欢迎您访问科普小知识本站旨在为大家提供日常生活中常见的科普小知识,以及科普文章!
您现在的位置是:首页  > 科普文章

为什么叫超导电磁船为“理想之舟”

科普小知识2022-03-11 18:14:33
...

  幼教网整理了关于幼儿高新科技《为什么叫超导电磁船为“理想之舟”》,希望对幼儿学习有所帮助,仅供参考。

  既然可以利用超导体把火车做成“飞车”,那么能不能利用超导体将轮船做成“飞船”呢?

  美国、日本等不少国家的科学家都开始了在这一方面的尝试。

  超导电磁船的原理是,利用超导体在超导状态时电阻为零的特点,把超导材料制成线圈,通上强大的电流。因为不会发热,所以不用担心线圈会烧坏。这时,就会在海水中产生强大的磁场。同时,在海水中设置电极,利用海水的导电特性,形成通电回路,使海水带电。这样,带电的海水在强大的磁场的作用下,产生了使海水发生运动的电磁力,而船体就在反作用力的推动下向相反方向运动。由于超导电磁船是依靠电磁力作用而前进的,所以它不需要螺旋桨。因此在超导电磁船上你是看不见螺旋桨的。

  1985年6月,日本某企业成立了超导电磁船开发研究委员会,并开始了开发研究。

  1990年7月,日本的三菱重工神户造船厂里一艘长30米、宽10米、排水量185吨的船体建成了。1991年9月,人们又完成了两组超导电磁堆进装置的安装工作,这艘船被定名为“大和”1号。1992年6月16日,在神户港附近海域,“大和”1号进行了直进、右转、左转等航行试验,时速达到5.7海里(约合11千米)。

  这是造船技术上的一次革命,标志着新一代的船舶将以全新的面貌登上海洋运输的舞台。

  海水为什么会被电磁力推向后方呢?这要从通电导线在磁场内所受到的力谈起。电极通电以后,处于正负电极之间的海水实际上变成了一根根通电“导线”。超导电磁船的优点就是在于巧妙地利用了海水的导电性能,使海水变为通电导体。而处在超导线圈形成的强磁场中的这些海水“导线”,必然会受到电磁力的作用,其方向可以用物理学上的左手定则来判定。所以,在预先设计好的磁场和电流方向的配置下,海水这根“导线”被推向后方。

  同时,超导电磁船所获得的推力与通过海水的电流大小、超导线圈产生的磁场强度成正比。由此可知,只要控制进人超导线圈和电极的电流大小和方向,就可以控制船的速度和方向,并且可以做到瞬间起动,瞬时停止,瞬时改变航向,具有其他船舶无法与之相比的机动性。

  总之,这种超导电磁船不仅速度快,不受气候影响,推进效率高,控制性能好,而且噪声小、结构简单、易于维修。难怪它一问世,就有人把它称为“理想之舟”。同时,这种超导电磁推动系统适用于多种用途的船舶,它可作高速巡逻舰、货轮、油轮、考察船、破冰船和水陆两栖船的动力设备等。

  超导电磁船可以实现航道和港口的自动化导航。人们只要在海底埋设好导体,就可以像列车在铁轨上运行一样为这类船导航。

  由于超导体对低温环境的要求非常苛刻,致冷用的液氦价格又相当昂贵,因此超导电磁船的推广遇到了比预想更为复杂的技术问题。但是,人们相信,随着更为优良的超导材料的出现,这种“理想之舟,,终究会变成“现实之舟”。

  因此,有人估计到2010-2020年,海面上将出现航速达每小时185公里的商用化高速超导电磁巨轮。