超导电磁推进船是什么？
我们都知道，电磁场相互作用能产生磁力，船舶专家利用这个原理研制了电磁推进船，它以电磁推进系统来取代传统的螺旋桨推进系统，从而增大船舶采用的主机功率和提高推进效率，减少机械振动和噪声的一种船。对电磁推进船的基本设计思想是这样的，船中装置着由导电材料制作的线圈构成的强电磁铁。它通电后能在船尾附近的海水中形成强磁场。另在船底两侧安装若干对电极板。当电极板加上电压以后，由于含盐的海水是电的良导体，便在海水中形成电流。电流流经磁场区与磁场相互作用而产生磁力。产生的磁力作用于载电流的海水而使海水向后运动，船体则受到海水的反作用力而前进。要使电磁推力大到满足实用船的要求，磁场必须很强，强度一般需达到20万高斯（磁场强度的单位）。这是普通的常导电磁铁不可能做到的，必须采用超导材料制作的超导电磁铁。于是就产生了“超导电磁推进船”（简称“超导船”）。近年来，对超导材料的研究取得了很大的进展，先后发现了一些能在“高”温下工作的超导材料，因而展现了制造更强大的磁场的前景，使实用型超导船的制造成为可能。由超导船的推进原理就可以看出，它比传统的螺旋桨船的高科技含量要高许多。这样一来可极大地提高航速。能采用极大功率的主机，而且当产生的磁场极强时可得到高效率，因此，可极大地提高船的航速。预测航速可以达到每小时约200千米，这是螺旋桨船不管怎样也做不到的。由于这种船取消了转动部件，如轴系、齿轮系等，航行因没有振动和噪声而变得相当“安静”。这不仅减少了不必要的能量消耗，而且能大大延长船的使用寿命。“安静”造成船有极好的隐蔽性，所以这种无噪声的特点引起了海军的极大兴趣。这种船。只要控制进入超导线圈和电极板的电流的大小和方向，就能控制作为船的推力的电磁力的大小和方向，也就是能控制船的航速和航向。所以，超导船也就不再需要控制航向的舵及其传动装置了。这不但简化了船的结构，降低了造价，而且简化了航行时对船的操作。特别是电流的变化对控制的反应几乎没有时间上的推延，所以超导船可以做到瞬时起动、瞬时停止、瞬时转向，操作特别方便，航行变得更为安全可靠。世界上第一艘初具实用规模的超导船“大和1号”已在日本建成，1992年6月开始在神户港附近的海上航行。这艘船长30米，宽10米，吃水1.5米，重185吨，航速约每小时15千米。该船的船体呈流线型，主要用轻质铝合金做为船体的材料。操作人员在船首的驾驶室进行操作，驾使室，是用透明的合成树脂建造的小房间。日本还设计出了一艘代号为ST-4000B的载重量为4000吨的超导电磁推进破冰船。它的超导电磁铁12个用液氦（温度为-270℃）冷却的锡铌合金超导线圈组成。这12个超导线圈一起产生的推力可达3000吨。这个设计如果实现，将使超导电磁推进船向实用化跨进一大步。超导电磁推进船的优越性能繁多，使人们对它备加青睐，有人称它为“划时代的船”、“21世纪的未来船”，日本人称它为“理想船”、“梦之船”。世界上的许多造船大国，如日本、美国、法国、德国、俄罗斯、韩国等都十分关注它的发展，一些国家正投入巨资进行开发研制。
什么是超导电磁推进船？
超导电磁推进船的船体内部装设有超导磁体，在船体外部的海水中形成磁力线。与此同时，由船上的电极向海水通电。这样，海水中的电流与磁力线相交产生排斥力，而将海水压向船体后方，从而产生推进力，将船推动前进。与普通船相比，电磁推进船的行驶速度快，效率高。由于它没有电动机和螺旋桨之类的转动部分，不仅噪音和振动都很微小，而且不需要采取海水密封装置等。这对于大吨位运输船、深水航行船，特别是海军舰艇来说尤为重要，有着广阔的实用前景。
磁流体推进器的特点
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。
磁流体推进器的研究
当前，正在进行超导电磁流体推进技术的实用化研究。 中科院电工所研制的螺管超导磁体系统，磁场强度5特斯拉，室温孔径0.2米，外径0.65米，总长1.1米，总重494公斤，液氦贮量66升，一次充满液氦能连续运行6昼夜。电工所与船舶研究院702所合作研制成功了螺旋式超导磁流体推进试验船。“HEMS-1”号，于1998年11月28日试航成功。它的研制成功标志着我国已跻身于该项高技术的国际先进行列。该试验船长3.2米，宽0.85米，排水量约1吨；船上装备有磁场强度为5万高斯的超导磁体系统，螺旋通道推进器，电池组和测控系统，由一人操作。在实验室的盐水池中对试验船的特性参数进行了综合性试验和试航行，船速达0.65米/秒。 试验表明，超导电磁流体船舶推进具有安静无噪声，操作简便等特点。超导螺旋式电磁流体推进试验船“HEMS-1”号的研制和试航成功证明了该技术路线可行，应用前景光明。
