猎杀红色十月成真？DARPA设计「超静音磁流式推进器」

前苏联台风级核潜舰，在冷战时期颇令美国感到惊惧，也成为汤姆克兰西创作《猎杀红色十月》的原型。(图/美国海军)

1990年代的著名军事电影《猎杀红色十月》(The Hunt for Red October)，当中的「磁流推进器」将要成真？美国国防部高等计划署(DARPA)开启了相关研究计划，要是成功，就会成为最静音的潜舰。

《猎杀红色十月号》是著名军事作家汤姆克兰西(Tom Clancy )在1984年的小说，他设想有一艘「台风级8号舰」，采用最先进的超静音推进器，艇侧有吸水口，海水经过磁化作用形成压力，高压海水朝后方喷水口排出，形成推进力。在小说中，整套机构的代号为「履带」。

克兰西的「履带」不是凭空设想，而是基于非常真实的物理原理。自 20 世纪 50 年代后期，工程师们就提出「磁流体动力学」 (MHD) 的新概念，在 MHD 推进器中，流体（如空气或水）本身有电荷，然后被电磁场加速，产生推力。基本上，MHD 推进器由一端带有电极的中空管，和围绕它的磁性线圈组成。由于该设备没有任何轴、齿轮、螺旋桨、涡轮机或水泵，因此它产生的噪音非常小，几乎就是无声。用不着多解释，这种超静音推进器将是潜艇最佳动力来源。

磁流推进器的原理。进水后被强力磁场磁化而增加压力，然后高压水从后方排出。(图/kjmagnetics)

问题是，如果这项技术可行，为什么 60 多年来，除了几艘实验性水面船以外，没有被真正使用？有两个原因：其一，电磁线圈需要非常强大，但是制造足够轻便、足够高效，可以安装在潜艇中的电磁线圈并不容易。其二，由于磁场、电流和盐水的相互作用，很容易引起的锈蚀、水解，电极系统必须经得起大量磨损。

不过，近年来，磁铁的发展已经取得了长足的进步，因此DARPA再次启动了MHD研发。第一阶段是「海底磁流体动力泵」(PUMP) 计划，该计划将采用多种方法来测试整套设备，尽管实验的过程中，没有史恩康纳莱的性格眼神。

DARPA 的计划主持人史威兹班克(Susan Swithenbank)说。“在过去的几年里，钇钡铜氧 (REBCO) 磁化磁材取得长足的进展，能够发挥20 特斯拉的大规模磁场，这解决了MHD的第1关。

现在要攻克的是电极材料。这分成两部分，首先电极表面会出空泡，但是空泡会使电极绝缘，从而降低效率。另外，当气泡破裂时，它们也会损坏电极，就像它们被锤子反复敲打一样。

现在需要评估磁场、流体动力学和电化学反应，以减少损害，同时提高效率。