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据《军事与航空航天电子》杂志网站2023年6月8日报道,位于弗吉尼亚州阿灵顿的美国国防高级研究计划局(DARPA)发布“海底磁流体动力泵原理(PUMP)”计划,要求业界开发高性能磁流体泵的电极材料,用于未来的全电力舰船推进系统。

“海底磁流体动力泵原理”计划将开发和展示磁流体泵,其效率与用于海上推进的传统叶轮泵相当,同时噪音更低,且可靠性更高。该计划还将开发多物理建模与仿真,以设计和分析磁流体动力泵。

尽管军方的电力舰船推进专家对磁流体动力技术的兴趣已有60多年,但用于高场磁体和耐腐蚀电极的材料在实际应用中的效率、尺寸、重量和功率(SWaP)以及寿命方面存在局限性。有关专家已经确定磁流体动力技术实用化存在的两个关键挑战:提高磁场以增强效率;开发电极材料以克服水解作用、气泡坍塌侵蚀和海水腐蚀的影响。

“海底磁流体动力泵原理”计划为期42个月,分为三个实施阶段:建模与仿真工具;展示用于磁流体动力海水环境中的电极材料;以及小型样机演示。

建模与仿真工具将包括流体动力学、电化学和磁学,以帮助理解磁流体动力环境;磁流体动力材料应能在海水中运行至少五年;小型样机应在小型样机磁流体动力单元中展示一个有效系统,能够产生22.5磅的力,并可扩展到约56磅的力。

磁流体动力设计有两种基本方法:传导和感应。传导方法使用传导电场和磁场,而感应方法使用与时变电流同步的时变磁通量来维持给定的推力。美国国防高级研究计划局的研究人员表示,他们预计将有多家承包商参与传导和感应方案。