瀚海狼山:095会不会成为水下速度100节的磁流体潜艇?(上篇)
2020-10-03 07:47:47






超导磁流体潜艇最近几年是前沿技术热点之一,曾经有人说很快就有超导磁流体的超级潜艇被生产出来,水下航速高达150节,也就是接近300公里的时速,和高铁的速度都接近了。如此高的速度之下,绝大多数鱼雷都追不上,想对付这种潜艇几乎毫无可能,因此一旦研发出来就是绝对领先,成为水下跨时代的不明物体。但实际上到目前为止,瀚海狼山(匈奴狼山)认为,对任何大国,真正实现这个技术并不容易。因为其中有很多难关需要去克服。首先还是要先解释一下水下超导磁流体的基本推进原理。和大多数人的想象不同,水下,包括水上,也就是水中的磁流体不论是潜艇还是其他的水中物体,并不是自身有强磁性就可以在水中自己高速跑起来;这就像一台可以发出强磁性的物体在地面上并不能自己运动起来一样的原理。



磁性的物体产生运动力,都需要磁场和电场相互作用,也就是通过洛仑磁力让物体运动。强磁体之间可以相互吸引和相互排除,这个过程中会导致相对运动。其实地球本身也是一个大磁体,可以让地球表面的强磁体产生相互作用而导致相对运动的出现。不过地球本身的磁场并不算太强,只能让一些强磁体,比如稀土强磁块自动对准南北磁级的方向,但还强不到可以让强磁体本身在地球表面的陆地和海洋中跑起来的程度。因此水中的磁流体船舶想要跑起来还是高速跑起来,仍然要符合牛顿物理的基本原理,这就是反冲运动。也就是磁流体的船舶仍然需要往后喷水,来获得反冲力来实现向前方的运动。当然这种喷水方向还可以向左向右向上向下来获得拐弯和上下浮动的动力。当然,主要的作用力还是向后喷水,这和通过螺旋桨和泵推获得水中前进力并无本质区别。



而磁流体潜艇和水面船舶先进就先进在,它们喷水获得推力,并不需要任何机械轴的旋转和附带的螺旋桨和泵推的运动,从而带来机械噪音这种潜艇最不需要的副产品。磁流体潜艇只需要有一套或者几套前后上下左右贯通的管道。从前端吸收海水,再通过管道本身外侧包裹的超导强磁场系统,把经过管道内部的海水加速后喷出,获得反推力即可。这是因为海水本身就是优良导体,在强磁场下会产生前后运动,自然可以产生反推力。一般磁铁的磁场强度,还是实现不了把海水加速到前后流动的程度,更谈不上加速达到几十节甚至上百节的流速,这是因为磁场强度不够大。如果把一根海水管道环绕的磁场增大到几万高斯甚至更高。则管道里面的海水的流速会越来越快。磁场强度越大,管道内海水的流动速度越快,反推力也自然越大。理论可以让磁流体潜艇跑到150节以上,而且没有任何机械摩擦,除了高速下的水声噪音,机械噪音几乎为零,这自然是任何潜艇都追求的终极动力系统。



不过说起来容易做起来难。这是因为任何固定磁体的磁力强度都不可能做到几万高斯,必须用强大的电磁铁。但是普通电磁铁在通电后的绝大部分能量都会变成热能,变成磁力能的只是一小部分。这种普通的电磁铁内部温度会越来越高,最终成为“炼钢炉”而不可承受。电磁能变成热能的主要因素是线路有电阻。而通过超导环境可以把电阻无限降低到接近0,这样大部分电能就可以变成磁力能了。但是想要让一套庞大的系统全部处于超导状态谈何容易。大部分大国都缺少一种最关键的物质,那么这种关键物质是什么?明天继续讲。