科學家揭示特定尺度下“推進力反轉”現象

本報電 （付蓉）近日，北京郵電大學丁陽教授團隊在著名學術期刊《美國國家科學院院刊》發表研究成果，首次發現螺旋槳在特定尺度流體環境中出現的“推進力反轉”現象，並對此進行了系統闡釋。

研究發現，在毫米至亞毫米尺度下，順時針旋轉的螺旋槳不僅不會使微型潛艇向前推進，反而會使其向後運動。“像是螺旋槳在吸着自己往後走，而不是推着向前。”丁陽介紹，物體在不同雷諾數環境下表現出截然不同的運動特性。普通尺度下，螺旋槳通過向後推水產生向前的推力；而毫米至亞毫米尺度下，螺旋槳旋轉時，原本應該向後噴射的水流被偏折向四周，像一個小型離心水泵，把周圍的液體往外甩開，反而在螺旋槳中心形成吸力，這種吸力把潛艇拉向反方向。

這一發現不僅挑戰了人們對螺旋槳推進方式的傳統認知，也對微型醫療機器人、管道檢測設備等應用具有重要意義。“一些微型設備通常只有幾毫米大小，傳統螺旋槳推進裝置可能失效，要研究如何調整參數，來抑制或利用這種離心吸力。”丁陽説。