深度观察网2025年10月05日 14:12消息，北邮团队首次发现水下螺旋桨推进力反转现象，正转反转物体均后退。
10月4日，据科技日报报道，北京邮电大学物理科学与技术学院丁阳教授团队首次观察到一种名为“螺旋桨失灵”的现象，在特定条件下，无论螺旋桨正转还是反转，物体都会向后移动。
团队将这一现象称为“推进力反转”，相关研究成果已发表在最新一期《美国国家科学院院刊》（PNAS）上，并于北京时间10月3日上线。这一发现为理解某些物理或生物系统中的异常运动机制提供了新的视角，值得进一步关注和探讨。
历经多轮实验并完成三维数值模拟后，团队确认，这一现象是雷诺数在“作怪”。
雷诺数是指物体在流体中运动时，所受到的惯性力与粘性力之间的比率，这一数值受到流体特性以及物体尺寸的影响。例如，像船只这样的大型物体在水中移动时，惯性力占主导地位，因此处于高雷诺数的状态；而微小的细菌在血液中移动时，粘性力更为显著，此时则处于低雷诺数的状态。
团队通过三维数值模拟发现，当旋转的螺旋桨以一定倾斜角度与硅油接触时，产生了两种相互作用的效应——“离心吸入效应”和“后向流体加速效应”。前者是指旋转的螺旋桨带动硅油运动，在螺旋桨周围形成一个负压区域，这个负压区使得螺旋桨主要将尾部的硅油向前吸入，从而产生一种向后拉扯螺旋桨和潜艇的反作用力。后者则是指硅油受到带有角度的螺旋桨撞击后，形成一股向后的喷射流，从而在螺旋桨轴方向上产生向前的推力，推动潜艇前进。
在中等雷诺数条件下，潜艇和螺旋桨所受到的向后吸力会超过向前的升力，因此无论螺旋桨如何转动，潜艇都可能呈现后退的趋势。这一现象揭示了流体力学中复杂的力平衡关系，也对潜艇的设计与操控提出了更高的要求。从技术角度看，这种力的不对称性可能是影响潜艇推进效率的重要因素，值得进一步研究与优化。
附论文链接：
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2504153122
