超导电磁推进船

发布时间：88年06月25日

编译王乃粒

目前，日本正在进行一项开发一种采用超导技术的“高技术船”的研究工作。最近，超导技术的发展已使它所研究的许务问题成为自发明晶体管以来的最重大的研究课题之一。这项“高技术船”研究工作是由日本造船促进基金会（JFSA，会长是Yohei Sasagawa）发起的。现在研究小组已有把握地认为，有可能制造出一种具有实用价值的，重量轻的超导电磁推进系统，并计划于1990年在一只届时将建成的150吨级的试验船上开始进行一系列的试验。

超导电磁推进船因不带推进器而没有噪声和振动。这种船有许多优点，它操作方便并且因为不需要烧燃料而结构简单。这种船的推进效率将随着它的速度增高而提高，因此它很有希望成为一种高速船只。

推动这种高速的“梦想船”前进的动力源，按照弗莱明左手定则产生。安装在靠近船底部的超导磁体在海水中产生磁场。当电流在垂直于磁场的方向上流过时，便会在与电流方向和磁场方向相垂直的方向上产生一种动力。这种动力将视电流的方向而定，把大量的水向前或向后推进。而这些水流便会将船只推动（见原理图）。

基金会于1985年建立了一个研究和开发委员会，开始进行这项研制工作。这种超导电磁推进船的原理虽然十分简单，但要想建造一艘这种类型的具有实用价值的船只却相当困难。很多问题都需要解决，譬如研制这种船用的重量轻而效率高的超导电磁体；减小冷却设备的尺寸和重量；研究一种磁绝缘的方法以及一种防止电极腐蚀的方法等。可喜的是，制造重量轻的超导电磁系统已成为可能，这要归功于最近在制作超导材料的方法方面所取得的明显进展。

Sasagawa会长关于这项研制计划这样写道：“在发展的初期阶段，它只不过是一种梦想。过去人们以为，要想将一枚火箭发射到月球所要求的精度就像在20米以外用手枪射中苍蝇的一只眼睛一样，而且这要花上五百年乃至一千年方能做到。但是，人类已经实现了这一宏伟的理想。总得有人迈出第一步。正在研制中的这种船只可能会与常见的大不相同。然而最重要的是要迈出这第一步。”

基金会已收到许多关于这一研究计划的询问，因为在最近的几个月中新的超导材料正在一个接一个地出现。过去，要想将材料冷却到可以获得超导性的温度（-269°C），就必须采用价格昂贵的液氦。而今，已可制得一种在-196°C就会产生超导性的新材料，这样的温度采用价格便宜的液氮就能达到。冷却问题的解决，将有可能使电磁推进系统的尺寸和重量大大减小。

基金会还打算在它设在筑波科学城的试验室里修建一个很大的海水池，不久就可以开始对模型船进行一系列的试验。如果一切都进行得顺利的话，制造一种电磁推进系统的工作将于1988年开始进行。研究小组打算暂且采用铌、钛和锡的化合物这样一类通常用来制作超导材料的物质。但一俟有可能得到可供商业应用的较便宜的陶瓷化合物时，他们便会改用这种新型超导材料。

当前，基金会正在继续研究能够保护船员不受磁性的有害影响和电极不受腐蚀的方法。如果开发这种“高技术船”的目的在于商业应用，那么最合适的是把它用作水下勘测船和破冰船，因为它采用的推进方式与常用船只截然不同，而且船型也很不一样。