超导磁流体推进技术—动装

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
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。
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。
磁流体动力装置技术的特点
操作灵活：
通过改变磁流体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。
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池。
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。
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
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。
发电机舱
给推进器以及照明等其它设备供电
蓄Fra Baidu bibliotek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。
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。