随着高性能舰船的快速发展，一些传统的推进器已越来越无法满足舰艇的实际需求了，因此，推动了适合高性能舰船的喷射推进器的发展。舰船的喷射推进主要有两类：即喷水推进和水冲压喷射推进。喷水推进已是大家非常熟悉的推进方式了，它被广泛应用在高速水面舰艇（如导弹快艇、高速运输舰等），及水下舰艇和武器装备上（如鱼雷、高速核潜艇等）。它的工作原理是将水流从前端（船底）吸入，经过推进泵增速后通过喷口向船后高速喷出，利用喷出水流的反作用力来推动船舶航行。

泵喷船的研究

传统的喷水推进虽好，但是它需要一个庞大且复杂的系统来维持其运转。如，采用电力传动的喷水系统，它需要叶轮、驱动电机、变频控制系统、发电机组、以及维护原动机运转的各种管路系统等；而采用传统轴传动的喷水系统则需要叶轮、传动轴、减速齿轮箱、离合器、主机、以及维护主机运转的各种管路系统等。相比较下，水冲压喷射推进则要简单的多，现在较为成熟的研究——钠水反应喷水发动机，它是利用水反应金属燃料直接跟水发生反应，产生大量的气体和能量来产生动力，因而具有独特的优点而引起人们的广泛关注和研究。

采用喷水推进的高速舰艇

钠水反应喷水发动机可行性的理论依据

中学的化学知识告诉我们，钠与水的反应是一个放热反应，能放出大量的热量，同时产生大量的氢气（化学方程式为：2Na＋2H2O＝2NaOH＋2H2↑ ）。大量的热量和大量的氢气只要利用得当就将是巨大的能量，因为大部分热机就是利用燃料燃烧产生大量热量去加热介质（蒸汽机烧锅炉），或者直接产生高温高压的燃气去推动活塞、叶轮等（柴油机、燃气轮机等）。也正因此，奠定了钠水反应喷水发动机可行性的理论依据。

钠与水反应释放出巨大的能量

钠水反应喷水发动机的工作原理

事实上，钠水反应喷水发动机，是舰艇推进装置研究的前沿领域，如何更好的利用钠与水反应的巨大能量是钠水反应喷水发动机的研究重点。现在国内有学者正在研究一种向充水容器中注入金属钠的钠水反应喷水推进系统。它的工作原理如下：

该方案是一个循环工作系统。首先将固态钠放入钠燃料室，并通过电热丝对钠料室进行加热，使得固态钠变成液态钠，同时在反应室（水室）中注满反应需要的水。工作时，将液态喷入反应室（水室），让钠跟水氧化剂在水室中发生剧烈反应，产生大量氢气，并释放大量能量。利用反应产生的氢气以及反应释放的部分能量使得水蒸发形成的水蒸气增加容器压力，使得容器内的水在高压下加速喷出，产生推力。为隐藏航迹和提高效率，可以将氢气收集于位于水室上方的气室中，一部分导入钠燃料箱作为液态钠燃料的驱动力；一部分导入燃料电池作为发电用的燃料。当水室中的水喷完之后，打开气室上部的阀门导出或排开氢气，使水回充容器， 以进行下一次循环工作。参考资料《钠水反应喷水发动机研究》

钠水反应喷水发动机原理

钠水反应喷水发动机存在的问题及其优越性

优越性：

钠水反应喷水发动机和传统的泵压喷水推进装置相比，其工作原理有着很大的相似性， 都是通过对进水增压， 利用喷出水流的反作用力作为推力。但是钠水反应喷水发动机的燃料直接在工作介质中反应做功，所以省去了传统的泵压喷水推进装置复杂的系统（如，无轴泵喷系统中的驱动电机、变频控制系统、发电机组、以及维护原动机运转的各种管路系统等）。同时，通过对氢气的物理能和化学能的利用来提高燃料的利用率：一方面利用回收的氢气解决燃料电池的燃料问题，使燃料电池为舰艇供电，这样能省去或减少辅机的装机功率；另一方面可以利用反应释放的氢气产生高压作为液态钠燃料的驱动力及进一步增加钠水反应喷水发动机的喷射压力等。

传统泵喷水系统非常复杂

存在的一些问题：

钠属于活泼金属，如何安全的储存是个很大的问题，尤其是应用在潜艇上时，在水下存在着很大的风险。同时，钠水反应喷水发动机运转时产生的附加产物，氢氧化钠（化学式为NaOH）属于强碱，具有很强的腐蚀性，如何减少它对动力装置的腐蚀也是一个很大的问题。

钠非常危险，实验室一般都是保存在煤油中

总结

总的来说，钠水反应喷水发动机作为舰船推进器研究的前沿领域，现在还有很多的问题等待着科研人员去解决。但是其具有的优越性，是大家都能看得到的，所以其未来的发展还是非常可观的。同时，随着钠水反应喷水发动机的成功，也必将会推动其它活泼金属燃料发动机的发展，未来专门演变出一种金属燃料的舰船发动机也不是不可能的。

作者：小船人的梦想 2019年5月9号

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