1、螺旋通道磁流體推進器Spiral Channel MHD Propulsion直管馬鞍型超導(dǎo)磁流體推進器結(jié)構(gòu)簡單，但超導(dǎo)線圈與相關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一種螺旋通道磁流體推進器的超導(dǎo)線圈簡單，水流通道相對復(fù)雜但對于機械制造是簡單的。中科院電工所在1998 年研制了世界上第一艘超導(dǎo)螺旋式磁流體推進試驗船(HEMS -1)，是一艘在海水中行駛的超導(dǎo)磁流體推進船，由于在公開資料中沒有看到螺旋通道磁流體推進器的近期新技術(shù)，本課件根據(jù)(HEMS -1)有關(guān)資料對其基本結(jié)構(gòu)與原理作簡單介紹。螺旋通道磁流體推進器的超導(dǎo)線圈就是一個圓筒形線圈，圓筒也是水流的通道，通電后圓筒線圈內(nèi)產(chǎn)生磁場，磁場方向與線圈筒軸線平行，但在筒

2、內(nèi)任何方向的電流都不可能使水軸向流動，電磁力不可能使水流動方向與磁力線方向平行，需要采取某種方法使筒內(nèi)的水轉(zhuǎn)為軸向流出。在圖1中有一個線圈，在線圈軸線處安裝一個圓柱面電極（內(nèi)電極），在線圈筒內(nèi)壁面安裝圓筒面電極（外電極），通上直流電，線圈產(chǎn)生軸向磁場，內(nèi)電極接電源正極，外電極接電源負極，水在電磁力作用下在管內(nèi)做環(huán)形流動，見圖1。 圖1-在線圈內(nèi)產(chǎn)生環(huán)形水流怎樣讓環(huán)形的水流變成軸向呢，在線圈筒內(nèi)安裝一塊擋板，擋板以電流方向為軸，與磁力線有一定夾角（約45度），擋板攔住了環(huán)形水流，使其轉(zhuǎn)為軸向，見圖2。圖2-線圈內(nèi)環(huán)形水流受擋板作用轉(zhuǎn)為軸向以上過程用一段3D動畫來演示，動畫中的紅色箭頭線

3、代表電流方向，藍色箭頭線代表磁場方向，運動的綠色小球代表水流走向。螺旋通道磁流體推進器原理動畫實際的螺旋通道磁流體推進器內(nèi)不是簡單的幾塊擋板實現(xiàn)水流的轉(zhuǎn)向，是在線圈筒內(nèi)建立螺旋通道，螺旋通道部件中部是中軸體，在中軸體上繞有螺旋片，形成螺旋通道，在通道前端還有幾片導(dǎo)流片，在后端有幾片整流片，螺旋片、整流片、導(dǎo)流片均由絕緣材料制作，圖3是螺旋通道部件的結(jié)構(gòu)。水從螺旋通道前端進入經(jīng)前端導(dǎo)流片后進入螺旋通道，前端導(dǎo)流片的作用使進入螺旋通道的水較平穩(wěn)，不出現(xiàn)渦流或湍流，水經(jīng)過通道螺旋段后到后端整流片，使流出的水由螺旋運動轉(zhuǎn)為軸向流動。圖3-螺旋通道磁流體推進器的螺旋通道結(jié)構(gòu)把螺旋通道部件安裝在線圈筒內(nèi)，在通道螺旋段中軸安裝有內(nèi)電極，在線圈筒內(nèi)壁安裝有外電極，線圈安裝在線圈罩內(nèi)，線圈罩內(nèi)充液態(tài)氮，使線圈處在超導(dǎo)溫度狀態(tài)。圖4-螺旋通道磁流體推進器結(jié)構(gòu)使超導(dǎo)線圈進入超導(dǎo)勵磁狀態(tài)，接通直流電源，內(nèi)電極接正，外電極接負，海水在電磁力作用下做環(huán)形流動，但在螺旋片導(dǎo)流下海水沿螺旋通道前進，經(jīng)整流片轉(zhuǎn)為軸向從出口流出，這個過程在螺旋通道磁流體推進器動畫演示。這艘超導(dǎo)螺旋式磁流體推進試驗船的超導(dǎo)磁