1、船舶動(dòng)力裝置的歷史及未來發(fā)展,The History and Future of Marin Power System,主要內(nèi)容,船舶動(dòng)力裝置簡(jiǎn)介 船用柴油機(jī)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展 船舶電力推進(jìn)技術(shù)的歷史與發(fā)展 挑戰(zhàn)與展望,世界和中國(guó)都需要大規(guī)模的航運(yùn)。中國(guó)對(duì)外貿(mào)易1.15億USD，其中90%通過遠(yuǎn)洋航運(yùn)實(shí)現(xiàn)。 石油進(jìn)口1.2億噸，居世界第二。每天都有以千萬噸計(jì)的油輪正在為中國(guó)運(yùn)送石油 礦石進(jìn)口，去年我國(guó)進(jìn)口鐵礦石20799萬噸，銅礦石進(jìn)口288萬噸，居世界第一。礦石絕大部分自澳大利亞、南非、南美進(jìn)口,航運(yùn)業(yè)（Shipping）一個(gè)長(zhǎng)盛不衰、欣欣向榮的行業(yè),最大的貼牌生產(chǎn)國(guó) 最大的輕工業(yè)、紡織業(yè)出口

2、國(guó) 世界集裝箱運(yùn)輸量的1/3在中國(guó)。世界前10位集裝箱港口中，中國(guó)的香港、上海、深圳分別名列第一、第三、四位。（2010年世界集裝箱港口排名） 保障航運(yùn)的安全和暢通才能保障國(guó)防和社會(huì)生活的安全運(yùn)行。中國(guó)的航運(yùn)業(yè)將會(huì)繼續(xù)高速發(fā)展。,船舶動(dòng)力裝置 船舶的心臟,航運(yùn)的硬件平臺(tái)是船舶和港口。 港口是航運(yùn)的起點(diǎn)和終點(diǎn)。它需要能讓大型船舶停泊（深水），并有高效的裝卸設(shè)備和大面積的堆場(chǎng)。,船舶是航運(yùn)的主體，穿梭于港口之間，其前進(jìn)和操縱的能力來自于其推進(jìn)裝置。船舶也相當(dāng)于有人居住的水上島嶼，需要有完整的循環(huán)系統(tǒng)來保障生產(chǎn)和生活環(huán)境，如供電、供水、供暖（冷）、治污等。,依據(jù)船舶的用途，船舶有專用的工作機(jī)械： 艦

3、船 戰(zhàn)斗系統(tǒng) 鉆井船 開采系統(tǒng) 挖泥船 疏浚系統(tǒng) 漁船 捕撈系統(tǒng) 通常這些系統(tǒng)都以電力驅(qū)動(dòng)。 失去了動(dòng)力，船舶便成為隨風(fēng)浪漂流的死船，處在極端危險(xiǎn)的境地。,船舶動(dòng)力系統(tǒng)的類型,船舶動(dòng)力系統(tǒng)通常有兩種類型。 一、原動(dòng)機(jī)與推進(jìn)器機(jī)械聯(lián)接構(gòu)成獨(dú)立的推進(jìn)裝置，另有船舶電站，負(fù)責(zé)供應(yīng)所有輔助機(jī)械及生活系統(tǒng)。推進(jìn)用的原動(dòng)機(jī)又稱為主機(jī)（Main Engine） 現(xiàn)有的船舶80%以上，采用這類系統(tǒng)。,原動(dòng)機(jī)（Prime Motor）是將燃料的化學(xué)能（或原子能）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。原動(dòng)機(jī)常用的為柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽渦輪（常規(guī)或原子鍋爐）。 推進(jìn)器（Propeller）通常為螺旋槳（螺距固定或可控），在小型高速

4、船舶中也有用噴水推進(jìn)（Water Jet Propulsion）的。,原動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器可以直聯(lián)或通過減速齒輪聯(lián)接。,Energy sources,：,Fossil Atomic ,Generator,loads,Mechanical Energy,Electric energy,Propellers,Energy sources,：,Fossil,Mechanical Energy,原動(dòng)機(jī)的分類及用途,二、電力推進(jìn)的船舶動(dòng)力裝置（Marine Electric Propulsion） 電力推進(jìn)船舶有一個(gè)集中的中央電站，向全船供應(yīng)動(dòng)力，包括推進(jìn)動(dòng)力在內(nèi)。 電力推進(jìn)船舶目前大約只占1/6，但未來將會(huì)

5、成倍增長(zhǎng)。,MEPS: WHATs & WHY,MEPS is a propulsion system in which propellers are driven by electric motors,Energy sources,：,Fossil Atomic ,Propellers,Motor,Generator,Fuel Cell,Other loads,Mechanical Energy,Electric energy,船用柴油機(jī)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展,The History and future of Marine Diesel Engine,-柴油機(jī)：顧名思義是以柴油為原料,石油燃料分

6、類,天然氣 CH4/C2H6 液化石油氣 C3H8/C4H10 汽油 C8 煤油 C8 柴油 C16 重油 C16 瀝青,易于點(diǎn)燃,易于自燃,不易燃燒,沸點(diǎn)增加方向,C原子增加方向,一、柴油機(jī)最基本的特征The Basic Feature of Diesel Engine: Whats & Why,柴油機(jī)的工作原理（Working Principal）： i)活塞下行：吸入空氣 ii)活塞上行：壓縮空氣，使空氣變熱，壓力增 加，燃油噴在熱空氣中著火產(chǎn)生高溫高壓 iii)活塞下行：高溫高壓煙氣膨脹推動(dòng)活塞下行 iv)活塞上行：將已燃煙氣排出缸外 v)活塞下行：吸入空氣，新的循環(huán)開始,柴油機(jī)是一種

7、原動(dòng)機(jī)（Prime Motor，Engine)： 將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)換器(Energy Converter) 為人類提供機(jī)械能(Mechanical Energy Supplier) 柴油機(jī)：顧名思義是以柴油為燃料,柴油機(jī)是一種內(nèi)燃機(jī)（Internal Combustion Engine) ： 燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒 （蒸汽機(jī)(Steam Engine)、蒸汽渦輪(Steam Turbine)等為外燃機(jī)(External Combustion Engine)，汽油機(jī)也是內(nèi)燃機(jī)）,柴油機(jī)是一種往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)（Reciprocating Engine) ： 其特征是具有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，將周而復(fù)

8、始的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為持久的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。,柴油機(jī)是一種壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（Compressed Ignition Engine)： 燃料在壓縮后的熱空氣中自燃著火。 汽油機(jī)是以火花去點(diǎn)燃熱的油、氣混合物，稱為點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（Spark Ignition Engine),迄今為止，柴油機(jī)仍然是熱效率最高，應(yīng)用最廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)。在船舶動(dòng)力及大功率車輛的應(yīng)用上占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。,二、柴油機(jī)的發(fā)展歷史The History of Diesel Engine Development,柴油機(jī)又名狄塞爾發(fā)動(dòng)機(jī)，是德國(guó)人Rudolf Diesel在1890年發(fā)明，是老牌工業(yè)文明的產(chǎn)物。,1893至1897年期間，在德國(guó)的奧古斯

9、堡MAN制造廠開發(fā)出了第一臺(tái)可以應(yīng)用的柴油機(jī)。今天MAN公司仍然是世界上最大的柴油機(jī)制造商之一,在最初20年中，柴油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成，并在航空、車輛、航海等方面取得廣泛的應(yīng)用。1912年首臺(tái)柴油機(jī)用于遠(yuǎn)洋船舶，此時(shí)船舶的動(dòng)力還是蒸汽機(jī)的天下（ Titanic，即在該年首航并沉沒)。,在 此后20余年的競(jìng)爭(zhēng)中，隨著二次世界大戰(zhàn)中“自由輪”的退役，蒸汽機(jī)全面退出了歷史舞臺(tái)，取而代之的是大功率的船用柴油機(jī)。 另一方面在航空領(lǐng)域中渦輪機(jī)及噴氣機(jī)的崛起，則使星型航空發(fā)動(dòng)機(jī)在飛行動(dòng)力中被淘汰。,在數(shù)十年的競(jìng)爭(zhēng)過程中很多名牌公司被淘汰或兼并，其中包括美國(guó)、英國(guó)、荷蘭、瑞典等發(fā)達(dá)國(guó)家的制造商。今天90%以

10、上的遠(yuǎn)洋船市場(chǎng)已被23個(gè)大跨國(guó)公司所壟斷。 這些處于壟斷地位的大跨國(guó)公司主要是MAN-B&W公司以及Watshila-Sulzer公司，世界主要的造機(jī)或造船廠都是購(gòu)買了他們的專利許可證生產(chǎn)他們的產(chǎn)品,在韓國(guó)生產(chǎn)的MAN B&W S90,市場(chǎng)的需求引導(dǎo)著技術(shù)進(jìn)步的方向 經(jīng)濟(jì)的全球一體化需要大規(guī)模的跨洋物流，從而要求船舶大型化、快速化。這就要求柴油機(jī)的功率迅速增長(zhǎng)（因?yàn)椴裼蜋C(jī)的功率必需與螺旋槳轉(zhuǎn)速的三次方成正比）,特別是集裝箱船,不僅裝箱數(shù)增多,而且航速要求提高到2425kn。例如建造裝運(yùn)TEU12000個(gè)，航速2324kn的集裝箱船，要求單機(jī)功率近100,000kW,The Hamburg Ex

11、press，the worlds largest container ship，carries up to TEU7500，powered by a huge 12K98MC，70,000kW Diesel Engine,遠(yuǎn)洋輪的需求導(dǎo)致低速柴油機(jī)巨人的出現(xiàn) 由于螺旋槳轉(zhuǎn)速低時(shí)，效率較高，而較低的轉(zhuǎn)速也有利于燃料的燃燒。因此出現(xiàn)了6070rpm/min的低速柴油機(jī)，柴油機(jī)的高度達(dá)到15米以上 ，這種機(jī)型稱為低速二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，廣泛地用于遠(yuǎn)洋船舶。,軍事上的需求導(dǎo)致了增壓技術(shù)的發(fā)展：在有限的空間和重量下發(fā)出最大功率 早期的柴油機(jī)都是自然吸氣的，在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)，有限的空氣只能燃燒有限的油，從而只能發(fā)

12、出有限的功率。,增壓(Supercharging)是指把空氣壓縮，密度增大后再進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。如此，氣多、油多，功率自然增加 增壓技術(shù)的突破是在上世紀(jì)50年代初，至今非增壓的柴油機(jī)除了在部分車輛上還有使用外，在船舶上已經(jīng)絕跡,燃燒的技術(shù)是柴油機(jī)最重要的核心技術(shù) 燃燒必須及時(shí)，并在以毫秒計(jì)的時(shí)間內(nèi)結(jié)束 燃燒必須完全，不能有黑煙、CO、NOx等有害排放 燃燒必須平順，以減少振動(dòng)和噪聲 對(duì)于燃燒過程的認(rèn)識(shí)并未窮盡，對(duì)于燃燒的控制也遠(yuǎn)未達(dá)到完善,能源危機(jī)與重油的應(yīng)用 在運(yùn)價(jià)激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，船東提出了降低燃料費(fèi)用的要求。 降低燃料費(fèi)用一個(gè)重要措施是使用低品質(zhì)的燃料油(Fuel Oil)，柴油(Diesel

13、 Oil)和燃料油的價(jià)格相差一倍以上。 這就導(dǎo)致了重油技術(shù)的誕生，今天這一技術(shù)已經(jīng)從低速機(jī)普及到中速機(jī)。,三、船用柴油機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀The State of the Art of Marine Diesel Engine,自從柴油機(jī)誕生以來，技術(shù)性能已經(jīng)發(fā)生了極大的變化： 效率已經(jīng)從25%提高到50%，在近十年來，每年提高1%。這意味著用同樣的油現(xiàn)在可以產(chǎn)生一倍以上的馬力 平均壓力從0.50.6MPa提高到2.5MPa，這意味著同樣大小的柴油機(jī)現(xiàn)在可以產(chǎn)生四倍的馬力,新的技術(shù)和方法New Technologies & Solutions,高新技術(shù)正在改變著傳統(tǒng)柴油機(jī)的面貌。 電子控制及IT技術(shù) 常

14、規(guī)的機(jī)械控制裝置被取代 各種芯片、傳感器、控制器、執(zhí)行器成為 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的靈魂 遙控、無人機(jī)艙、一人船橋（One Man Bridge）, 智能發(fā)動(dòng)機(jī)及中央能量管理系統(tǒng)（Intelligent Engine） 新的世紀(jì)：電子控制的智能發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)代已經(jīng)來臨，MAN的智能發(fā)動(dòng)機(jī)2000年11月已經(jīng)在挪威的一艘37500dwt化學(xué)品船上試用,船舶電力推進(jìn)技術(shù)的歷史與發(fā)展,傳統(tǒng)的船舶動(dòng)力系統(tǒng),柴油機(jī)與推進(jìn)器機(jī)械連接的缺點(diǎn)： 1、主機(jī)的功率必須按船舶最高航速配置，當(dāng)工作在低速時(shí)，柴油機(jī)的效率迅速降低。原動(dòng)機(jī)負(fù)載低時(shí)效率低是不可避免的，這就象大馬拉小車一樣。因而機(jī)動(dòng)性要求高的船舶，例如軍艦、郵輪、各種工作

15、船舶，其油耗高成為難以解決的頑癥。,2、柴油機(jī)不能工作在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速之下（當(dāng)轉(zhuǎn)速太低時(shí)，柴油機(jī)會(huì)失火）。對(duì)于操縱性要求高，需要?jiǎng)討B(tài)定位的船舶無法滿足要求（海上鉆井、電纜敷設(shè)、海上輸油）。另外在低轉(zhuǎn)速下也發(fā)不出大的扭矩（破冰船），沒有制動(dòng)功能和迅速正倒車。,3、主機(jī)與推進(jìn)器剛性連接，制約了機(jī)艙優(yōu)化布置，占據(jù)了巨大空間，傳統(tǒng)的舵螺旋槳的推進(jìn)效率低于電力推進(jìn)船舶的吊艙推進(jìn)器。 以上缺點(diǎn)，正好是電力推進(jìn)船舶的優(yōu)點(diǎn)。,電力推進(jìn)船舶的優(yōu)點(diǎn),機(jī)動(dòng)性：巡航時(shí)，可以關(guān)閉部分或大部分發(fā)電機(jī)組。 操縱性：現(xiàn)代控制器驅(qū)動(dòng)的推進(jìn)器可以在零轉(zhuǎn)速附近工作，并具有大扭矩，并有制動(dòng)功能。 柔性布置：可以把推進(jìn)電機(jī)放在艉水下吊艙

16、內(nèi)和螺旋槳連接，吊艙可以360旋轉(zhuǎn)。 舒適性：振動(dòng)、噪聲小、隱蔽性好,電力推進(jìn)船舶的市場(chǎng)趨勢(shì),包括核動(dòng)力在內(nèi)的新一代軍用艦船將無一例外地采用電力推進(jìn)及綜合電力系統(tǒng)。美國(guó)會(huì)已經(jīng)通過聽證，同意弗吉尼亞級(jí)核潛艇采用綜合電力系統(tǒng)。,油價(jià)的高企可能使電力推進(jìn)迅速用于新的領(lǐng)域 將廣泛應(yīng)用于滾裝船、郵輪、集裝箱船、化學(xué)品及LNG船、高速船、離岸工作船（鉆井船）等,在民用船方面，電力推進(jìn)系統(tǒng)的產(chǎn)值目前仍約占15左右，約USD800M。預(yù)測(cè)至2013年電力推進(jìn)系統(tǒng)的產(chǎn)值將增長(zhǎng)56倍，達(dá)到USD4bn5bn，約為現(xiàn)有動(dòng)力系統(tǒng)總產(chǎn)值的7080,盡管如此，船舶電力推進(jìn)發(fā)展的歷史卻頗為曲折。 由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的交流電機(jī)其轉(zhuǎn)

17、速取決于電網(wǎng)的工作頻率，而變頻問題長(zhǎng)期來未能解決。因此幾十年來船舶電力推進(jìn)只是用在軍艦及特種用途船舶上，而未成為推進(jìn)動(dòng)力的主流。,交流電機(jī)最簡(jiǎn)單的的原理概括如下： 將交流電導(dǎo)入電機(jī)的定子繞組，可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)將以與交流電頻率相應(yīng)的角速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子也產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，這二個(gè)磁場(chǎng)磁力的作用將使轉(zhuǎn)子跟隨定子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。如果交流電的頻率不變則電機(jī)轉(zhuǎn)速不變。,船舶電力推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展史,人們?cè)?00年前發(fā)現(xiàn)了電，在150年前發(fā)明了發(fā)動(dòng)機(jī)，其原理簡(jiǎn)單地說來即為電生磁、磁生力。通過磁場(chǎng)的媒介，電能可以轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能反之亦然。 1795年，富蘭克林發(fā)現(xiàn)電流 1800年，伏爾泰發(fā)明電池，人類第一次有了可使用

18、的電能,1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)，打開了電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換之門 1834年，Davenport發(fā)明了第一臺(tái)使用電刷及半圓環(huán)（機(jī)械換流器）的直流電動(dòng)機(jī)，并用伏爾泰電池為電源作了電力機(jī)車模型，正是這個(gè)模型使卡爾.馬克思欣喜若狂 1882年，愛迪生采用同樣的原理用蒸汽機(jī)作為原動(dòng)機(jī)發(fā)電，并將直流電用于照明,1886年，William Stanley發(fā)明變壓器 18821892年，Nikola Telsa發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)原理，發(fā)明無刷的交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)，并實(shí)現(xiàn)了多相功率配送，開始了愛迪生與威斯汀豪斯的交、直流之戰(zhàn)：The War of Currents。最終愛迪生失敗 1900年10月12日，第

19、一艘美海軍潛水艇下水，采用汽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載重64噸，航速6節(jié),1911年，第一艘柴油機(jī)船下水（二沖程4x250/370） 1913年，第一艘柴油電力推進(jìn)船Tynemount下水，1644噸，300HP/400RPM。但因起動(dòng)負(fù)載過大而未成功，1914年改裝，1916年被擊沉于大西洋,1917年，世界大戰(zhàn)爆發(fā)刺激了海軍的發(fā)展，期間電力推進(jìn)在艦船中得到了很快的發(fā)展。電力推進(jìn)的德國(guó)潛艇擊沉了共650萬噸商船；美新墨西哥級(jí)戰(zhàn)斗艦為蒸汽透平電力推進(jìn)，功率已達(dá)40，000HP 1918年電力在世界的迅速應(yīng)用，使得列寧說出了“共產(chǎn)主義等于蘇維埃+電氣化”的名言,1920年，S/S NOMANDY 郵輪

20、下水，功率達(dá)到29MW，采用蒸汽透平為原動(dòng)機(jī)，以同步發(fā)電機(jī)及同步電動(dòng)機(jī)組成的電力傳動(dòng)來帶動(dòng)螺旋槳。而同期使用電力推進(jìn)的航空母艦其功率已達(dá)到180，000HP 1934年，第一艘使用變距漿的船只下水。在其專利問世30年以后的這項(xiàng)技術(shù)，使交流電機(jī)可能用于電力推進(jìn)。,第二次世界大戰(zhàn)期間：約有300艘水面艦艇采用電力推進(jìn)技術(shù)。而主要的技術(shù)方案或?yàn)榻涣魍诫娏鲃?dòng)，或?yàn)橹绷靼l(fā)電、直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于其固有缺點(diǎn)，因而限制了其應(yīng)用。在民用船方面，除了豪華輪及破冰船之外，很少采用。而柴油機(jī)潛艇只有采用電力推進(jìn)，因?yàn)樵谒潞叫须姵厥俏ㄒ坏哪茉?。在二?zhàn)中慘烈的大西洋之戰(zhàn)，德國(guó)有千余艘潛艇擊沉。而其水下航速僅6節(jié)/

21、小時(shí)。此后在軍用方面，1960年美建造了電力推進(jìn)的Tullibee號(hào)核潛艇（1988年退役），1974年建造了Lipscomb號(hào)核潛艇。但這些傳統(tǒng)的電力推進(jìn)裝置維修困難，性能不佳，并不成功。,1947年，美貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體。這是二十世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，以至于我們可以把二十世紀(jì)的后五十年稱為硅世紀(jì)。期間，半導(dǎo)體的應(yīng)用向著兩個(gè)極端的領(lǐng)域迅猛發(fā)展。在微電子方面，大規(guī)模集成電路的硅芯片（wafer core）是構(gòu)成全部的絢爛的信息世界的基礎(chǔ)；而在強(qiáng)電的轉(zhuǎn)換和傳遞方面，可控硅的應(yīng)用使大功率電能的電子控制得以實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)生了一門新的學(xué)科Power Electronics,今天，由于大功率可控硅技術(shù)的突破

22、，人們可以用毫安級(jí)的微電流來控制幾千安的強(qiáng)大電流，并且在微秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)使之導(dǎo)通或關(guān)閉。利用這些高速的大功率電子開關(guān)，人們可以輕易地改變交流電的瞬態(tài)波形。包括頻率、電壓和相位。用這樣的變頻器來驅(qū)動(dòng)推進(jìn)電機(jī)，可以滿足任何需要，包括轉(zhuǎn)速和扭矩。,船舶推進(jìn)電機(jī)通常是和螺旋槳直聯(lián)，最大功率已達(dá)43,000kW(43 MW)。電壓通常為6600伏11000伏，電流達(dá)數(shù)千安以上。 當(dāng)強(qiáng)大的電流通過時(shí)，即使優(yōu)良的銅導(dǎo)線也會(huì)產(chǎn)生大量的熱，大電流成為電機(jī)功率最主要的制約因素，此時(shí)只有增加電纜截面積和增加散熱面積。而這將引起電機(jī)重量和體積的增大。目前2萬千瓦推進(jìn)電機(jī)的外徑都在3米以上。此外，減少電能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換中的

23、損失也一直是技術(shù)進(jìn)步的目標(biāo)。 超導(dǎo)技術(shù)的突破可以大大提高傳統(tǒng)電機(jī)的性能。這對(duì)艦艇尤為重要。,高溫超導(dǎo)（HTS：High Temperature Superconductor ）技術(shù),將超導(dǎo)體用于電機(jī)以減少銅損和鐵損并縮小電機(jī)的體積與重量，在上世紀(jì)末取得了重大的突破。這主要是基于高溫超導(dǎo)體材料的最新成果。人類早在1911年就發(fā)現(xiàn)水銀在4K時(shí)有超導(dǎo)特性，但直至1986年以后才發(fā)現(xiàn)了某些氧化物陶瓷可以在較高溫度下具有超導(dǎo)特性。其中包含美籍華人科學(xué)家Daul. Chu的功績(jī)。,所謂高溫超導(dǎo)體是指在50K以上，在臨界電流臨界磁通以下，電阻為零的導(dǎo)體。由于其臨界溫度高于液氮的溫度43K，因而可以用液氮冷卻

24、來保持材料的超導(dǎo)。目前以氧化銅為基的Ti2Ba2Ca2Cu3O10的臨界溫度為125K，而其電流密度約為銅導(dǎo)線的140倍，1000A/mm2。第二代HTS導(dǎo)線是一種約4厘米的寬帶。2007年12月美國(guó)超導(dǎo)公司具有30萬米生產(chǎn)能力。美國(guó)海軍大力投資發(fā)展HTS電機(jī)。2003年投資AS7000萬美元制造36.5MW的HTS馬達(dá)，投資GE制造100MVA的GENSETS；法國(guó)阿爾斯通則制造20MWHTS馬達(dá)。而5800HP/ 1800RPM的HTS Motor則已經(jīng)成功運(yùn)行。,美國(guó)AS公司制造的5MW的HTS電機(jī),HTS Motor的優(yōu)點(diǎn)包括： 重量和體積縮小，重量減輕1/3以上。在大功率電機(jī)中可減少

25、2/3。 銅損和鐵損減小，使效率提高，尤其是在部分負(fù)荷時(shí)。,永磁（PM：Permanent Magnetic）電機(jī),大功率的推進(jìn)電機(jī)也需要強(qiáng)大的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳的扭矩正是由磁力所產(chǎn)生。傳統(tǒng)電機(jī)中的磁場(chǎng)都是由帶有鐵芯的線圈（繞組）通電后產(chǎn)生的。但是向轉(zhuǎn)動(dòng)著的繞組通電是很困難的事。 在永磁材料方面的突破，可以輕易地克服這一困難。永磁材料就是一旦充磁后就不會(huì)退磁的材料。,永磁電機(jī)是美國(guó)人Howard Johnson在1979年發(fā)明的，當(dāng)時(shí)美國(guó)專利局對(duì)其專利申請(qǐng)的評(píng)審員認(rèn)為其發(fā)明違背了能量守恒定律，不過這一專利最終還是獲得了通過。永磁馬達(dá)也被稱為HJmotor。在永磁材料方面也有很大突破。過去永磁性材

26、料是以鈷、鉑等為主要材料，價(jià)格昂貴，鈷的主要產(chǎn)地在剛果（扎伊爾），主要用于信息產(chǎn)業(yè)。1983年發(fā)現(xiàn)以稀土金屬銣為主要元素的銣鐵硼材料具有極其優(yōu)越的抗矯磁性。而這一材料十分便宜，其資源主要在中國(guó)內(nèi)蒙，中國(guó)永磁材料的生產(chǎn)量2010年已經(jīng)占1/3以上。而在2010年更占稀土礦生產(chǎn)的70。,永磁材料也可以和其它技術(shù)相結(jié)合用于船舶電力推進(jìn)。2003年ABB公布已經(jīng)可以生產(chǎn)5000kW的吊艙永磁電機(jī)。在海軍正在建造的高溫超導(dǎo)體電機(jī)中很多都同時(shí)采用了永磁材料。2002年西南交大成功研制了磁懸浮永磁、高溫超導(dǎo)機(jī)車。,永磁電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)： 轉(zhuǎn)子無鐵芯，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，響應(yīng)快； 無電刷即集流環(huán)。,吊艙推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展（Podded Propulsion）,Pod指吊于船外的水下艙室，室內(nèi)有推進(jìn)電機(jī)，通過軸系及推進(jìn)軸承和推進(jìn)器，電機(jī)與母船只有動(dòng)力電纜及通信電纜相連接。 Fix Pod與Azipod： Azipod指可沿Z軸360旋轉(zhuǎn)動(dòng)的吊艙，其中Azi指Azimurth。 Azimurth傳動(dòng)過去由錐齒輪系組成的Zdrive實(shí)現(xiàn)，后來又用于側(cè)推器（Thruster）。在上世紀(jì)九十年代中期ABB率先將Azimurth概念用于主電力推進(jìn)。其后又提出了對(duì)向反轉(zhuǎn)吊艙推進(jìn)裝置的概念。,生產(chǎn)吊艙系統(tǒng)的著名公司：