推進裝置的案例
可控核聚變工程化推進，特種電源如何支撐聚變裝置穩定運行
隨著磁約束核聚變研究向高參數、長脈沖、高約束模式發展，聚變裝置對供電系統的要求已遠超常規工業電源。無論是超導磁體勵磁、中性束注入高壓供電，還是等離子體診斷、弧流驅動等環節，都需要電源具備極低紋波、高穩定度、快速動態響應以及在強電磁干擾環境下長期可靠工作的能力。尤其是在脈沖工況下，電源需在毫秒級時間內完成能量精確輸出，任何波動都可能影響等離子體約束狀態。
在國內新一代聚變裝置建設中，電源系統的自主化程度不斷提升。武漢森木磊石長期深耕大功率高精度特種電源領域，圍繞 HL?2M 等聚變裝置的實際需求，開發了適用于磁體系統、加熱系統、真空系統及診斷系統的系列化電源產品。其在高壓絕緣設計、高頻軟開關拓撲、多模塊串并聯均流均壓控制、電磁兼容優化等方面形成了成熟技術方案，能夠滿足聚變裝置復雜工況下的高精度、高可靠供電需求。
深耕聚變電源領域，具備完整工程驗證經驗的國產電源供應商，將在產業鏈中承擔越來越重要的角色。其中，武漢森木磊石作為
國內聚變電源解決方案最齊全、應用案例最多的企業，憑借覆蓋PSM電源模塊、陽極高壓電源、輔助放電電源等全品類的完整解決方案，依托在 HL?2M 這一國內核心托卡馬克裝置配套中積累的豐富技術與項目經驗，持續優化產品性能、完善解決方案，不僅為當前聚變實驗裝置提供穩定可靠的電力支撐，更將助力國產聚變電源技術的迭代升級，推動我國磁約束核聚變工程化進程穩步向前，為實現聚變能源自主可控奠定堅實基礎。
展開 吸氣式電推進首次點火成功（轉載）
歐空局領導的團隊于2018年3月完成了吸氣式電推進的研制工作，并成功完成了該類推力器世界首次點火。這種電推進裝置攝取大氣層邊緣稀薄大氣中的分子作為推力器的工質。實驗的成功意味著，衛星在超低軌道持續運行數年成為可能。
歐空局用于重力場測量的GOCE衛星，采用了電推進裝置來持續補償空氣阻力，因而能夠在250km的低軌上運行四年時間。然而，GOCE衛星的壽命受限于它攜帶的作為工質的40kg氙氣，當氙氣使用完以后衛星的任務也就結束了。
與衛星自身攜帶工質不同，使用大氣層中的中性分子作為工質，能夠創造出一類能夠在超低軌道上長時間運行的新型衛星。
吸氣式空間任務示意圖
吸氣式電推進裝置不僅能夠在地球軌道上使用，也能應用于其它星球的大氣層邊緣。例如，在火星上可以使用火星大氣層中的二氧化碳作為工質。
歐空局的Louis Walpot說道：“這個計劃的創新設計在于，它能夠在約200km高度的地球大氣層邊緣，以7.8km/s的速度收集空氣中的分子作為推力器的工質”。
實驗設備
意大利的Sitael公司研制了用于測試這個概念的完整推力器，并且在該公司一個能夠模擬200km高度真空環境的真空艙中進行了實驗。
試驗中還使用了一臺粒子流產生裝置，用來模擬高速來流分子。這些分子會被吸氣式電推進的新型進氣道和推力器捕獲。
推力器上沒用活動的和復雜的部件，每個部分都依據簡單的原理運行著。該推力器所需要的僅僅是產生磁場的線圈和推力器電極所需要的電能，這些能量用來產生極其強勁的阻力補償體系。
吸氣式電推進裝置原理圖
這項技術的挑戰在于，要設計一種新型的進氣道。它能夠收集空氣中的分子并將其壓縮，而不是簡單的將空氣中的分子撞開。
展開 一種人工重力空間飛行器的初步設計
軌道艙Ⅰ多一個用于連接的艙門且其位置 固定、對結構受壓耐拉等能力更強，可直接承載載荷，因而作為須加速或減速旋 轉時的噴氣推進主體，同時其便捷性較好，因而可作為實驗或交流艙室之用較為優勢；軌道艙Ⅱ則結構相對較簡單、內部空間更大，作為物資儲藏或生活艙室更有優勢。同時軌道艙外側可連接較大面積的太陽能帆板來為飛行器提供電能。
標號 2 的充氣柔性連接裝置在軌道艙Ⅰ和軌道艙Ⅱ之間，其由兩層制成。外層有一定柔性冗余（便于空間對接組裝）的高強度復合材料（如凱夫拉纖維等）制成，可耐受大拉力和一定的空間微粒撞擊并維持飛行器總體結構穩定。內層則為充氣連接裝置，與當前已經過多次太空測試的充氣艙體結構相似，用于隔絕內部環境和空間環境。充氣柔性連接裝置所連接的兩側艙門處于常閉狀態，僅在通過時手動開啟。充氣柔性連接裝置優勢在于可以避免固定硬材料的連接方式由于尺寸裝配誤差導致的一環8個軌道艙無法完美連接的風險，并且可以避免熱脹冷縮使得局部應力過大而導致的結構問題。
標號 3 的連接艙主要須實現的結構功能為在總體開始或停止轉動時要承受大量的剪切力，尤其是在艙門接口處應力更為集中。由于在轉動中連接艙與軌道 艙的角速度相同但線速度不一樣，因而其所能提供給艙內的向心加速度更小，相對不適合長期工作生活，因而更多的用作貯存燃料、電池以及通信、遙感等無需人來參與的功能之用。連接艙兩側連接太陽能帆板。
標號 4 的核心艙是力學結構的主體，同時承擔外來對接任務，并且需推進變軌時也由安裝在其上的推進器來完成。核心艙一側是對接口，另一側則是返回艙。多個推進器對稱安裝在對接接口周圍，可推進總體加速或是改變姿態。
標號 5 的推進裝置由于須提供較大的沖量需要采用化學燃料燃燒推進的方式而非直接噴出壓縮氣體的方式，同時其噴口必須朝向外側以避免高溫燃氣對艙體產生的威脅。
3.
展開 極地科考破冰船水下輻射噪聲分析
由于有些科考破冰船采用全方位推進裝置, 其螺旋槳噪聲應擴展到水下推進器的整體噪聲, 而且這類噪聲往往是控制的重點和難點。其中, 水動力噪聲又稱作流噪聲, 屬于流體動力學噪聲的一種, 是船舶在海面運動時形成的水流內部應力和船體與水流之間壓力共同作用的結果, 其中包含由于船體曲面或附體在運動中激起的下泄氣泡以及渦流帶來的噪聲, 如圖4所示。機械噪聲由主機、輔機等精密船載設備產生, 主要集中在低頻段, 但由于其成分較為復雜, 且海洋背景噪聲大多為低頻, 因而實際提取識別時較為困難, 針對主機振動噪聲的分析如圖5所示。螺旋槳噪聲是指高速旋轉的螺旋槳在水中振動輻射產生的聲波, 其中包含螺旋槳空化噪聲及螺旋槳葉片振動引發的噪聲, 如圖6所示, 如果采用安裝于船尾、浸沒于水中的全方位推進裝置, 這類推進器噪聲除了螺旋槳噪聲以外, 還有推動螺旋槳旋轉的水下推進電機或齒輪傳遞的噪聲。
圖4 船體水動力噪聲渦流分析示意圖
圖5 主機振動噪聲分析示意圖
圖6 針對螺旋槳噪聲的空泡試驗示意圖
影響水下輻射噪聲的全方位推進裝置有吊艙全回轉推進器、齒輪全回轉推進器和直葉槳推進器等。這類推進裝置一般安裝在科考船、破冰船和海洋工程船等船型的尾部作為主推進器。它們有個共同的特點, 即利用船尾水下安裝的特殊形式實現常規螺旋槳與舵的聯合控制, 使其具備“舵槳合一”功能。這一特點導致水下輻射噪聲級別和頻率范圍不同于常規螺旋槳。采用此類推進裝置的船型, 在建造設計之初就必須重點關注水下推進器的噪聲并嚴格加以控制。
展開 
某輪可調距螺旋槳進水事件原因查找分析
該船有2套推進裝置,遠航后在設備保養或航速要求低于11kn 時,通常采用單套推進裝置交替運行的模式。
單套推進裝置運行時,一臺主機及調距槳運行保持較高航速,確保主機燃燒狀況良好，另一臺主機及調距槳處于停止狀態，且調距 槳螺距處于零位。
在單機運行狀態時,為保持船舶直線航行,舵葉應轉向停止槳側并保持一定舵角,從而進一步增強船體艦部擾流。
在水流作用下,特別是惡劣海況時,運行中的螺旋槳經常承受突變的負荷。
為避免主機超負荷運行,控制系統會自動調節調距槳螺距,降低主機輸出功率。
在高負荷運行中,頻繁調整螺距除加劇槳葉根部、O形密封圈磨損外,也造成槳葉安裝盤面與槳轂支承面異常磨損。
槳葉安裝盤面軸向磨損使槳葉密封圈的壓縮量減小,加速槳葉密封圈的失效。
槳葉根部平面磨損(最大磨損量0.25mm)、密封圈密封面局部磨損（磨損量0.7~1.3mm ,新密封圈公稱直徑16mm)、槳葉安裝盤面與槳轂支承面磨損后間隙超差(個別間隙超過0.4mm),從而使密封圈失去壓縮量(新裝密封圈壓縮量1.8~2.0mm)并形成局部間隙。
由以上機理分析可知,調距槳槳葉平面磨損、密封圈局部嚴重磨損、槳葉安裝盤面與槳轂支承面長期運行形成的局部磨損間隙超差是海水進入系統的基礎條件,也是密封圈提前失效的根本原因。
槳葉根部平面和密封圈磨損嚴重,液壓油進水并導致乳化的具體原因如下:
(1)調距槳在長期運行過程中,槳葉安裝盤面與槳轂支承面的磨損間隙超差(本次測量局部磨損間隙最高達到0.42mm,高于上限值0. 3mm) ,加速密封失效的進程,使槳葉密封面、密封圈密封面磨損加劇。
展開 完全無人船很難實現！——從維修保養角度觀察
他們使用的這些船舶具有高度冗余、全電動推進運行的特點，這使得自主船舶在商船船東那里并沒有十分受歡迎。首先，高度冗余是船東很不喜歡的事情。其次，大型船舶的一般配備是一臺主機和一臺輔機，而電力推進不適用于主機，所以它也不適用于大型船舶。當前電動推進裝置的最大功率（36.5 兆瓦）只有驅動大型集裝箱船的發動機功率（降額后為 56.8 兆瓦）的三分之二，而且根據經驗，為了可靠，永遠不要購買一個屬性在最大值或最小值的產品。
為什么海上鉆井公司和內河水道能更快的使用自主船舶？
與液壓、氣動或機械系統相比，電動推進裝置出現故障的概率會更小并且需要的維護更少。海上鉆井行業的船舶通常使用5-10 兆瓦的發電機，并且速度通常都不變，這種一定噸位的自主船舶相對可靠、容易維護。雖然這種船的動力系統比船用柴油貴一些，并且需要詳細的成本核算來評估相對回報，但從安全性和保險損失減少的角度來看，自主船舶應用到這里非常劃算。
毫無疑問，在沒有休閑用水用戶的地方，將自主船舶用于近海、湖泊和內河航道很明智。許多城市都配備了水路基礎設施，這些基礎設施通常幾乎不被商業用戶占用，因此具有將道路交通轉移到水路的巨大潛力，從而減少道路擁堵和空氣污染。
資料來源：Valor Consultancy 高級研究顧問 Joshua Flood (
www.valourconsultancy.com)
文章來自：信德海事
展開 船舶設計軟件：船舶行業設計及分析軟件推薦
軟件介紹
NavCad主要用于航速和動力性能分析與預測，同時提供匹配的推進裝置組件–發動機、齒輪和螺旋等，可用于各種單體船或雙體船設計分析。NavCad軟件用戶遍及世界各個角落，在設計、建構乃至學術領域應用尤為廣泛。
主要功能及優勢
1、分析船體及發動機的性能
NavCad是模擬航速和動力性能最完整的平臺，通過NavCad，可分析及設計各種船體，如帆船、滑艇、單體船、雙體船、潛水艇等。
2、最廣泛的阻力試驗方法
運用Method Expert可依據速度、船體參數、船體細節信息排列出預測方法。
3、可評估任何類型推進器
傳統的螺旋槳、高性能的噴水推進器以及穿水式螺旋槳均可進行評估，具體可評估船舶推進器相互作用系數、推力、功率等。NavCad可評估不同引擎和變速器的性能，找到螺旋槳直徑、間距、葉面比和減速比的最優值。
展開 該兩棲無人機采用 Fusion 360 建模 ￥8
設計融合了流線型浮力表面和模塊化推進裝置，確保其在各種環境下的穩定性和機動性。設計重點關注結構完整性、重量優化和氣動平衡，使該模型兼具實用性和高效性，適合兩棲部署。AMPHIBAN_DRONE_.f3d
飛行三輪摩托：中國特種部隊的突襲利器，噪音更低更省錢更安全！
由推進裝置提供推力前進，推進裝置有螺旋槳和噴氣兩種。前進時氣流吹動旋翼而產生升力，它不能垂直起飛或懸停，常在起飛時還要給旋翼一個初始動力，使旋翼的升力增加。借助于旋翼可做近似垂直的降落(可以看出，它不是直升機，不能隨意垂直起飛和懸停)。
從外表來看，旋翼機和直升機簡直一模一樣：它們頭頂都有一副大直徑的旋翼，在飛行中依靠旋翼的旋轉產生升力。但是除去這些表面上的一致性，旋翼機和直升機卻是兩種完全不同的飛行器(感覺就像李鬼和李逵)。
中國特種部隊裝備了大量的旋翼機進行突襲訓練，作為直升機的補充
旋翼機實際上是一種介于直升機和飛機之間的飛行器，它除去旋翼外，還帶有一副垂直放置的螺旋槳以提供前進的動力，一般也裝有較小的機翼在飛行中提供部分升力。
旋翼機與直升機的最大區別是，旋翼機的旋翼不與發動機傳動系統相連，發動機不是以驅動旋翼為旋翼機提供升力，而是在旋翼機飛行的過程中，由前方氣流吹動旋翼旋轉產生升力，象一只風車，旋翼系統僅在起動時由自身動力驅動，起飛之后靠空氣作用力驅動;
007電影中特工杰姆斯邦德駕駛旋翼機被直升機追殺，非常有喜劇色彩
而直升機的旋翼與發動機傳動系統相連，既能產生升力，又能提供飛行的動力，象一臺電風扇。由于旋翼為自轉式，傳遞到機身上的扭矩很小，因此旋翼機無需像單旋翼直升機那樣的尾槳，但是一般裝有尾翼，以控制飛行。
在飛行中，旋翼機同直升機最明顯的分別為直升機的旋翼面向前傾斜，而旋翼機的旋翼則是向后傾斜的。
旋翼機飛行時，升力主要由旋翼產生，固定機翼僅提供部分升力。有的旋翼機甚至沒有固定機翼，全部升力都靠旋翼產生。
由于旋翼機的安全性，有人就想出飛行旋翼機的高招，安全第一
由于旋翼機的旋翼旋轉的動力是由旋翼機前進而獲得。
展開 迷你噴氣發動機-stl格式 ￥6
迷你噴氣發動機
微型噴氣發動機是一種緊湊的高速推進裝置，其工作原理與全尺寸渦輪噴氣發動機基本相同。它吸入空氣，壓縮空氣，與燃料混合，然后點燃混合氣，產生高速廢氣，從而產生推力。微型噴氣發動機主要用于模型飛機、研究項目和教育演示，其設計精密，通常包含壓縮機、燃燒室、渦輪和排氣噴嘴等部件。盡管體積小巧，這些發動機卻能達到極高的轉速和溫度，使其成為小型噴氣推進技術的有力證明。
【5/10更新】依靠風提供動力，萬噸級巨輪也能輕松行駛
風力作為一種原始、古老的船舶動力系統，目前正越來越多的出現在現代商船領域，隨著綠色環保的壓力增大，越來越多的船舶使用風力輔助推進裝置，甚至連萬噸級的巨輪也用風行駛。
BAR Technologies公司發明的貨輪剛翼風帆技術，成本低，易操作且易維護。風翼安裝在船的甲板上，一鍵操作就能折疊。風翼系統是全自動化的，大大節省人員。
風翼技術通過將其最高達45米的巨大實心翼帆安裝在甲板上，利用風力推進技術與航線優化相結合的解決方案，能夠為散貨船、油輪和其他大型船舶實現達30%的燃料消耗減少。該45米的原始翼帆尺寸將是日后市場上發行的三種產品規格之一。
風力推進器有著優異的節能潛力，在與其他設備和燃料組合運作時也能表現良好的兼容性，使其在航運業扮演著越來越重要的角色。WindWings風翼技術作為海洋減排領域的創新解決方案，對現有的技術組合進行了良好的補充。
如今，航運業的低碳化發展已成為大家關注的重點話題之一，BAR Technologies 此次推出WindWings風翼技術，則是推動航運業低碳發展進程中至關重要的一步。
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公眾號原文鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/aCjz7uzYN9wa7iF7rIQJ9g
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我國的核動力破冰船技術能否用于核動力航母
第一、核動力裝置
核動力破冰船用的是小型化的民用發電堆，而航母用的壓水堆的功率和高可靠性是民用堆無法相比的。前蘇聯發展了那么多核動力破冰船，但直到解體時也沒研制出核動力航母，美國沒有核動力破冰船，照樣建造了全世界最強大的核動力航母。即使同為軍用，核潛艇用的反應堆和航母用的也大不一樣。法國建造戴高樂號航母時，沒有成熟的航母專用反應堆技術，就使用凱旋級彈道導彈核潛艇的壓水堆，結果出了一大堆問題，這也等于給我國的核動力航母研制工作上了一堂警示教育課。
第二、推進裝置
我國首艘核動力破冰船和在建的雪龍2號均使用全回轉電力推進吊艙技術，該技術在“海監83”號執法船上也得到了應用。全回轉電力推進吊艙是一種在吊艙內部安裝電機、推進與操舵裝置一體化、螺旋槳軸與電動機轉軸一體化的新型推進器，其最大的特點是可繞軸線360°旋轉，與船艏側向推進器配合使用，大大增強了艦船的機動性能，非常適合狹窄復雜的冰區水道。目前，瑞典ABB公司掌握了世界上最先進的電力推進吊艙技術。但是，這項先進技術卻很少在軍用船舶上應用，除了法國西北風級、西班牙胡安卡洛斯級、澳大利亞堪培拉級兩棲攻擊艦運用電力推進吊艙技術，其他驅護艦和航母都沒有使用這項技術。究其原因，軍用船舶在追求新技術的同時，一般還是會采用可靠性更高，技術成熟度更好的方案。電力推進吊艙對與連接部位的強度要求很高，目前，全回轉技術的可靠性用在民用船舶上沒什么問題，但用在航母和驅逐艦上，戰損時的可修復性能有多高，這對于軍艦是很難接受的。
那么，我國研制核動力破冰船的意義是什么呢？
一是為南北極科考提供支援。雪龍號因為破冰能力不足，經常在離岸十幾千米外停泊，通過直升機吊運的方式補給物資，效率非常低。核動力破冰綜合保障船依靠強大的破冰能力，可突破海冰的阻擋直達碼頭附近，就近裝卸貨物，大大節約了寶貴時間，提高了安全系數。
展開 案例分享 | 利用MSC Cradle進行考慮邊界層轉捩現象的船用螺旋槳性能預測
螺旋槳敞水效率預測
船舶的推進裝置主要由螺旋槳承擔，它的效率即便是百分之幾的改進都對大幅度降低二氧化碳排出，提高燃油經濟性產生莫大的影響。開發高效螺旋槳需要在開發階段進行高精度的性能預測，本研究中通過與實驗結果的比較[1]，對CFD仿真的有效性進行了驗證。
[1] Fujiyama et al., Turbomachinery, 40th volume, pp.212-217, 2012 (in Japanese)
仿真模型
使用能夠考慮邊界層從層流過度到湍流的LKE k-kL-ω 湍流模型[2]。
MAN推出船用液氫燃氣系統
MAN Cryo表示，在設計新系統時，運用多年來在陸地上安裝的氫氣裝置，結合其在液化天然氣動力船用燃氣系統的經驗，具有不可估量的價值。
MAN Cryo公司主管 Louise Andersson指出，“確保通過原則批準顯示出了MAN Energy Solutions公司推進更加清潔的航運解決方案的決心。”“公司的策略是積極與客戶合作，設計和推廣更清潔的船舶動力方式，MAN Cryo的能力和能量極好地傳達了這一戰略。”
液氫燃氣系統具有可擴展性設計，可以輕松適應不同的運輸類型、尺寸和條件。其設計既適合甲板上，也適合甲板下安裝，為船舶設計人員提供了靈活性，可以在效率、貨物或乘客空間方面優化設計。
液化氫的溫度為-253°C，是最冷的低溫氣體之一，該氣體使系統組件和材料處于極端應力下。一旦液化，氫氣的體積與其在氣相條件下相比，會減少到其體積的1/800，從而促進更有效的分配。
作為燃料，氫氣不會釋放任何二氧化碳，并且可以在向清潔，低碳，能源系統的過渡中發揮作用。液化氫可以通過燃料電池技術為電力推進裝置的電池充電。
展開 全球首例！船舶自動靠泊試驗成功
“Folgefonn”號渡船船長83米，配備了瓦錫蘭創新的自動泊船系統，采用混合動力推進裝置，并配備了瓦錫蘭無線充電系統，該船已于今年4月完成了為期三個月的港口靠泊試驗，主要對船舶在港口的實際停靠進行多次測試。測試過程中，船長沒有進行任何手動控制操作。
根據程序設計，當船舶以正常航速行駛至距離泊位2000米的位置時，可以激活自動泊船系統。然后系統開始執行減速操作，并通過全自動的方式開啟對排和靠泊操作，直至船舶安全停入泊位。當船舶準備再次啟航時，系統可以執行與此相反的步驟來完成船舶離港操作。
包括轉向和推進在內的所有船舶操作，都由軟件自動控制完成。但是，船員可以隨時結束自動程序并對船舶進行人工干預和控制。自動功能可以將船員從駕駛室中解放出來，把精力投入到外部態勢的感知中，從而提高操作的安全性和可靠性。
瓦錫蘭的自動泊船技術給船舶運營商帶來了極大的好處。這些好處包括：提高安全性，大大降低了人為錯誤率；降低損耗，有效提高了推進器的利用率；提高泊船效率，讓船舶有更多時間靠泊休息。
Norled公司已經將“Folgefonn”號交給瓦錫蘭進行改裝升級，加裝一些瓦錫蘭開發的其他智能海洋產品和系統。現已安裝完畢且經過測試的瓦錫蘭技術，包括船舶的節能優化系統、混合推進系統、無線感應電池充電技術和儲能技術。該渡輪現已成功實現自動無線充電、自動真空系泊和自動泊船入位。
“我們非常感謝Norled公司在這個項目中提供的寶貴合作。這些測試為瓦錫蘭公司整個智能海洋系統規劃藍圖描繪了重要的一筆。自動泊船技術是我們給渡輪和其他航運市場提供的重要服務之一，它將推動著我們和客戶不斷改革，進入高效率、高收益的航運新時代。”瓦錫蘭海洋解決方案事業部總裁Roger Holm這樣說道。
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