瀚海狼山|095会不会成为水下速度100节的磁流体潜艇？（完整篇）
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超导磁流体潜艇最近几年是前沿技术热点之一 ， 曾经有人说很快就有超导磁流体的超级潜艇被生产出来 ， 水下航速高达150节 ， 也就是接近300公里的时速 ， 和高铁的速度都接近了 。 如此高的速度之下 ， 绝大多数鱼雷都追不上 ， 想对付这种潜艇几乎毫无可能 ， 因此一旦研发出来就是绝对领先 ， 成为水下跨时代的不明物体 。 但实际上到目前为止 ， 瀚海狼山（匈奴狼山）认为 ， 对任何大国 ， 真正实现这个技术并不容易 。 因为其中有很多难关需要去克服 。 首先还是要先解释一下水下超导磁流体的基本推进原理 。 和大多数人的想象不同 ， 水下 ， 包括水上 ， 也就是水中的磁流体不论是潜艇还是其他的水中物体 ， 并不是自身有强磁性就可以在水中自己高速跑起来；这就像一台可以发出强磁性的物体在地面上并不能自己运动起来一样的原理 。
磁性的物体产生运动力 ， 都需要磁场和电场相互作用 ， 也就是通过洛仑磁力让物体运动 。 强磁体之间可以相互吸引和相互排除 ， 这个过程中会导致相对运动 。 其实地球本身也是一个大磁体 ， 可以让地球表面的强磁体产生相互作用而导致相对运动的出现 。 不过地球本身的磁场并不算太强 ， 只能让一些强磁体 ， 比如稀土强磁块自动对准南北磁级的方向 ， 但还强不到可以让强磁体本身在地球表面的陆地和海洋中跑起来的程度 。 因此水中的磁流体船舶想要跑起来还是高速跑起来 ， 仍然要符合牛顿物理的基本原理 ， 这就是反冲运动 。 也就是磁流体的船舶仍然需要往后喷水 ， 来获得反冲力来实现向前方的运动 。 当然这种喷水方向还可以向左向右向上向下来获得拐弯和上下浮动的动力 。 当然 ， 主要的作用力还是向后喷水 ， 这和通过螺旋桨和泵推获得水中前进力并无本质区别 。
而磁流体潜艇和水面船舶先进就先进在 ， 它们喷水获得推力 ， 并不需要任何机械轴的旋转和附带的螺旋桨和泵推的运动 ， 从而带来机械噪音这种潜艇最不需要的副产品 。 磁流体潜艇只需要有一套或者几套前后上下左右贯通的管道 。 从前端吸收海水 ， 再通过管道本身外侧包裹的超导强磁场系统 ， 把经过管道内部的海水加速后喷出 ， 获得反推力即可 。 这是因为海水本身就是优良导体 ， 在强磁场下会产生前后运动 ， 自然可以产生反推力 。 一般磁铁的磁场强度 ， 还是实现不了把海水加速到前后流动的程度 ， 更谈不上加速达到几十节甚至上百节的流速 ， 这是因为磁场强度不够大 。 如果把一根海水管道环绕的磁场增大到几万高斯甚至更高 。 则管道里面的海水的流速会越来越快 。 磁场强度越大 ， 管道内海水的流动速度越快 ， 反推力也自然越大 。 理论可以让磁流体潜艇跑到150节以上 ， 而且没有任何机械摩擦 ， 除了高速下的水声噪音 ， 机械噪音几乎为零 ， 这自然是任何潜艇都追求的终极动力系统 。
不过说起来容易做起来难 。 这是因为任何固定磁体的磁力强度都不可能做到几万高斯 ， 必须用强大的电磁铁 。 但是普通电磁铁在通电后的绝大部分能量都会变成热能 ， 变成磁力能的只是一小部分 。 这种普通的电磁铁内部温度会越来越高 ， 最终成为“炼钢炉”而不可承受 。 电磁能变成热能的主要因素是线路有电阻 。 而通过超导环境可以把电阻无限降低到接近0 ， 这样大部分电能就可以变成磁力能了 。 但是想要让一套庞大的系统全部处于超导状态谈何容易 。 大部分大国都缺少一种最关键的物质 ， 那么这种关键物质是什么？明天继续讲 。
（接昨天）这种关键物质就是液氦！液氦当然是通过氦气加压降温产生 。 根据常识都知道 ， 液氢的内部温度最接近绝对零度 。 而对潜艇上的超导电磁铁来说 ， 磁铁线圈的温度保持的越低 ， 自然超导性能就越强 ， 不但更省电 ， 而且产生的磁力越强大 ， 自然是整体最理想的 。 液氢也比较容易获得 ， 电解水和石化提炼的尾气都可以大量的获得氢气 。 有氢气就自然可以批量的加压制造液氢 。 目前的工业产能和加压保存技术已经可以普及到为汽车加液氢当汽油烧的程度 。 但是液氢和氢气都有易燃易爆的缺点 ， 这个缺点在完全封闭的核潜艇内部本身就是致命的 。 因为核潜艇的反应堆本身就有一定量的氢元素产生 ， 而且常规潜艇和核潜艇的电池组也会产生一定量的氢气 ， 聚集在潜艇的顶棚附近 ， 因此不论核电站还是潜艇内部都是严禁烟火 ， 而且有除氢装置定期的除掉极其危险的氢气 。
在严防氢气产生的潜艇环境中 ， 自然不可能用氢气和液氢来冷却超导磁体线圈 。 那么用什么既然安全又可以达到冷却的极低温度要求？目前达标的只有液氦 。 不过氦气资源比较奇怪 ， 就像全球90%以上的钨金属矿在东亚一样 ， 全球90%的地层氦资源居然都在北美大陆 。 过去超级大国严格禁止氦气资源的出口；冷战后管制虽然有所松懈 ， 但是其他各大国想得到足够的氦资源仍然不容易 。 第一是全球交易量有限 ， 第二是氦价格太高 。 很难普遍大规模应用 。 未来只能寻求更高温度的超导合金 ， 但是想突破也不是一时半会的事情 。 那么超级大国有足够的氦资源 ， 他家的磁流体潜艇技术的研发是否遥遥领先呢？事实上也不是这样 。 超级大国海军认为他家现有的核潜艇技术已经在全球领先 ， 在其他国家突破磁流体潜艇技术之前 ， 超级大国海军似乎本身并不是特别着急 。 就像电磁弹射和电磁炮技术方面 ， 超级大国都走入了牛角尖一样 。 其在电磁大类先进技术上明显已经不在全球第一梯队 。
【瀚海狼山|095会不会成为水下速度100节的磁流体潜艇？（完整篇）】由于液氦资源有限 。 其他大国的超导磁流体的潜艇的试验船都很难放大 。 只能最多进行5吨级以下的小型试验 ， 很难做几百几千吨的完整试验 。 目前仅仅3吨左右的试验艇 ， 就需要几百公斤价格高昂的液氦来冷却线路 。 这是当今把磁流体潜艇做大的最大障碍 。 另外 ， 磁流体潜艇虽然基本避免的机械噪音 ， 但是仍然有高速下的水声噪音需要克服 。 更麻烦的是强磁性之下 ， 潜艇在水下的磁辐射会大大超标 。 现在反潜机探测潜艇 ， 就已经应用上了磁探测仪 ， 在想出技术措施 ， 彻底屏蔽核潜艇本身的对外强磁辐射前 ， 也不会进入工程实践的建造 。 由此看来 ， 095系列对磁流体100节高速技术显然有点赶不上 。 不到097系列倒是很有可能 。 在推动几千、上万吨级的潜艇仍然有难度的情况下 ， 更轻巧的磁流体无噪音鱼雷倒是有可能先发制人 ， 更早进入实战装备状态 。
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