磁流體推進器

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世界第一艘採用磁流體推進器的測試船大和1號的其中1條推進器海水管道
大和1號測試船的磁流體推進器後部，可見由6條管道組成，海水便是在這6條管道中流動

磁流體推進器（英語：Magnetohydrodynamic drive，縮寫：MHD）是一種利用磁場使管道內的流體流向指定方向的推進裝置，這種裝置可以安裝在船舶水線以下的位置，通過電力產生磁場使水流入管道的水向船尾噴出，從而推進船隻，成為一種沒有轉動器件，也沒有螺旋槳的推進器[1][2]。理論上這種推進方式的流體除了液體如水，也可以是氣體，不過由於技術限制尚待突破，目前主要考慮使用於推動船舶方面[3]。

概要[编辑]

磁流體推進器的理論在1950年代已經被提出[4][5]，不過因為要有足夠強的磁場才能夠使水流動，但同時電磁組件的體積、重量及耗用的電力都不能太高，還要考慮電磁線圈的散熱問題，所以要到超導磁鐵的技術有進展，磁流體推進器才逐漸走向測試階段。第一艘使用磁流體推進器在海上航行的船隻是日本建造的大和1號測試船，於1992年6月試航成功[6]，證實了磁流體推進器的可行性[7]。然而磁流體推進器要得到大量應用，仍然解決兩大技術問題。第一點是成本過高，航速緩慢，主要是因為超導磁鐵的造價仍然相當高昂；第二點是需要有足夠及持續的電力供電予線圈，以產生足夠強度的磁場，目前只有核動力船隻才可以長時間提供足夠的電力，而且以目前的技術，將發電機產生的電力用於推動電動機，再驅動螺旋槳所達到的航速，仍然遠遠高於將電力輸入到磁流體推進器可達到的航速[8]。因此目前除了測試磁流體推進器技術的船舶外，尚未有作業用的船舶採用磁流體推進器作為單一推進裝置[2]。

2024年3月，美國海軍新聞報導，維吉尼亞號核子潛艇蒙大拿號（SSN-794）將會是第一艘安裝磁流體推進器進行測試的美國海軍潛艇，這種推進器由國防高等研究計劃署主導開發。雖然這種推進器仍是起步階段，但由於沒有一般螺旋槳或噴水泵的轉動器件，可大幅降低潛艇航行時產生的噪音，將可以大大降低潛艇因噪音而被敵方聲納系統監聽及識別的機會，從而提升任務的成功率及潛艇的生存性[9]。

參見[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ Dane, Abe. 100 mph Jet Ships (PDF). Popular Mechanics. August 1990: 60–62 [2018-04-04]. 
  2. ^ 2.0 2.1 直管超导磁流体推进器. 鹏芃科艺. [2024-04-02]. 
  3. ^ Friauf, J.B. Electromagnetic ship propulsion (PDF). Journal of the American Society for Naval Engineers. February 1961, 73 (1): 139–142 [2018-04-04]. doi:10.1111/j.1559-3584.1961.tb02428.x. 
  4. ^ Way, S. Examination of Bipolar Electric and Magnetic Fields for Submarine Propulsion (报告). US Navy Bureau of Ships. 1958-10-15. Preliminary Memorandum Communication. 
  5. ^ US patent 2997013,Warren A. Rice,「Propulsion System」,发行于1961-08-22,指定于Carl E. Grebe 
  6. ^ 未來船舶發展/超導推進船. 國立海洋科技博物館. [2024-04-02]. 
  7. ^ 神戸港の実験船、撤去開始 メリケンパーク再整備. Kobe Shimbun NEXT. 2016-11-08 [2017-02-21]. （原始内容存档于2017-02-21）. 
  8. ^ 禮田, 「次世代の推進動力に関する技術開発について－運輸技術審議会答申『チャレンジシップ21計画』より－」, 日本造船学会誌 第789号 (1995), pp.151-157.
  9. ^ 超靜音！美SSN-794配備「磁流體動力」驅動裝置 將幾乎無法被發現. Newtalk新聞. 2024-04-01 [2024-04-02]. 
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