美国海军研究实验室
美国海军研究实验室(UnitedStatesNavalResearchLaboratory，简称NRL)，是美国海军及海军陆战队的财团法人研究实验室，进行着范围广泛的科学研究和先进技术开发。美国海军研究实验室是在爱迪生的建议下于1923年成立的。1946年美国海军研究所设立后，美国海军研究实验室被置于其所长指挥下。
中文名称：美国海军研究实验室
外文名称：UnitedStatesNavalResearchLaboratory，简称NRL
地点：华盛顿特区波托马克河岸
组建时间：1923年
隶属军种：美国海军USNAVY
上级机构：美国海军研究所
机构性质：海军装备研究开发
1、机构简介
美国海军研究实验室门前爱迪生像
美国海军研究实验室(UnitedStatesNavalResearchLaboratory，简称NRL)是美国海军及海军陆战队的财团法人研究实验室，进行着范围广泛的科学研究和先进技术开发。
美国海军研究实验室是因爱迪生的鼓励而在1923年成立。在1915年5月的《纽约时代杂志》社论，爱迪生写道:“*应维持一间巨大的研究实验室……可在无需庞大开支下发展所有军事和海军技术。”
1946年海军研究所设立后，美国海军研究实验室被置于其所长指挥下。
NRL基地坐落于华盛顿特区波拖马可河岸，是多种复杂科学设施的集散地，工作人员包括研究员、工程师、技术专家和支撑人员等多达2500名。由海军办公室负责实验室的整体管理，有五个分管理事会，其中四个负责指导科学研究。
NRL的研究计划来自很多方面，主要的项目发起和资助单位包括：海军科研办公室、海军海洋系统办公室、海军大气系统办公室、美国空军、国家航空航天局、国防科研计划署、美国能源部、美国司法部等。
2、基本概况
存在时期：1923年-至今
隶属军种：美国海军U.S.NAVY
机构性质：研究开发
人员规模：2,562文职人员110军职人员(2010)
隶属部门：海军研究办公室
3、研发领域
NRL利用新型材料、技术、设备、系统，面向海洋应用，进行多学科的科研与技术开发，并为海军提供广泛的专门性科技开发，其研究活动包括：
1、在海军感兴趣的领域广泛发起和引导基础性与长期性的科研活动。
2、在拥有技术专长的领域开发能够用于特定项目的原型系统。
3、为海军提供空间技术与空间系统的开发与技术支持。
4、开展物理、工程、空间、与环境科学的室内研究。
5、面向海洋作战中心的多学科支持系统展开研究开发。
6、为国家地理空间情报局(NGA)提供测绘、制图、大地测量的研究和开发依据。
4、组织部门
美国海军研究实验室
NRL主要的组织管理和研究部门包括：
研究领域执行部
由NRL的指挥办公室(CO)和研究主导部(DOR)共同承担实验室的管理职责。根据海军的要求，CO负责实验室的全面管理与一般性的职能指挥，包括法律事务、与其他军事活动的互动、以及对技术工作的总体监督和支持服务。DOR在CO的指导下对实验室的技术方案计划进行引导和总体设计;负责与学术界保持合作联系;培训下级的技术人员;交换技术信息;有效地执行NRL的使命。
业务运作理事会
业务运作理事会为业务需求开发提供管理流程。涉及领域包括金融管理、供应链管理、合同运作、公共事务、管理信息支持等。
系统管理理事会
通过基础研究与工程开发，扩展面向海军部队的项目运作能力并提供支撑。重点是关注技术、设备、系统、以及如何获取和传输作战信息、并抑制敌方的相应能力。目前的研究项目包括新的改进型雷达、光学传感器、高级电子支撑测试技术、高性能与高可信度计算机器等。
材料科学与组件技术管理理事会
通过多学科的研发活动发现和利用新材料，创造与材料行为有关的新概念，并开发基于新概念材料的新型器件。利用这些材料来满足海军先进的电子、传感器、光电子等技术平台的需求。
海洋及大气科学管理理事会
研究领域包括声学、遥感、海洋学、海洋地质、海洋气象学、空间科学;对地遥感方面包括无线电、红外线、光学传感器、遥感物理及其成像系统的研究;海洋学方面包括海洋动力学与预测、海洋科学和技术、小区域现象;海洋地球科学方面包括海洋物理、海底科学、测绘、制图、大地测量学;海洋气象学方面包括紫外线测量、X射线天文学、高空大气物理、伽马和宇宙射线、太阳物理学、日地关系、气象预测系统和预测支持等。
5、研究概览
相关研究
从战争年代起，NRL的基础研究领域就包括与海军有关的地球和空间环境。探索的领域非常宽广，从检测太阳的行为，分析海洋大气条件，到测量深海参数等。NRL通过探索全波段的电磁波频谱与大范围的外层空间、其遥感与通信能力得到了很大的提升，并且获取了在大噪声背景下可靠安全的信息传输手段。此外，潜艇的可居技术、润滑技术、造船材料、防火技术、海洋水声理论等也是一直关注的技术。
NRL开创了海军的太空研究计划，参与了包括利用V-2火箭进行大气探索、美国的第一个人造卫星计划(先锋号计划)、海军的全球定位系统计划。作为战略防御计划(SDI)的一部分，NRL还设计制造了低功率大气补偿试验(LACE)卫星。
1992年，海军海洋大气研究实验室(NOARL)被并入NRL，合并加强了海军研究实验室的研究实力。NRL现在作为海军在海洋与大气科学方面的领袖实验室，特别关注物理海洋学、海洋地质、海洋声学、海洋气象学、以及大气遥感和远洋技术等。扩展以后的实验室主要关注冷战后时代的新海军战略利益需求。NRL的研究兴趣不仅局限在蓝色水域，也着眼于维护在全世界海岸地区的美国利益，海军研究实验室的科学家和工程师们正致力于向海军输送这类专门技术和能力。
NRL于2007年6月1日启动了空间卫星试验1号计划(STPSat-1)，该计划目前已经启动了地球空间外差成像(SHIMMER)和断层扫描空间接收机(CITRIS)实验，目前已经搜集到了大量高质量的科学数据。STPSat-1实验目前由NRL与美国航天局共同支持。
现今NRL已经成为海军在空间系统研发、火控系统研发、战术电子系统、微电子设备、人工智能技术等方面的领袖实验室。
6、研发项目
NRL2008年电磁轨道炮发射试验
电磁轨道炮
据美国海军网站2011年10月31日报道10月31日，美国海军研究实验室(NRL)的科研人员成功完成了海军研究局(ONR)电磁导轨炮(EMRG)项目实验室规模电磁导轨炮系统的第1000次试射。
电磁导轨炮是一种能够利用电能而非化学推进剂发射弹药的远程打击武器。电磁导轨炮安装在舰上，可为舰上作战人员提供多种打击能力，如：精确水面火力支援、对陆打击、巡航导弹和弹道导弹防御以及为抵御敌方舰艇的水面作战等。
弹药从电磁导轨炮发射的速度为每秒钟2至2.5千米，整个发射过程无需使用炸药推进，当遭遇目标时，利用高速动能将其消灭。
实验室级别的电磁导轨炮长6米，口径50毫米。研究人员首次试射电磁导轨炮是在2007年，在改进了电磁导轨炮的滑动电枢和导轨之后，自2008年起每年平均试射电磁导轨炮300次。强电流使滑动电枢在两导轨间加速运动，从而产生强磁场，强磁场驱动弹药高速发射出去。每次试射之后，研究人员都要将电磁导轨炮的全部组件进行拆解检查，还会将导轨切割开放在显微镜下面检查导轨表面所受到的损伤。
在1000次的试射期间，研究人员试验了多种材料和几何造型以决定何种材料和造型能够承受足以融化金属的高温和发射1.5兆焦耳能量武器的高压。1兆焦耳能量相当于推进一辆1吨重的汽车以每小时160公里的速度行驶所需要的能量。
研究人员表示，电磁导轨炮的炮筒并不一定要像常规火炮的设计方案一样是圆的。自2005年开始，研究人员便一直致力于延长电磁导轨炮炮筒寿命、炮口能量及尺寸的研究。而这些努力将最终实现64兆焦耳、射程350公里的电磁导轨炮的完成。
由于试射所取得的材料科学方面的突破，给研究人员将新技术引入更大型的电磁导轨炮实验设备带来了极大的信心。2010年12月，美国海军水面作战中心成功完成了33兆焦耳电磁导轨炮的发射试验，同时也创造了一项世界记录。
舰用旋转爆轰发动机
NRL旋转爆轰发动机试验
据简军事与航空航天电子学网站2012年11月15日报道，美国海军研究实验室(NRL)计算物理和流体力学部门的负责人表示，他们正在研究利用旋转爆轰发动机(RDE)降低燃气轮机燃料消耗的可能性。
目前美国海军舰船上约有430部燃气轮机。这些发动机每年消耗约20亿美元的燃料。若经过旋转爆轰发动机技术改造，每年将能降低3亿美元到4亿美元的燃料成本。
海军现在使用的燃气轮机基于布雷登热力循环原理，将燃料与空气混合压缩后，在恒压条件下燃烧，产生的能量用于发电和舰船推进。
NRL的研究人员利用爆轰循环代替布雷登循环，用于燃气轮机驱动，是一项极具吸引力的创新技术。过去十年，实验室一直处在该项技术的研究前沿，也是开发脉冲爆轰发动机(PDE)的主要成员.
NRL的研究人员表示，他们已经利用前期在通用爆轰上的研究成果，建立了用于仿真旋转爆轰发动机的模型。旋转爆轰发动机将能提高10%的输出动力。研究人员还表示，该技术能够为海军节省25%燃料消耗。若几项技术难关被攻克，旋转爆轰发动机和脉冲爆轰发动机有望成为提高舰船和航空燃料效率的颠覆性技术。
目前海军正在致力于燃气轮机和电力混合动力推进系统，以加大电力在新建舰船中的应用。
海军官员表示，虽然未来舰船正在向混合动力系统或“全电力”推进系统模型迈进，燃气轮机仍然是舰船电力和推进系统中不可取代的角色。为海军舰船开发和提供高效的燃气轮机仍然是研究人员的工作重点。
水下太阳能电池
美国海军研究实验室(NRL)的科学家们日前成功发现了一项具有突破性意义的新方法，可以让太阳能电池在水下高效作业。
因为海水会吸收阳光，所以在水下的太阳能电池想要吸收到足够的阳光是非常困难的。但是来自美国海军研究实验室电子科学和技术部的研究人员最近发现，虽然光照强度到达水底后变得很低，光谱也变得很窄，可这样却有助于电池实现高效率的能量转化;另外，研究人员还发现当光谱的波长在400到700纳米之间时，铟镓磷化物具有超强的吸收能力，也就是说如果放弃传统的晶体硅电池，而采用高级的铟镓磷化物电池，那么在光线密度很低的水下，太阳能电池也可以实现高效的工作。
早期的实验表明，在水下9.1米处，这样的电池一平方米的电能产量可以达到7瓦。据了解，该小组研究这种水下太阳能电池的初衷是为水下自治系统和传感器平台提供动力，而一旦这项技术发展成熟，那么在水下建起大规模的高效太阳能电站也就不再是梦了。