螺旋通道磁流体推进器

材料阅读题1．请阅读《国之重器——综合极端条件实验装置》并回答问题。

国之重器——综合极端条件实验装置从人类第一次仰望星空，到试图用“中国天眼”破译日月星辰等天文现象的奥秘，从探究万物组成到利用扫描隧道显微镜透视物质的微观结构，都得益于实验条件的拓展和技术手段的进步。

在宇宙中，高温、高压、强磁场等极端环境比比皆是，而我们地球上的生活环境是一个相对温和的环境，要发现更多的新现象，就需要建造极端条件实验室，拓展研究空间。

所谓极端条件，指的是在实验室中人为创造出来特别低的温度、特别强的磁场、特别高的压强等(如图所示)实验条件。

通过创造极端条件，可以发现和揭示许多在通常条件下观察不到的奇异物质特性。

例如，某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0(如铝在－271.76 ℃——即1.39 K——以下时电阻为0)，这就是超导现象。

肩负原始创新重任的国之重器——国际首个综合极端条件实验装置布局在北京怀柔科学城，并已投入使用。

该项目拥有极低温(可达1 mK)、强磁场(可达32.35 T)、超高压(可达3.8×1011 Pa)和超快光场(时间分辨率可达10－18 s)极端条件实验装置。

科学家们将极端条件进行综合运用，大大拓展了物质科学的研究空间，为发现新物态、探索新现象、开辟新领域，创造了前所未有的机遇。

请根据上述材料，回答下列问题：(1)请写出我国综合极端条件实验装置中的一个极端条件：_________________________________________________________________________________。

(2)我国自主研制的载人潜水器“奋斗者”号成功完成了10 000 m的深潜试验，创造了中国载人深潜的新纪录。

超高压极端条件的压强约为“奋斗者”号在10000 m深海中(海水密度取1.0×103kg/m3)承受压强的________倍。

(填写正确选项前的字母)A．4 B．40 C．4 000 D．400 000(3)强磁场的产生需要大电流，但电流越大，导线的温度就会越高，通常会导致铝导线等熔化，给强磁场的产生带来限制。

磁流体推进器原理磁流体推进器（Magnetohydrodynamic Propulsion，MHD）是一种利用磁场作用在电离气体中产生推力的推进技术。

它能够在真空中无需使用传统的推进剂，而利用气体的电离状态进行推进。

磁流体推进器拥有许多独特的优点，因此在太空探索和航天领域引起了广泛的关注。

磁流体推进器的工作原理基于磁流体力学的理论。

当电离气体中的自由电子受到磁场约束时，它们会受到洛伦兹力的作用而产生运动。

通过合理地设计磁场结构和电离气体的流动状态，可以使电离气体中的电子流动形成推进力，从而驱动太空器或飞行器进行推进。

磁流体推进器可以根据其推进方式的不同分为直线型和脉冲型。

直线型磁流体推进器是连续供应电离气体，通过不断地加速气流来产生推进力。

脉冲型磁流体推进器则是在短时间内释放大量的电离气体，产生瞬时的推进力。

这两种推进方式各有优势，可以根据具体的任务需求进行选择。

在实际应用中，磁流体推进器需要解决一些挑战。

首先是电离气体的供应和控制问题。

为了维持推进器的正常工作，需要持续地提供足够的电离气体，并且要能够精确地控制其流动状态。

其次是磁场的设计和控制。

合理地设计磁场结构可以提高推进效率和稳定性，但是也需要考虑能源消耗和系统复杂性等因素。

磁流体推进器在太空探索和航天领域具有广阔的应用前景。

首先，它可以作为主要推进系统，用于提供足够的速度和能量来到达目的地。

其次，磁流体推进器也可以作为辅助推进系统，提供微小调整和修正的能力。

此外，由于磁流体推进器无需传统的推进剂，可以减轻整个系统的重量和体积，提高有效载荷比例。

总之，磁流体推进器作为一种创新的推进技术，具有许多独特的优势和应用前景。

通过深入研究其工作原理和解决相关技术问题，我们可以进一步推动磁流体推进器的发展，并为太空探索和航天领域带来更多的突破和创新。

基于磁流体推进技术的海水离子流船舶推进器作者：钱兆辉来源：《科学家》2016年第17期摘要为了克服现有船舶推进装置的缺点，提出了一种基于磁流体技术的海水离子流船舶推进器。

该装置利用海水在电场中加速后排出产生的推力来推进，并对该装置进行Rhino建模。

再通过HEMS-1实验船对该装置进行优化。

关键词船舶推进；离子；新能源；交流电中图分类号 U6 文献标识码 A 文章编号 2095—6363（2016）17—0005—02目前，船舶的推进器主要分为以下几种：喷水推进装置、电力推进、螺旋桨。

喷水推进的推力是通过推进水泵喷出的水流的反作用力来获得的，但当舰船航速低于20，喷水推进的效率比螺旋桨要低一些，由于增加了管路中水的重量，使得舰船损失排水量，而且在水草或杂物较多的水域，进口容易出现堵塞想象而影响舰船的航速。

电力推进却由于能量的多次转换，需要设备多、动力装置重、投资大、控制系统一般比较复杂且与直接由原动机推动螺旋桨相比，电力推进的能量损耗大，总的推进效率低。

螺旋桨的应用比较广泛，但当使用大功率的主机后，螺旋桨激振产生局部的不稳定空泡导致螺旋桨作用于船体的压力、振幅和相位都不断变化，造成船尾振动、结构损坏、噪声、剥蚀等问题。

可见，现有对船舶推进器改进是十分重要的，为了克服现有船舶推进器的缺点，在查阅了国内外磁流体技术文献的基础上，提出并设计了一种基于磁流体推进技术的海水离子流船舶推进器。

1海水离子流船舶推进器原理海水本身带有正电荷和负电荷。

海水先通过离子选择器，使负电荷吸附在电板上，而另一端因没有直接接触电板而使正电荷无法被吸附在电板上。

于是海水只带了正电。

只带正电的海水再通过进口流旋器，使流体由轴向直流运动变成旋转流动，然后通过一个电场，带电粒子在电场中加速，带动海水的加速排出，通过出口整流器，将流体由旋流运动重新变回轴向流动。

加速海水被排出后，产生反作用力，推动了船的前进（如图1所示）。

因为当负电荷吸附过多时，会中和电板上的正电。

科技成果——磁流体推进技术技术开发单位中科院电工研究所项目简介该技术是利用海水通过磁场而产生的电磁力来推动海洋装置前进的新技术，它取代了传统螺旋桨、轴系、减速齿轮等结构，极大地降低了噪声；推进器的磁体、电极等是相对静止的固定装置，不受旋转机械极限功率的限制，可制造超大功率的高速海水推进器，理论航行速度可达150节。

操作简便灵活，改变电极电流的方向和大小就可以改变推进装置推力的方向及大小，空间布局灵活，推进器安静舒适。

目前，已研制成功世界上第一艘超导螺旋式电磁流体推进试验船HEMS-1号，船长为3.2米，排水量约1吨，可搭乘1人，中心磁场为5特斯拉，采用不锈钢镀铂电极，推力可达40-50牛顿，船速2节。

该成果获中国科学院2000年科技进步二等奖。

应用范围低噪音海洋环境勘察、海洋观光旅游。

项目所处阶段实验室研究。

市场前景世界游轮协会资助完成的一项研究显示，美国人口中有12.3%的人曾经乘坐过游轮，每年还有数以百万的人加入到这个队伍中来；超过6800万的美国人希望乘坐游轮，超过4300万人确定会成行，这意味着潜在的游轮度假市场至少达到570亿美元，最高可能达到850亿美元。

我国自1976年9月日本国际游轮珊瑚公主号首次停靠大连港，访问中国沿海港口的游轮数量逐年上升。

据《2010-2011中国邮轮发展报告》，2010年乘坐游轮赴海外旅游的出入境大陆游客达到79万人次，比上年增长20.1%。

同时还有正在兴起的游艇项目，可见我国市场发展潜力巨大。

应用磁流体推进技术，可形成海上观光游轮、游艇，海底观光的水下推进器，实现广大民众的海底观光愿望。

磁流体推进技术噪音低、环保，对水下生物影响小，是一种环保、绿色的海洋观光技术。

合作方式技术转让、技术入股、合作开发。

超导磁流体推进器我国代号为“洛神”的“超导磁流体推进器”潜艇研制已经取得了重大突破，开始进入试车定型阶段。

我国是个海洋大国，随着大洋经济的到来，我们越来越意识到海洋的重要性。

但是由于我国的海军建设一直以来都是以近岸防御为主，而对保护稍远的海上利益却显得有些力不从心。

于是大力发展远洋海军，对中国来说是势在必行。

可是，一味追赶，一味模仿外国海军的模式,总令中国头头脑脑们陷入极大的被动。

于是在90年代初期，由中国科学院电工所与中国舰船研究院负责，一个称为“剑鱼”（99工程）的计划实施了，其实质便是超导技术在海军舰艇方面的应用研究。

从开始研制到今天试车成功这十几年时间里，我们的科学家们可谓是创造了人类的一个奇迹。

下面我们就以下几个方面对我国的新型潜艇进行了解：中国“洛神”超导磁流体推进器潜艇90年代初期，由中国科学院电工所与中国舰船研究院负责，一个称为“剑鱼”（99工程）的计划实施了，其实质便是超导技术在海军舰艇方面的应用研究。

从开始研制到今天试车成功共花费这十几年时间.1、外型：当初分别参照了俄罗斯K级（“基洛”877-636）型艇，以及美国的“弗吉尼亚”级核潜艇，还有法国“红宝石”核潜艇作为新舰风洞模型。

然而这些在以前的动力装置下，被喻为世界顶尖的水滴型设计的外型，在以超导磁流体作为动力的风洞实验中，其钝型的舰首在高速行驶下会与海水形成一个酷似音障的水障，因此大大影响了航速。

于是，凝聚着中国的设计人员的智慧和力量的鱼形外型出现，并近乎完美的通过了风洞试验。

其首部与尾部各有一对升降舵，在使用中，首升降舵主要用于产生正、负升力，改变或稳定航行深度；而尾升降舵用于产生纵倾或保持已有的纵倾角。

两侧及围壳、舵内壳采用最新的高强度塑钢，它的承受力比目前的潜艇钢高出三倍以上，下潜最深深度可达800―1000米。

而船体则包裹着一层由特殊材料制成的弹性“皮”称为“无回声蒙皮”，这种皮使艇壳对于声纳波几乎无反射.2、动力：“超导磁流体推进”作为一个非常复杂的课题，它由几个部分构成：A、蓄电池舱：作为备用能源，磁流体推进器仍须装备一定数量的蓄电池，该舱*近艇的中部指挥舱下层空间。

磁流体推进器原理
磁流体推进器是一种利用磁场和流体相互作用产生推进力的推进装置。

其原理基于磁流体力学和电磁场理论，通过控制磁场和流体的相互作用，实现推进器的推进效果。

磁流体推进器的原理可以分为磁流体力学原理和电磁场原理两个方面来进行解析。

首先，从磁流体力学原理来看，磁流体推进器利用磁场对流体的作用力来产生推进效果。

当流体通过磁场时，磁场会对流体施加一个力，这个力称为洛伦兹力。

洛伦兹力的大小和方向取决于流体的速度、磁场的强度和流体的电荷状态。

通过合理设计磁场的分布和流体的流动状态，可以实现对流体施加的洛伦兹力达到推进效果的目的。

其次，从电磁场原理来看，磁流体推进器利用电磁场的作用来控制流体的运动状态，从而实现推进效果。

通过在流体中施加电流，可以产生磁场，而改变电流的大小和方向可以控制磁场的分布和强度。

通过控制磁场的分布和强度，可以实现对流体施加的力的调节，从而实现推进效果。

综合以上两个原理，磁流体推进器的工作原理可以简单概括为，通过控制磁场和流体的相互作用，实现对流体的推进效果。

在实际应用中，磁流体推进器可以通过改变磁场的分布和强度，控制流体的流动状态，从而实现推进器的推进效果。

磁流体推进器的原理具有许多优点，例如推进效率高、推进噪音小、对环境无污染等。

因此，在航天、船舶、飞机等领域都有着广泛的应用前景。

随着科学技术的不断发展，磁流体推进器的原理也在不断完善和改进，相信在未来会有更多的创新和突破，为人类的科技发展做出更大的贡献。

磁动力螺旋封闭式传送装置
磁动力螺旋封闭式传送装置（Magnetic Propulsion Spiral Enclosed Transmission Device）是一种利用磁动力原理实现物体传送的装置。

它采用螺旋形的传送通道，通过磁力推动物体在通道内进行传送。

工作原理：
该装置一般由一对互相嵌套的金属螺旋组成，其中一条螺旋称为主旋，另一条螺旋称为副旋。

主旋和副旋之间通过一系列的电磁吸附装置相互连接。

在装置的内部和外部均布置有磁铁或电磁线圈，产生磁场。

当要传送的物体进入装置时，根据物体的大小和重量，通过控制内部的电磁线圈使螺旋产生恰当的磁力。

这些磁力将物体吸附在螺旋上，然后通过改变电磁线圈产生的磁场，使物体在螺旋内快速移动。

使用磁动力传送装置有以下几个优点：
1.快速传送：螺旋形的通道减少了物体在传送过程中的阻力，能够更快速地将物体传送到目的地。

2.高效节能：利用磁动力原理传送物体，不需要额外的能量供给，相较于其他传送方式更加节能。

3.安全可靠：磁动力传送装置不会产生噪音和污染，且减少了物体损坏的风险。

磁动力螺旋封闭式传送装置目前还处于研发阶段，尚未广泛应
用于实际生产领域。

然而，随着科技的不断发展，相信在未来可能会有更多创新和突破，使得这种装置能够更加成熟和实用。

磁流体推进器原理磁流体推进器是一种利用磁场和流体动力学原理来实现推进的新型推进技术。

其原理基于磁流体力学的基础理论，通过对流体施加磁场来产生推进力，从而实现航天器的推进和定位。

磁流体推进器的原理虽然复杂，但是其应用前景广阔，具有很高的推进效率和灵活性。

磁流体推进器的原理主要包括磁流体力学、磁流体动力学和磁流体控制三个方面。

首先，磁流体力学是研究磁场和流体相互作用的学科，通过对流体施加磁场可以改变流体的运动状态，产生推进力。

其次，磁流体动力学是研究磁场对流体动力学性质的影响，通过对流体施加磁场可以改变流体的密度、粘性和导电性，从而影响流体的运动状态。

最后，磁流体控制是研究如何通过对磁场的控制来实现对流体的操纵，从而实现推进器的精确控制和定位。

磁流体推进器的原理实际上是利用磁场对流体的影响来实现推进，其核心是通过对流体施加磁场来改变流体的运动状态，从而产生推进力。

在磁流体推进器中，通常会采用等离子体或离子化的气体作为推进剂，通过对推进剂施加磁场，可以改变推进剂的运动状态，从而产生推进力。

同时，磁流体推进器还可以通过对磁场的精确控制来实现推进器的定位和姿态控制，从而实现航天器的精确操纵。

磁流体推进器的原理不仅适用于航天器，还可以应用于地面交通工具和水下航行器。

在地面交通工具中，磁流体推进器可以通过对地面轨道施加磁场来实现磁悬浮列车的推进和定位；在水下航行器中，磁流体推进器可以通过对水流施加磁场来实现潜艇的推进和操纵。

因此，磁流体推进器的原理具有广泛的应用前景，可以为人类的交通工具和航天器提供高效、环保的推进技术。

总之，磁流体推进器是一种利用磁场和流体动力学原理来实现推进的新型推进技术，其原理基于磁流体力学、磁流体动力学和磁流体控制三个方面。

通过对流体施加磁场来改变流体的运动状态，从而产生推进力。

磁流体推进器的原理不仅适用于航天器，还可以应用于地面交通工具和水下航行器，具有广泛的应用前景。

希望通过本文的介绍，能够更加深入地了解磁流体推进器的原理和应用。