超導磁流體潛艇

儘管人們在近百年的時間裏,對潛艇進行了不斷的改進和創新，但最有效的推進方式仍是螺旋槳，針對螺旋槳推進的效率問題、噪聲問題,人們又進行了大量的改良,但要從根本上解決問題,尋找一種高效替代方式才是治本之法終於,數十年來電磁學的進展、十餘年來超導材料科學的突破以及現代控制方式的引入催生了超導磁流體推進器這種全新的推進器方式。

與現役的常規潛艇或核潛艇相比，超導大潛艇具有結構簡單、推力大、航速高、無噪聲、無污染、造價低等顯著優點，受到中國軍事愛好者看好。 ^[1] 

早在70年代，美、俄、英、日等國就己開展超導技術在海軍艦艇方面的應用研究，隨着新型超導材料的出現，實際應用成為可能。與傳統機械轉動類推進器(譬如螺旋槳、水泵噴水推進器等)相比較，磁流體推進器的不同點在於：前者使用機械動力作為推力而後者使用電磁力。正因為如此，磁流體推進器無須配備螺旋槳槳葉、齒輪傳動機構和軸泵等，是一個完全靜止的設備。一旦現代潛艇使用了這種推進器，便從根本上消除了因機械轉動而產生的振動、噪音、高速旋轉的螺旋槳推進系統機械材料強度以及功率限制，而能在安靜的狀態下以極高的航速航行。據理論計算其航速可達150節，而這是任何機械轉動類推進器不可能實現的。

超導磁流體推進裝置是根據電磁原理設計的。在潛艇上安裝電磁鐵，通電後，海水中就會有磁力線，同時產生方向與磁力垂直的電流，在磁場和電流相互作用下，由於潛艇與海水之間產生大小相等方向相反的反作用力，潛艇將獲得向前運動的推力，推力的大小與磁場強度和電流大小的乘積成正比。磁流體推進技術已在實驗室中應用，但它的磁場還不能滿足潛艇的要求。而超導技術正是解決這一問題的關鍵。 ^[2] 

動力：“超導磁流體推進”作為一個非常複雜的課題，它由幾個部分構成：A.蓄電池艙：作為備用能源，磁流體推進器仍須裝備一定數量的蓄電池。B.核反應堆艙：要求輸出功率高，安靜性能好。C.發電機艙：該艙設置在核反應堆艙之後。裝2台給磁流體推進器供電的主發電機和2台供設備及照明用的輔助發電機；在機艙後部設有消音器、甲板下設燃料油、潤滑油箱、冷卻海水泵以及壓載水艙。D.操控艙與磁流體推進器艙：操控艙內主要裝有液氦製冷裝置，推進器的直接或備用操縱裝置，測量儀表台、櫃等。在磁流體推進器艙內，安裝1台六連環直流螺旋型超導磁流體推進器。磁流體通道前後端分別設有海水吸入導流管和噴出導流管，吸入口呈卵圓形在艇體外殼上“開鑿”，噴管出口則穿出艇尾殼體。它的運行原理是：在強大的電磁力作用下，海水旋轉着向後高速運動，再經出口導流器變為平行水流後通過噴口向艇尾噴射，推動潛艇前進。由於數個螺旋型磁流體推進器相互之間是獨立的，因此任意改變其中某幾個推進器的推力大小，即可改變潛艇航行狀態、實現左轉、右轉、上浮、下沉等運動姿態。

超導磁流體潛艇的推進系統和電池位於艇身兩側，佈局較為靈活。

由於磁流體推進技術取代了傳統的螺旋漿推動，超導潛艇的噪聲顯著降低，被動反潛聲納對它束手無策，這將大大提高潛艇的隱蔽性和生存能力。

這種潛艇可以搭載的磁流體推進器，它們相互之間是獨立的，任意改變其中某幾個推進器的電流方向和強度，即可改變潛艇的航行狀態，實現快速左轉、右轉、上浮和下沉，比傳統潛艇依靠舵機和抽排水控制要靈活得多。

超導磁流體推進器的磁體、電極都是相對靜止的固定裝置，可以通過增強電壓提供更高輸出功率，從而提高潛艇的航行速度。結構相對簡單，能量利用率高。

超導磁流體推進技術雖然可大幅降低潛艇噪音，但電源、冷卻系統和高速水流通過的噪音無法避免。

同時該技術也會帶來潛艇磁異信號的輻射大幅增加，由於海水是電的良導體，這對於攜帶現代磁異探測儀的反潛機來説正是最好的靶子。

製備和維護超導體需要相當多的資源，冷卻超導體使用的液氦極為昂貴。超導體成分中的一些稀土元素開採會造成嚴重污染。 ^[3] 

超導體需要體積巨大的冷卻系統才能正常工作，一旦温度過高將出現故障。這一額外的能量需求讓超導潛艇的實際耗能遠高於普通潛艇，同時過高的熱量也會引起海洋紅外檢測的注意。