迈斯纳效应:当一种材料从一般状态变至超导态时,会对磁场产生排斥反应,这种现象被称作迈斯纳效应。当把超导体放到磁铁上时,只要这个磁体的磁场强度不超过特定极限,超导体便可以悬浮在磁体上方。
超导技术是新一代的舰船推动系统的基础,推进电动机的体积和重量对于船舶设计建造具有十分重要的影响。高温超导电机体积小,重量轻,极其有利于船舶吊舱推进应用。在研发过程中, 采取Brayton循环机制, 实现了氦气的高效循环, 借助于冷却循环机制, 构建起一个高效的温度调控机制, 为电机运行安全平稳运行营造了良好的外部环境。据说,美国AMSC公司为美国海军研制的36.5 MW舰船推进实验电机,四台电机可以驱动一艘航空母舰。
日本制造的世界上第一艘超导船“大和”号,它的船身为铝合金材料制造超导电磁流体推进 超导电磁流体推进是把电能直接转换成流体动能,以喷射推进取代传统螺旋桨推进的新技术。与传统机械传动类推进器(譬如螺旋桨、水泵喷水推进器等)相比较,磁流体推进器的不同点在于:前者使用机械动力作为推力而后者使用电磁力。正因为如此,磁流体推进器无须配备螺旋桨桨叶、齿轮传动机构和轴泵等,是一种完全没有机械噪音的安静推进器,它具有低噪音和安全性 没有假如等特点,在特殊船舶推进应用中具有重大价值。
我国初步进行了小型高温超导永磁电阻电动机的开发, 国内在超导领域取得了一些技术成就,2017年中国船舶重工集团研发成功了我国第一台1MW高温超导电机, 但是与其他先进国家相比, 技术研发能力以及深耕程度仍有不足, 差距较大。
超导电缆由超导材料制成,能够在超低温下实现电能无损传输。在船舶航运中,使用超导电缆可以显著减少电能损耗,并提高电力传输效率。这对于电力密集型船舶如大型客轮、军舰以及特种船只来说尤为重要。
超导磁悬浮技术是将超导材料应用于船舶航运中的一种创新方式。通过利用超导材料的迈斯纳效应,可以实现磁悬浮船舶的悬浮和推进。这种技术可以减少摩擦阻力,提高燃油利用效率,从而降低船舶的运行成本和对环境的影响。
围放置超导线圈,并通过外部磁场控制船舶的位置。利用超导材料的迈斯纳效应,可以使船舶悬浮在磁场中,从而实现对船舶的精确控制。这种技术在港口作业、海上测量和科研船舶中具有广泛应用前景。
超导技术可以在船舶航运中应用于液化气体的传输和储存。传统的液化气体储存方式往往存在能量损耗和安全隐患。而利用超导材料制造的低温容器可以有效减少能量损耗,并提供更安全的储存环境。这对于液化天然气(LNG)船舶以及其他需要液化气体的船舶来说具有重要意义。
超导技术还可以应用于船舶的传感器和测量设备中。超导传感器具有高灵敏度和低温度测量的优势,可以用于测量船舶的温度、电压、电流和其他物理量。通过超导技术,船舶运营商可以获得更准确的数据,从而提高船舶的性能和安全性。