中国第一艘运用磁流体推进的船(图).doc

中国第一艘运用磁流体推进的船(图）天下兴亡发帖于：环球风云发布时间：2006-3-17 19:07:24 复制链接 收藏 查看原帖【共0条评论】【浏览271IP】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。我所从1996年开始从事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。目前，正在进行超导电磁流体推进技术的实用化研究。为了推进该项技术的实用化进程，中国科学院电工研究所与日本神户商船大学合作，利用日本筑波国立金属材料研究所15特斯拉螺管型超导磁体条件，于一九九九年完成了世界上首次在实用化磁场条件下的磁流体推进试验，推力密度和电磁效率与日本“大和一号”相比，提高了一个多数量级，为该项技术开始在我国应用于舰船推进准备了条件。现在，该项技术已更大地受到有关部门的重视，中国科学院电工研究所正在与有关部门一起制订“十五”发展计划，为发展21世纪新型舰船推进技术作出贡献关于磁流体学术分类，一般是分为两种：1，磁流体静力学；2，磁流体动力学磁流体的发现磁流体现象的发现，起缘于19世纪40年代一位英国人的发现，当时他提出磁流体电动势力学的设想。但处于19世纪科学发展的局限，认同的同行可谓少之又少。一直到20世纪40年代，有位叫哈特曼的科学家进行了流动磁场定量试验，发明出“哈特曼流动”的理论计算方法后，这一发现才逐渐被世人所接受。再后来就是阿尔文“引导中心”和“ 阿尔文波”理论的出现、伦德奎斯特“ 磁流体静力”的发现，并且在20世纪60年代发现等离子和磁流体互相作用的新发现磁流体的原理因为朋友们对磁流体静力不会感兴趣，所以就谈一些关于磁流体动力方面的原理。前面替到“哈特曼流动”的理论，即，导电流体运动对磁场影响的问题，流体电阻对磁场影响的问题，其中包括磁冻结和磁扩散。磁流体动力流动的数学分析复杂化，一般使用近似方法或数值法求解。磁流体动力学流动的数学分析复杂化，通常要用近似方法或数值法求解，包括小扰动波和有限振幅波。磁流体力学基本方程组具有非线性且包含方程个数又多，所以求解困难。但在实际问题中往往不需要求最一般形式的方程组的解，而只需求某一特殊问题的方程组的解。一般应用量纲分析和相似律求得表征一个物理问题的相似准数，并简化方程，即可得到有实用价，磁流体力学相似准数有雷诺数、磁雷诺数、哈特曼数、马赫数、磁马赫数、磁力数、相互作用数等。求解简化后的方程组不外是分析法和数值法。利用计算机技术和计算流体力学方法可以求解较复杂的问题。磁流体力学的理论很难像普通流体力学理论那样得到充分的验证。由于在常温下可供选择的介质很少，同时需要很强的磁场才能观察到磁流体力学现象，故不易进行模拟。模拟天体大尺度的磁流体力学问题更不易在实验室中实现。所以磁流体力学的理论有的可以得到定量验证，有的只能得到定性或间接的验证。当前有关磁流体力学的实验是在各种等离子体发生器和受控热核反应装置中进行的磁流体的实用磁流体在中国起步的时间比西方晚了很多，但也有二十多年的历史。虽说研究的迟，但在进步上还是比较迅速的，在中国牵系到研究磁流体学科的院所多大数十家，这项研究成果可运用到多部门，包括航天、航空、车辆、船舶、发电、核物理、国防、轴承等方面，为国家经济建设和军队发展起到前所未有的促进作用举两个例子1，舰船推进系统：磁流体在等离子照射下，能产生巨大的传动力，可以完全代替舰船动力系统的转子，也可节省大量传动装置和部分齿轮箱结构，并且使原有功率能提高20%左右，节省了舰船的空间，减轻了重量，提高了速度、少了能源负担，这些优势是巨大的2，破除弹道导弹黑障难题：众所周知，弹道导弹进入大气层时将有一段黑障时间，即高速导弹于大气摩擦产生等离子，使得通讯中断，可以说向导于战略导弹来说没有多大问题，因为战略弹道导弹是按照既定线路打过去，只要能打中目标就行，其本来就有星光制导和惯性陀螺执导系统。但有部分特种打发的弹道导弹是需要不断制导的，就是说需要不停接收信号来为之不停地调整姿态和打击方向。这下好了，由于磁流体动力学和等离子具有特殊的作用，利用磁流场可以抑制导弹传热和阻力，并且能减轻等离子的信号障碍。这项技术就使得黑障区就有了可通讯的可能，就是说在黑障期可以接收信号，可以调整姿态和改变打击方向。呵呵，说到这里，朋友们可能就理解了，但由于磁流体装置在小型化方面没有多大进展，即不能装在弹头上，直接装在弹道弹道末级上呢？我想根据科技的进步是有可能的，但如果直接装在弹道导弹的末级上通过黑障区，然后再分导，这又带来了分导的弹头分布区域不大的问题，就是不能象以前分导的弹头可以打不同的城市，跨的区域不是很大了，只能打到一定范围之内的目标。那么是什么样的目标适合使用这种分导范围不大的弹头呢？不大的范围是指几十海里X几十海里的概念，大家去想吧！呵呵3，上世纪有位著名科学家提出一种设想，就是地球未来的能源可以大规模利用宇宙的射线和太阳热能来解决。具体的方法是这样的，比如说接收太阳的热能，然后转换成电能，再转换成微波（等离子）发射到地球的每个特定点上，接收下来的微波能量再转换成热能，然后用热能再发出电能。或者是直接接收宇宙的射能，转换成热能再发射到地球上，然后再发电。至于可行性，这项方面已经被联合国认同，但这些装置的造价是天文数，居然达到数千几亿美圆！而且工期很漫长。说到这里，让我们也设想一下，如果从地球每个特定的地方（这样简单多了，因为不需要先在外太空建设接收系统装置，在地面上容易多了），发射出微波能（或是等离子）到外层空间（没有人不相信这是不可行的），当然这些微波（或是等离子）如果遇到阻碍，就可产生热能，如果发射功率够强，那么转换成的热能或者转换成其他微波能也够强，这是常识。我们如果拿着一个电子表放在等离子中途，表会失效，如