磁流體推進(jìn)技術(shù)是近二三十年來(lái)出現的新型船舶艦艇推進(jìn)技術(shù),由于傳統有效的螺旋槳機械推進(jìn)方式效率問(wèn)題和噪音問(wèn)題一直難以得到解決,人們一直迫切的尋找一種新型有效的替代技術(shù)。隨著(zhù)近幾十年來(lái)電學(xué)、電磁學(xué)、超導材料科學(xué)的發(fā)展以及現代控制技術(shù)的引入,催生了超導磁流體推進(jìn)技術(shù)。
帶電的粒子在磁場(chǎng)中受到力的作用是磁流體推進(jìn)技術(shù)的理論基礎和技術(shù)原理。在船舶上安裝電磁鐵,通電后,海水中就會(huì )有磁力線(xiàn)通過(guò),同時(shí)產(chǎn)生方向與磁場(chǎng)方向垂直的電流,在磁場(chǎng)和電流相互作用下,船舶與海水之間產(chǎn)生大小相等方向相反的反作用力,從而船舶艦艇獲得了前進(jìn)的推力,推力的大小與磁場(chǎng)強度和電流大小的乘積成正比。如圖,磁流體推進(jìn)技術(shù)原理。

世界上第一艘應用超導磁流體技術(shù)的船誕生在日本,這艘命名為“大和1號”的實(shí)驗船長(cháng)30米,寬18米,高8米,自重280噸,排水量185噸,航速每小時(shí)15千米?!按蠛鸵惶枴钡耐七M(jìn)系統裝有電磁鐵,裝在該船浮筒的水筒前部。海水流入水筒,帶電的電極便在水中產(chǎn)生電流。這些磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)同這一電流相互作用,產(chǎn)生的電磁力把水從水筒的末端作為高速水流噴出。

“大和一號”為直線(xiàn)式電磁推進(jìn)系統,主要由超導磁鐵、磁屏蔽裝置、勵磁與電極的供電裝置、超導線(xiàn)圈、驅動(dòng)機械、液氦等主要設備和材料構成。船體運行及電磁推進(jìn)系統的電力供應是船體的發(fā)電供配電系統。應用超導電磁鐵增強磁場(chǎng)強度,并且將超導電磁鐵浸泡在液氮中降溫以保證長(cháng)期運行。
磁流體推進(jìn)沒(méi)有螺旋槳、軸系、減速箱等機械傳動(dòng)結構,因此也就消除了這些傳動(dòng)機構所產(chǎn)生的震動(dòng)以及噪聲,所以船基本上是在安靜的狀態(tài)下行駛。
磁流體推進(jìn)器是一個(gè)靜止的設備,它克服了傳動(dòng)機械的功率限值,也克服了螺旋槳高速旋轉所產(chǎn)生的空泡,因此大大提高了設備的功率。
磁流體推進(jìn)系統部件如發(fā)電機、推進(jìn)器、輔助及控制等設備之間沒(méi)有剛性連接,它們可以集中或者分散安裝在艙室內的任何一個(gè)位置,布置方便。
磁流體推進(jìn)的可操作性良好,在駕駛室中通過(guò)控制推進(jìn)器的輸入電壓或電流對船舶進(jìn)行操縱,通常通過(guò)調節電壓的大小控制船舶的推理及速度;通過(guò)改變電壓的極性,即電流的方向,來(lái)控制操縱船舶運行的方向。
磁流體推進(jìn)技術(shù)應用于船舶推進(jìn)才剛剛開(kāi)始,試驗船只的運行成功不等于實(shí)用化的開(kāi)始。還有很多的問(wèn)題等待我們解決,今后我們的任務(wù)還很繁重,期待磁流體推進(jìn)技術(shù)能給我們的船舶艦艇帶來(lái)巨大發(fā)展。
擴展閱讀:
船舶電力推進(jìn)概述
典型的電力牽引測試系統案例
船舶電力推進(jìn)測試系統--WP4000變頻功率分析儀
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