科学家揭示特定尺度下“推进力反转”现象

本报电 （付蓉）近日，北京邮电大学丁阳教授团队在著名学术期刊《美国国家科学院院刊》发表研究成果，首次发现螺旋桨在特定尺度流体环境中出现的“推进力反转”现象，并对此进行了系统阐释。

研究发现，在毫米至亚毫米尺度下，顺时针旋转的螺旋桨不仅不会使微型潜艇向前推进，反而会使其向后运动。“像是螺旋桨在吸着自己往后走，而不是推着向前。”丁阳介绍，物体在不同雷诺数环境下表现出截然不同的运动特性。普通尺度下，螺旋桨通过向后推水产生向前的推力；而毫米至亚毫米尺度下，螺旋桨旋转时，原本应该向后喷射的水流被偏折向四周，像一个小型离心水泵，把周围的液体往外甩开，反而在螺旋桨中心形成吸力，这种吸力把潜艇拉向反方向。

这一发现不仅挑战了人们对螺旋桨推进方式的传统认知，也对微型医疗机器人、管道检测设备等应用具有重要意义。“一些微型设备通常只有几毫米大小，传统螺旋桨推进装置可能失效，要研究如何调整参数，来抑制或利用这种离心吸力。”丁阳说。