超导磁流体推进器.ppt

超导磁流体推进器概述世界上第一艘超导磁流体推进船--“大和1号”（日本）基本原理特点与传统机械传动类推进器(譬如螺旋桨、水泵喷水推进器等)相比较，磁流体推进器的不同点在于：前者使用机械动力作为推力而后者使用电磁力。正因为如此，磁流体推进器无须配备螺旋桨桨叶、齿轮传动机构和轴泵等，是一种完全没有机械噪音的安静推进器。一旦现代潜艇使用了这种推进器，便从根本上消除了因机械转动而产生的振动、噪音以及功率限制，而能在几乎绝对安静的状态下以极高的航速航行。据理论计算其航速可达150节，而这是任何机械转动类推进器不可能实现的。技术指标2、喷速与流速流速是指海水流动的速度。喷速是按相对运动的观点，海水在通道出口处相对于通道的流速。自1961年以来，美国、日本、苏联、中国等先后开展了磁流体推进的研究。到目前为止，这方面的研究大致可分为三个阶段：磁流体推进原理性研究；磁流体推进应用基础研究及磁流体推进实用化技术的研究。1961年赖斯基于液态金属电磁泵工作原理，提出了电磁推进系统即磁流体推进系统的设想，从而拉开了船舶磁流体推进研究的序幕。1966年，韦研制出由常导线圈构成的双圆柱电磁推进系统，并安置在EMS-1潜艇模型上进行试验，首次实现了船舶磁流体推进。20世纪70年代，超导技术步入实用化阶段，1976年日本神户商船大学佐治吉郎、岩田章等人将超导磁体用于磁流体推进器，研制出磁通量密度0.607T、推力为0.015N的SEMD-1磁流体推进装置(船模)，并在水槽中进行了试验。超导材料尤其是高温超导材料的发展和磁流体技术的进步，以及超导磁流体推进船模试验和理论研究的成果，使人们看到了磁流体推进实用化的前景，并开展了一系列实用化技术的研究。苏联科学院高温物理研究所、卡尔波夫物理化学研究所等单位研制出5.8T、直径150mm、长800mm的超导螺旋磁流体推进器通道模型，进行了压力分布、电极压降、磁流体性能的分析和试验。美国阿贡国家实验室、海军水下系统中心和阿夫柯公司等单位，建立了海水循环回路，对几个不同尺寸通道的线性磁流体推进器的运行性能和关键技术进行理论和试验研究。1985年，日本开始了磁流体推进在船舶上实用化的研究，并于1992年研制出“大和一号”实验船，在海上进行了自航试验，它标志着世界上第一艘无螺旋桨的磁流体推进船的诞生。我国从20世纪70年代初开始了磁流体推进技术的研究，1971年，中国船舶工业总公司武汉船舶设计研究所和武汉船用电力推进装置研究所联合研制出磁通量密度为0.075T的外磁流式磁流体推进器，并安装在潜艇模型上在池中进行了试验。近年来，中国科学院电工研究所研制出磁流体推进试验用0.8T，35mm×50mm×300mm的永磁磁体和0.46T的永磁式磁流体推进器及其船模后，又研制出推选器州磁通密度达4T、直径200mm、长300mm的螺管形超导磁体，并且正进行着螺旋型超导磁流体推进器披船模的研究。我国的新概念核潜艇无人小型潜艇（可遥控回收）进行侦察、反潜艇、干扰敌舰通讯等作战功能。也可配备一艘六人的小型的可操作型潜艇，进行深入敌后，完成一些潜艇所无法完成的任务。的主发电机和2台供设备及照明用的辅助发电机；在机舱后部设有消音器、甲板下设燃料油、润滑油箱、冷却海水泵以及压载水舱。操控舱与磁流体推进器舱：操控舱内主要装有液氦制冷装置，推进器的直接或备用操纵装置，测量仪表台、柜等。在磁流体推进器舱内，安装1台六连环直流螺旋型超导磁流体推进器。磁流体通道前后端分别设有海水吸人导流管和喷出导流管，吸人口呈卵圆形在艇体外壳上“开凿”，喷管出口则穿出艇尾壳体。深度；而尾升降舵用于产生纵倾或保持已有的纵倾角。有的潜艇没有首升降舵，而改设指挥台围壳水平舵。其缘故是围壳舵比首升降舵能更好地在各方向上保持潜艇良好稳定性。为了使潜艇航行稳定，一般潜艇艇尾还设有垂直稳定翼和水平稳定翼。目前，潜艇在概念试验阶段还存在操纵性上有不安全因素，譬如高速航行时，会产生急剧增减航速或突然改变航向、深度，极易出现纵、横摇摆及埋首现象。而发生卡舵时，潜艇则会很快超深下沉。为了从根本上解决操纵性问题，打算将磁流体推进器与舵设备同时装设在潜艇上，当潜艇静止或低速航行时，采用喷水推力操纵，而高速航行时则将舵设备与推进器混合使用，可最大限度的消除舵设备的惯性作用，保持稳定运动。同时，自动化的操纵控制技术还将使操艇人员能够象驾驶飞机一样操纵潜艇。说到威胁力，磁流体推进潜艇对于2l世纪的潜艇设计师和建造师来说，具有极大的吸引力。因为这种全新的推进方式将使潜艇在战术、技术性能上发生质的飞跃。只要艇员的身体素质和艇内的生活用品允许，磁流体潜艇将拥有无限的续航力和自持力；只要艇体强度承受得住，又可在任意深度航行；更为重要的是，这种潜艇具有空前的的安静性和水下高速航行、高速机动能力，成为真正意义上的潜