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一,、螺旋槳發(fā)動機的發(fā)展史,？

渦輪螺旋槳發(fā)動機在上世紀(jì)40年代后期、50年代初期得到了迅速發(fā)展,。但是由于當(dāng)時設(shè)計的螺旋槳不適應(yīng)于高亞聲速飛行時使用，因此,，從上世紀(jì)60年代以后,，大、中型渦輪螺旋槳發(fā)動機逐漸被渦輪風(fēng)扇發(fā)動機所取代,。上世紀(jì)80年代,，由于發(fā)生能源危機，又開始了具有新型螺旋槳的槳扇發(fā)動機的研究,，但由于噪聲,、安全性等技術(shù)問題未能很好解決而未能大量投入使用。

渦輪螺旋槳發(fā)動機是既有渦輪噴氣發(fā)動機功率大,、體積小的優(yōu)點,，而又有活塞式發(fā)動機經(jīng)濟性好的特點的一種發(fā)動機，在上世紀(jì)40年代后期,，隨著渦輪噴氣發(fā)動機的崛起,，渦輪螺旋槳發(fā)動機也隨之而誕生了。

二,、螺旋槳用途材質(zhì)及特點,？

和大多數(shù)人猜想的不一樣，螺旋槳其實基本不使用鋼鐵材料打造,，因為這玩意兒不耐腐蝕,，而且不易加工切割，因此在二戰(zhàn)之前,，不管是軍用還是民用螺旋槳大多采用的是高強度黃銅（銅鋅錫合金）鑄造而成,。這種材料強度較高，又比鋼材更好加工塑型,，特別是在海水的高鹽環(huán)境下有很好的耐腐蝕作用,，在造船業(yè)曾經(jīng)得到了長時間的青睞。

（1911年泰坦尼克號黃銅螺旋槳安裝）

但是隨著船舶特別是軍艦的快速發(fā)展,，噸位越來越大,，速度越來越快,，黃銅逐漸顯露出自己的劣勢。首先萬噸級海輪要求使用與自己體型相符的米級以上大葉片螺旋槳,，而黃銅材質(zhì)的抗拉強度和耐腐蝕疲勞性較弱,，因此必須保持一定的厚度和體積才能滿足要求，而這就造成了螺旋槳重量過大,，不僅增加了船舶動力負(fù)擔(dān),，而且對傳動軸承的磨損也更加劇烈。

（脾斯麥號戰(zhàn)列艦）

另一方面,，船只速度的加快促使螺旋槳的旋轉(zhuǎn)速度不斷提高,，附加在葉片上的空泡腐蝕量（旋轉(zhuǎn)過程中氣泡快速生成與爆裂造成的腐蝕）也成倍增加，而這就導(dǎo)致黃銅發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的脫鋅現(xiàn)象,，結(jié)構(gòu)強度進(jìn)一步降低,。隨著黃銅螺旋槳經(jīng)常性的開縫破損斷裂，迫切地要求人們找到一種更適用于大型船只的新型螺旋槳材料,。

（螺旋槳邊緣空泡腐蝕）

這樣的尷尬最終被英國海軍所打破,，在二戰(zhàn)中，英國海軍為了提高魚雷艇的速度,，給它們加裝了飛機發(fā)動機,，這使得螺旋槳的速度成倍增加，結(jié)果在使用黃銅螺旋槳的試驗過程中發(fā)生了非常嚴(yán)重的空泡腐蝕現(xiàn)象,，有時候甚至沒到100海里就直接龜裂折斷,。英國海軍在經(jīng)過多次試驗對比后，最終選擇了一種新型的鎳鋁青銅材料制造螺旋槳,，并最終獲得了成功,。

（英國1935年級高速魚雷艇）

鎳鋁青銅材料是具有跨時代意義的，它的密度比黃銅小10%,，但是耐空泡腐蝕性能是黃銅的3倍,，腐蝕疲勞強度是黃銅的2倍，在海水特別是高污染海水中的脫材料現(xiàn)象也比黃銅要小50%以上,，難能可貴的是鎳鋁青銅還繼承了黃銅材料易鑄造,，好切割的優(yōu)點。經(jīng)過實際應(yīng)用統(tǒng)計,，使用鎳鋁青銅材料制成的螺旋槳厚度減少了8%,，重量減輕15%，螺旋槳的壽命提高兩倍以上,，效率提高20%,。正因為它如此優(yōu)良的特性，在二戰(zhàn)后迅速普及,，成為了大型船舶,，特別是大型潛艇和軍艦（包括航母）螺旋槳材料的不二選擇,！

在鎳鋁青銅材料的基礎(chǔ)上，西方各國還通過調(diào)整鎳鋁成分配比以及使用新的急冷鑄造法,，進(jìn)一步提高了軍艦螺旋槳的耐腐蝕性能和抗拉強度,。而為了減少船只噪音，又通過增加螺旋槳葉片和使用大傾斜的外形,，取得了不錯的靜音效果,，在泵推技術(shù)沒有誕生之時，七葉大傾斜螺旋槳是各國核潛艇的標(biāo)配,，航母因為對噪音的要求沒有核潛艇高,，因此使用的多是維護(hù)性和成本更低一些的五葉大傾斜螺旋槳。

（潛艇七葉大傾斜螺旋槳）

而即使有了鎳鋁青銅材料和急冷加工技術(shù),，想要鑄造打磨出合格的航母螺旋槳依舊不是那么容易,。美軍尼米茲和福特級航母上總共有4個五葉螺旋槳（便于轉(zhuǎn)向機動），每一個直徑大約6.4米,，重量約為30噸。

（尼米茲級航母螺旋槳）

然而這么大的航母螺旋槳卻對精度的要求極其嚴(yán)苛,，表面要求絕對平整光滑,，曲面角度要求絲毫無差，加工鑄造難度極大,。以幾個工人輪班打磨數(shù)十天才能完成,，現(xiàn)在多采用7軸五聯(lián)動大型數(shù)控機床加工，效率提高了十倍以上,，但是這種機器目前全世界能制造的不超過五個,！你說難度大不大？

三,、空警500為什么用螺旋槳發(fā)動機,？

空警500選擇用螺旋槳發(fā)動機有幾個原因。首先是螺旋槳發(fā)動機飛機的油耗比較低,，留空時間比較長,，適合空警500長期在空中進(jìn)行偵查和指揮。其次在我國空間500定型的時候,，當(dāng)時沒有運20和c919這類噴氣式大型運輸機和客機,，最好的載體就是運8，運9這類螺旋槳運輸機,，所以當(dāng)時最好的選擇就是螺旋槳運輸機,。

另外，我國在當(dāng)時還沒有研制大型噴氣式運輸機和客機的能力,。而螺旋槳運輸機已經(jīng)很成熟,，技術(shù)基礎(chǔ)比較好,，也只能用它們來做空警500的載機。

四,、什么是擺線型螺旋槳,？

擺線型螺旋槳是一種采用擺線作為螺旋線的設(shè)計方案，較傳統(tǒng)的螺旋槳有更好的排水性,、降低噪音和振動,，并且在能耗和航速上有相對更好的性能表現(xiàn)。

該種螺旋槳的特點在于,，它的螺距,、螺旋槳片寬度和直徑都是變化的。在設(shè)計過程中,，它利用了Mathieu函數(shù)的性質(zhì)來實現(xiàn)平滑的螺旋線,。擺線型螺旋槳與傳統(tǒng)螺旋槳的最大區(qū)別在于減小了透水度變化的程度。

擺線型螺旋槳由Rafael Navarro博士于1940年代提出,，目的是為了降低傳統(tǒng)螺旋槳的水動力噪音和振動,。

在過去的幾十年中，該種螺旋槳已得到廣泛的應(yīng)用,，被認(rèn)為是現(xiàn)代大型船舶必不可少的一種推進(jìn)設(shè)備,。

除了商用船舶，擺線型螺旋槳還被廣泛應(yīng)用于軍用船舶,、水下機器人,、潛水器等領(lǐng)域。