現代艦舶的螺旋槳，自19世紀初問世以後，通過不斷地改進技術與蒸汽動力一起，推動了人類航海史的巨大跨越。毫無疑問螺旋槳和蒸汽機一樣，是200多年前第一次工業的產物。
今天，無論是內河還是大洋，冒著濃濃黑煙的蒸汽船早就不見了蹤跡，可大大小小的船艇上螺旋槳還在隆隆地旋轉。可是人類進入電器時代已超過100年了，陸地上的磁懸浮列車已經創造速度紀錄，而在水面上，為什麼不能用電與磁的力量，替代龐大而笨重的機械轉動推進艦船呢？
設計師將目光聚焦到了「磁流體推進」技術。所謂磁流體推進，是對一個貫通海水的通道加上磁場，使導電的海水產生電磁力而在通道內流動，產生反作用力推動艦船前進。而採用超導磁體作為磁場來源，則稱為超導磁流體推進器。
超導磁流體推進器外觀
磁流體推進器由磁體、電極和通道3部分構成，其推進過程可以藉助物理學中的「磁場對通電直導線的作用」這一現象解釋。
將金屬直導線放入磁場中，當導線通電時，磁場就會對通電導線施加一個側向力而使導線發生移動，力的方向為右手拇指所指方向。若將金屬導線視替換為帶電的海水，則海水就會像導線一樣向拇指所指方向運動。通過調節電流大小，可以控制速度；改變電極極性可以改變運動方向。
與傳統推進器相比，磁流體推進裝置沒有轉動機構，可以使船舶幾乎在安靜的狀態下航行，從而大大改善了航海人員的生活、工作環境，並可極大的增加軍用艦艇隱蔽性。
由於克服了轉動機械的功率限制，不會像螺旋槳那樣在高速旋轉時產生空泡，磁流體推進還可以大幅提高輸出功率，為製造超高速艦船創造條件。
超導直線電磁推進系統試驗船「大和一號」
此外，磁流體推進器各個部件，如發電機、推進器、輔控設備等，相互之間沒有「剛性連接」，可集中安裝也可分散於任何艙室之中，從而極大地增加了艙室布置的靈活性。
雖然有突出的優勢，但目前超導磁流體推進器在實用化方面還存在著一些亟待解決的問題。主要是系統輕量化、小型化問題，高性能電極材料技術、磁流體漏磁問題，以及高效率的通道設計等。
20世紀末以來，船舶磁流體的推進研究逐步向實用化階段邁進。日本建造的「大和」1號試驗船是世界上第一艘無螺旋槳推進船。「大和一號」為直線式電磁推進系統，主要由超導磁鐵、磁屏蔽裝置、勵磁與電極的供電裝置、超導線圈、驅動機械、液氦等主要設備和材料構成。船體運行及電磁推進系統的電力供應是船體的發電供配電系統。應用超導電磁鐵增強磁場強度，並且將超導電磁鐵浸泡在液氮中降溫以保證長期運行。美俄等國也在磁流體推進方面做了大量的試驗研究，其中俄海軍曾披露計劃將磁流體推進運用於核潛艇。
中國方面，中科院電工所研製的螺管超導磁體系統，磁場強度5特斯拉，室溫孔徑0.2米，外徑0.65米，總長1.1米，總重494公斤，液氦貯量66升，一次充滿液氦能連續運行6晝夜。此外，電工所與船舶研究院702所合作研製成功了螺旋式超導磁流體推進試驗船。「HEMS-1」號，於1998年11月28日試航成功。它的研製成功標誌著我國已躋身於該項高技術的國際先進行列。該試驗船長3.2米，寬0.85米，排水量約1噸；船上裝備有磁場強度為5萬高斯的超導磁體系統，螺旋通道推進器，電池組和測控系統，由一人操作。
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（作者：科普中國責任編輯：天極科普君）
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