第42章 超導電磁推進船(1 / 1)

我們都知道,電磁場相互作用能產生磁力,船舶專家利用這個原理研製了電磁推進船,它以電磁推進係統來取代傳統的螺旋槳推進係統,從而增大船舶采用的主機功率和提高推進效率,減少機械振動和噪聲的一種船。

對電磁推進船的基本設計思想是這樣的,船中裝置著由導電材料製作的線圈構成的強電磁鐵。它通電後能在船尾附近的海水中形成強磁場。另在船底兩側安裝若幹對電極板。當電極板加上電壓以後,由於含鹽的海水是電的良導體,便在海水中形成電流。電流流經磁場區與磁場相互作用而產生磁力。產生的磁力作用於載電流的海水而使海水向後運動,船體則受到海水的反作用力而前進。

要使電磁推力大到滿足實用船的要求,磁場必須很強,強度一般需達到20萬高斯(磁場強度的單位)。這是普通的常導電磁鐵不可能做到的,必須采用超導材料製作的超導電磁鐵。於是就產生了“超導電磁推進船”(簡稱“超導船”)。近年來,對超導材料的研究取得了很大的進展,先後發現了一些能在“高”溫下工作的超導材料,因而展現了製造更強大的磁場的前景,使實用型超導船的製造成為可能。

由超導船的推進原理就可以看出,它比傳統的螺旋槳船的高科技含量要高許多。

這樣一來可極大地提高航速。能采用極大功率的主機,而且當產生的磁場極強時可得到高效率,因此,可極大地提高船的航速。預測航速可以達到每小時約200千米,這是螺旋槳船不管怎樣也做不到的。

由於這種船取消了轉動部件,如軸係、齒輪係等,航行因沒有振動和噪聲而變得相當“安靜”。這不僅減少了不必要的能量消耗,而且能大大延長船的使用壽命。“安靜”造成船有極好的隱蔽性,所以這種無噪聲的特點引起了海軍的極大興趣。

這種船。隻要控製進入超導線圈和電極板的電流的大小和方向,就能控製作為船的推力的電磁力的大小和方向,也就是能控製船的航速和航向。所以,超導船也就不再需要控製航向的舵及其傳動裝置了。這不但簡化了船的結構,降低了造價,而且簡化了航行時對船的操作。特別是電流的變化對控製的反應幾乎沒有時間上的推延,所以超導船可以做到瞬時起動、瞬時停止、瞬時轉向,操作特別方便,航行變得更為安全可靠。

世界上第一艘初具實用規模的超導船“大和1號”已在日本建成,1992年6月開始在神戶港附近的海上航行。這艘船長30米,寬10米,吃水1.5米,重185噸,航速約每小時15千米。該船的船體呈流線型,主要用輕質鋁合金做為船體的材料。操作人員在船首的駕駛室進行操作,駕使室,是用透明的合成樹脂建造的小房間。日本還設計出了一艘代號為st-4000b的載重量為4000噸的超導電磁推進破冰船。它的超導電磁鐵12個用液氦(溫度為-270℃)冷卻的錫铌合金超導線圈組成。這12個超導線圈一起產生的推力可達3000噸。這個設計如果實現,將使超導電磁推進船向實用化跨進一大步。

超導電磁推進船的優越性能繁多,使人們對它備加青睞,有人稱它為“劃時代的船”、“21世紀的未來船”,日本人稱它為“理想船”、“夢之船”。世界上的許多造船大國,如日本、美國、法國、德國、俄羅斯、韓國等都十分關注它的發展,一些國家正投入巨資進行開發研製。