大小即 可改变推力的方向或推力的大小，而改变电极的极性或电 流的大小较机械逆转或变速更容易实现，并容易做到平滑 调速，从而提高了舰船的灵活性，改善了舰船的操纵性能。
磁流体动力装置技术的特点
缺点：
• 当前技术水平下成本高、速度慢； • 需大型发电机，增加船只重量。
目前应用范围
• 军用船舶、潜艇、鱼雷（中国、美国、俄罗 斯等）
• 民用船舶（日本为主）
美国磁流体推进的研究
四个研究单位
美国海军水下系统中心 戴维·泰勒舰船研究中心 阿贡 国家实验室 阿夫可公司
取得成果：
对超导磁体的结构和舰船上安装磁流体推进器的结构型 式进行了广泛的研究，其中大型磁体的磁感应强度可达6～8 T， 提出了潜艇上应用的环状式结构将具有最高的效率，并作了 全面的试验研究，得到许多有益的结果。
俄罗斯磁流体推进研究
主要参与单位：科学院高温物理所、列宁格勒 造船学院和克雷洛夫研究院等。
取得成就：
完成了50 kW超导磁流体推进样机的原理性研究，包 括理论和试验，并开始研制1 200 k W的超导MHD推进器。 大大降低磁体线圈的绕制难度，有效地提高磁场强度， 同时可解决磁体支撑内壁的强电磁应力。