關(guān)于磁懸浮飛行器的設(shè)想和探索課件

1、關(guān)于磁懸浮飛行器的設(shè)想和探索鄭東 PB03203171理學(xué)院物理四班指導(dǎo)老師：秦敢2005.1.29/22/20221磁懸浮飛行器問題的由來：磁懸浮列車受限預(yù)先架設(shè)固定軌道費(fèi)用龐大科幻影視的啟發(fā)9/22/202229/22/202239/22/20224 利用地磁場的不均勻性載流線圈在非均勻地磁場中受力簡化模型：地球均勻極化球， 沿地軸方向。磁荷法計(jì)算地表某點(diǎn)的 及其對X，Y，Z三個(gè)方向的導(dǎo)數(shù)9/22/20226地球的磁極化強(qiáng)度 則地表一點(diǎn)的磁荷密度給出部分公式如下（其他可參閱附錄）：9/22/20227求線圈所受力代入 表達(dá)式，有而徑向力（即垂直地球表面的力）9/22/20229設(shè)線圈半徑a

2、=10cm，導(dǎo)線直徑d=0.5mm，密度 =8.9g/cm3。當(dāng)線圈重力與安培力平衡時(shí)，因?yàn)殡娏鬟^大！9/22/202210超導(dǎo)體的磁懸浮邁斯納效應(yīng)估算超導(dǎo)體在地磁場中受的力9/22/202211邁斯納效應(yīng)邁斯納效應(yīng)：超導(dǎo)體的完全抗磁性，超導(dǎo)體內(nèi)部磁感應(yīng)線被排斥到外部，故（V為超導(dǎo)體的體積）9/22/202212則徑向力（即垂直地球表面的力）假設(shè)超導(dǎo)體受到的磁力等于重力，則借用前面的理論推導(dǎo)，并數(shù)值計(jì)算得：9/22/202213失敗原因分析：地磁場只是一個(gè)局部近似均勻的弱場，利用它來進(jìn)行磁懸浮飛行是不現(xiàn)實(shí)的！探索新途徑由作用力與反作用力原理，利用空氣的反推力是一種可以接受的手段。9/22/20

3、2214船的推進(jìn)系統(tǒng)裝有電磁鐵，裝在該船浮筒的水筒前部。海水流入水筒，帶電的電極便在水中產(chǎn)生電流。這些磁鐵產(chǎn)生的磁場同這一電流相互作用，產(chǎn)生的磁力使水流從水筒的末端高速噴出，產(chǎn)生動(dòng)力。由電磁推進(jìn)船想到的：9/22/202216設(shè)想飛行器用類似的方法來提供動(dòng)力其中I為空氣導(dǎo)電的電流，l為電極正負(fù)極間距，B為超導(dǎo)電磁鐵產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，m為飛行器質(zhì)量。令l=1m，B=20T，m=10kg，則空氣的擊穿場強(qiáng)為25kv/cm，則擊穿瞬時(shí)的功耗大約為但事實(shí)上，空氣一旦擊穿，由于帶電粒子在電場中作加速運(yùn)動(dòng)，可以與其他中性分子碰撞，使其電離，故只需開始時(shí)提供一擊穿電壓，以后便只需要維持一較低的電壓便可使其正

4、常工作。并且在高空中稀薄氣體更易導(dǎo)電，所需功耗還可減小！9/22/2022179/22/202219磁懸浮的目的沒有達(dá)到，但經(jīng)過分析知道了其中的緣由，并且發(fā)現(xiàn)了用電磁推進(jìn)來實(shí)現(xiàn)飛行具有潛在的可能性。我們有理由相信：明天會(huì)更好！9/22/202220謝謝大家9/22/202221參考資料超導(dǎo)物理學(xué) 章立源等著 電子工業(yè)出版社 1995.5 超導(dǎo)物理基礎(chǔ) 伍勇等編著 北京大學(xué)出版社 1997超導(dǎo)高技術(shù)的突破口 (日)太刀川恭治,戶葉一正著 化學(xué)工業(yè)出版社 1992.5地磁學(xué) 蘇.揚(yáng)諾夫斯基著 地質(zhì)出版社 1982 符號計(jì)算系統(tǒng)Mathematica教程 張韻華編著 科學(xué)出版社 2001.11科學(xué)月刊 1983年 2月 第