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    船用螺旋槳的發展

    日期:2016-08-23

    摘要:船用螺旋槳的發展

    螺旋槳是指靠槳葉在空氣或水中旋轉,將發動機轉動功率轉化為推進力的裝置,可有兩個或較多的葉與轂相連,葉的向后一面為螺旋面或近似于螺旋面的一種船用推進器。螺旋槳分為很多種,應用也十分廣泛,如飛機、輪船的推進器等。

    1752年,瑞士物理學家伯努利第一次提出了螺旋槳比在它以前存在的各種推進器優越的報告,他設計了具有雙導程螺旋的推進器,安裝在船尾舵的前方。1764年,瑞士數學家歐拉研究了能代替帆的其它推進器,如槳輪(明輪)。噴水,也包括了螺旋槳。

    潛水器和潛艇在水面下活動,傳統的槳、帆無法應用,笨重龐大的明輪也難適應。于是第一個手動螺旋槳,不是用在船上,而是作為潛水器的推進工具。

    蒸汽機問世,為船舶推進器提供了新的良好動力,推進器順應蒸汽機的發展,成為船舶推進的最新課題。

    第一個實驗動力驅動螺旋槳的是美國人斯蒂芬,他在1804年建造了一艘7.6米長的小船,用蒸汽機直接驅動,在哈得遜河上做第一次實驗航行,實驗中發現發動機不行,于是換上瓦特蒸汽機,實驗航速是4節,最高航速曾達到8節。

    斯蒂芬螺旋槳有4個風車式槳葉,它鍛制而成,和普通風車比較它增加了葉片的徑向寬度,為在實驗中能選擇螺距與轉速的較好配合,槳葉做成螺距可以調節的結構。在哈得遜河上兩個星期的試驗航行中,螺旋槳改變了幾個螺距值,但是實驗的結果都不理想,性能遠不及明輪。這次實驗使他明白,在蒸汽機這樣低速的條件下,明輪的優越性得到了充分發揮,它的推進效率高于螺旋槳是必然的結論。

    隨著技術的進步,螺旋槳的上述缺陷,一個一個地克服,以及蒸汽機轉速的提高,愈來愈多螺旋槳在船上取代明輪。到1858年,“大東方”號裝有當時世界上最大的螺旋槳,它的直徑有7.3米,重量達36噸,轉速每分種50轉,當時,推進器標準不再具有權威性,由于螺旋槳的推進效率接近明輪,而且它卻具有許多明輪無法競爭的優點,明輪逐步在海船上消失。

    在科學技術發展過程中,許多機械裝置的性能在人們還不太清楚的時候,就已經廣泛使用了。但是人們在不完全理解它的物理規律和沒有完整的理論分析以前,這些裝置很難達到它的最佳性能。螺旋槳也不例外,直到1860年,雖然它在海船上已經成為一枝獨秀,但是它的成就全都是依靠多年積累的經驗。螺旋槳的進步,只依靠專家們的直觀推理,已經不能滿足船舶技術的發展需要,它有待科學家對其流體動力特性做出完整的解釋,這就促使螺旋槳理論的發展。

    螺旋槳的理論研究,在船舶技術發展過程中,它比任何一個專業領域都做得多,從經驗方法過渡到數字化設計,再進而應用計算機技術進行螺旋槳最佳化的設什。一個好的螺旋槳其設計是非常重要的,模型試驗也起著主要的作用。


    標簽: 船用螺旋槳設計(49) 螺旋槳(85)
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