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一、螺旋槳水下工作原理,？

螺旋槳推力

螺旋槳排出的氣體使得螺旋槳獲得反作用力,。你把螺旋槳槳盤(或者旋翼、涵道)看成一個(gè)通道,，通道排出空氣的時(shí)候會(huì)受到空氣的反作用力,，即推力。

工作原理

螺旋槳推進(jìn)時(shí),，由于槳葉材料的對(duì)槳尖載荷的限制,，槳尖速度一般限制在當(dāng)?shù)匾羲僖韵隆?/p>

螺旋槳的幾何因素:翼型剖面、展長(zhǎng),、扭轉(zhuǎn)角,、槳距,。

螺旋槳的翼型剖面和展長(zhǎng)在很大程度上決定了螺旋槳的推力，產(chǎn)生推力對(duì)應(yīng)所需的扭轉(zhuǎn)力矩(來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)),。對(duì)于螺旋槳背風(fēng)面被排出的流動(dòng)結(jié)構(gòu)(下洗氣流-直升機(jī),，滑流-螺旋槳推進(jìn)器)，可以看作是每一小段螺旋槳翼型前飛所產(chǎn)生下洗氣流的綜合效果,。

幾何參數(shù)

直徑(D):影響螺旋槳性能重要參數(shù)之一,。一般情況下，直徑增大拉力隨之增大,，效率隨之提高,。所以在結(jié)構(gòu)允許的情況下盡量選直徑較大的螺旋槳。此外還要考慮螺旋槳槳尖氣流速度不應(yīng)過(guò)大(<0.7音速),，否則可能出現(xiàn)激波,導(dǎo)致效率降低,。

槳葉數(shù)目(B):可以認(rèn)為螺旋槳的拉力系數(shù)和功率系數(shù)與槳葉數(shù)目成正比。超輕型飛機(jī)一般采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的雙葉槳,。只是在螺旋槳直徑受到限制時(shí),采用增加槳葉數(shù)目的方法使螺旋槳與發(fā)動(dòng)機(jī)獲得良好的配合,。

實(shí)度(σ):槳葉面積與螺旋槳旋轉(zhuǎn)面積(πR)的比值。它的影響與槳葉數(shù)目的影響相似,。隨實(shí)度增加拉力系數(shù)和功率系數(shù)增大,。

槳葉角(β):槳葉角隨半徑變化,其變化規(guī)律是影響槳工作性能最主要的因素。習(xí)慣上以70%直徑處槳葉角值為該槳槳葉角的名稱值,。

螺距:它是槳葉角的另一種表示方法,。

幾何螺距(H):槳葉剖面迎角為零時(shí),，槳葉旋轉(zhuǎn)一周所前進(jìn)的距離,。它反映了槳葉角的大小，更直接指出螺旋槳的工作特性,。槳葉各剖面的幾何螺矩可能是不相等的,。習(xí)慣上以70%直徑處的幾何螺矩做名稱值。國(guó)外可按照直徑和螺距訂購(gòu)螺旋槳,。如64/34,表示該槳直徑為60英寸,，幾何螺矩為34英寸。

實(shí)際螺距(Hg):槳葉旋轉(zhuǎn)一周飛機(jī)所前進(jìn)的距離,?？捎肏g=v/n計(jì)算螺旋槳的實(shí)際螺矩值?？砂碒=1.1~1.3Hg粗略估計(jì)該機(jī)所用螺旋槳幾何螺矩的數(shù)值,。

理論螺矩(HT):設(shè)計(jì)螺旋槳時(shí)必須考慮空氣流過(guò)螺旋槳時(shí)速度增加，流過(guò)螺旋槳旋轉(zhuǎn)平面的氣流速度大于飛行速度,。因而螺旋槳相對(duì)空氣而言所前進(jìn)的距離一理論螺矩將大于實(shí)際螺矩 ,。

計(jì)算公式

如果假設(shè)螺旋槳排出流體的速度較慢,，對(duì)周圍介質(zhì)的整體影響可以忽略，那么可以從動(dòng)量角度推算螺旋槳推力:

推進(jìn)功率P=FV=通道面積*空氣密度*流速^3;

推力F=通道面積*空氣密度*流速^2;

很明顯,，如果試圖增加力,，又不增加功率，可采用的方法應(yīng)該是去增大這個(gè)通道的面積(以降低氣流速度),，也就是螺旋槳之類的直徑,。

事實(shí)上，工業(yè)中的螺旋槳尺度都很大,，螺旋槳推進(jìn)速度或尾流速度產(chǎn)生的壓力變化足以引起周圍環(huán)境流體的大尺度流動(dòng),，螺旋槳上游氣體有抽吸作用，對(duì)下游有吹除作用,，壓差阻力和排出尾流得速度變慢,，不可避免的引起推進(jìn)力下降。這一偏差可以使用一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行修正:

推力F=Cn*通道面積*空氣密度*流速^2;

不同類型螺旋槳的推力系數(shù):

Cn=0.8;某運(yùn)輸機(jī)螺旋槳

二,、水下螺旋槳有幾種,？

一是固定螺距螺旋槳這種螺旋槳的槳葉安裝角度是固定的，也就是槳葉是一個(gè)整體,，當(dāng)船舶倒退時(shí)螺旋槳必須反轉(zhuǎn),，這可以通過(guò)反轉(zhuǎn)離合器，或者主機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)實(shí)現(xiàn),。而當(dāng)船舶靠碼頭時(shí),，螺旋槳停止轉(zhuǎn)動(dòng)，固定螺距螺旋槳具有堅(jiān)固,、不易受損以及節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),，適用于小型輪船。

二是可變螺距螺旋槳也稱可變螺距螺旋槳,，它可通過(guò)轂內(nèi)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳葉,，以調(diào)節(jié)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)的螺距和角度來(lái)適應(yīng)各種場(chǎng)景需求的螺旋槳?？勺兟菥嗦菪龢臉~并沒(méi)有直接固定在槳轂上,，而是圍繞著垂直于槳軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)槳轂內(nèi)的機(jī)構(gòu)改變螺距角度,，從而改變推進(jìn)功率的大小和方向,。可變螺距螺旋槳非常適合用于,，載重或者功率變化較大的輪船,，例如說(shuō)破冰船、拖船以及漁船等,。

三是帶導(dǎo)流罩螺旋槳導(dǎo)流罩的目的是增加螺旋槳的推力,，由于進(jìn)入導(dǎo)流罩的水流速度高于螺旋槳外的水流速度,，產(chǎn)生的壓力增加后螺旋槳的推力自然也就會(huì)增長(zhǎng)。導(dǎo)流罩還可以減少噪聲和震動(dòng),，并且還會(huì)非常的節(jié)能,，帶導(dǎo)流罩的螺旋槳適用于挖泥船、漁船和供應(yīng)船,。

三,、為什么摩托艇能潛入水中不熄火？

答案：摩托艇的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都是密封的,。當(dāng)水位超過(guò)排氣管的時(shí)候,，要減油，不要讓水進(jìn)入排氣管,，不會(huì)有問(wèn)題,。浸入水下的只是螺旋槳而已，發(fā)動(dòng)機(jī)是在水上的部分,。摩托艇會(huì)把水向后吹,，而不會(huì)向前噴濺。

發(fā)動(dòng)機(jī)有整機(jī)外殼包裹,，肯定不會(huì)直接裸露出進(jìn)氣門,，凸輪等機(jī)構(gòu)，只需要保證如進(jìn)氣口沒(méi)有大批水進(jìn)入就可以了,，就不會(huì)熄火,。

四、造一艘小船的科學(xué)原理,？

首先說(shuō)"輪"字,，過(guò)去把用機(jī)器推進(jìn)的船稱為輪船，因?yàn)槟菚r(shí)的船舶帶有“輪子”,。

當(dāng)蒸汽機(jī)發(fā)明后用在船上,，蒸汽機(jī)通過(guò)裝在船的兩側(cè)或船尾部的輪狀推進(jìn)裝置推進(jìn)船舶,。

我國(guó)明代曾出現(xiàn)過(guò)有輪的船,，叫做輪船，當(dāng)然那時(shí)是靠人力轉(zhuǎn)動(dòng)“輪”來(lái)推進(jìn)船的,。

所以當(dāng)國(guó)人知道有用機(jī)器帶動(dòng)輪子推進(jìn)的船,，就將機(jī)動(dòng)船統(tǒng)稱為輪船。

運(yùn)貨的就叫貨輪,，遠(yuǎn)客的就叫客輪,，兼運(yùn)客貨的就叫客貨輪，專運(yùn)油的貨輪就叫油輪,。

隨著船舶科技的發(fā)展,，人們發(fā)現(xiàn)“輪”的推進(jìn)效率遠(yuǎn)不及后來(lái)發(fā)明的螺旋槳的推進(jìn)效率,，就不用“輪”而改用螺旋槳來(lái)推進(jìn)船舶。

現(xiàn)代建造的船舶已絕少用“輪”推進(jìn)了,，只有在某些極淺水域或水上娛樂(lè)場(chǎng)所還有裝“輪”的船,。

有機(jī)器動(dòng)力的船也就漸漸不叫某輪或輪船而改稱某船或機(jī)動(dòng)船了。

當(dāng)今,，凡機(jī)器推進(jìn)的船統(tǒng)稱為機(jī)動(dòng)船,，也可簡(jiǎn)稱船。

于是機(jī)動(dòng)客船就簡(jiǎn)稱客船,，機(jī)動(dòng)貨船就簡(jiǎn)稱貨船,。

五、為什么有的大型船要在下水后才裝螺旋槳,？

其實(shí)對(duì)于大型船舶之所以要在下水后才進(jìn)行螺旋槳安裝工程也是有原因的：

一：船舶下水的方式多種多樣,，但是在所有的下水方式中，除了船塢下水時(shí)通過(guò)將海水放入船塢,，依靠海水的浮力實(shí)現(xiàn)船舶自浮,，再依靠拖輪拖出船塢這種很是溫柔的下水方式外，剩下的船臺(tái)下水不管是橫/縱向重力下滑下水還是橫向/縱向機(jī)械拖拽下水這些下水方式都比較暴力,，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)相比船塢依靠海水自浮下水而言,，剩下的幾種下水方式都是將船舶扔下水的暴力下水方式，特別是重力下水這種下水方式就直接是將船臺(tái)上固定船舶的固定樁松開,，讓船臺(tái)上的船舶依靠自身的重力直接掉下水去,，那么在幾萬(wàn)噸的體重下，其下水時(shí)海水對(duì)船舶的沖擊力也是特別大的,。

特別是現(xiàn)在幾乎所有的縱向船臺(tái)下水方式中,，都是從船尾朝向水面下水的，那么在船舶接觸水面的剎那,，海水會(huì)對(duì)整個(gè)船尾表面產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力,。如果在船舶下水前直接在船臺(tái)上安裝好了螺旋槳，那么在下水的剎那,，海水強(qiáng)大的沖擊力肯定會(huì)對(duì)螺旋槳自身的槳葉產(chǎn)生傷害,，這對(duì)于整個(gè)船舶的建造是極為不利的，因?yàn)楦鶕?jù)船舶下水速度不同等原因,，海水作用在船尾的沖擊力也是不同的,，有的沖擊力造成的損害可能肉眼可見(jiàn)，船廠還可以在交付前及時(shí)修復(fù)問(wèn)題,。但是有些隱形問(wèn)題并不是肉眼可見(jiàn)的,，但是卻很可能對(duì)船舶后期的航行造成影響，比如在下水時(shí)海水強(qiáng)大的沖擊力對(duì)螺旋槳的槳葉表面造成損害,，那么在后期的航行中,，槳葉很可能會(huì)因?yàn)樽枇^(guò)大造成船舶航行油耗增大或者更為嚴(yán)重的在航行過(guò)程中,，有問(wèn)題的槳葉直接脫落的嚴(yán)重問(wèn)題；再有像海水強(qiáng)大的沖擊力造成螺旋槳安裝位置產(chǎn)生偏移,，那么就會(huì)造成后期螺旋槳提前退役和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)磨損過(guò)大等問(wèn)題,。所以不管是海水強(qiáng)大的沖擊力對(duì)槳葉造成了損害還是其他問(wèn)題，這些問(wèn)題都需要重新返工建造,，這無(wú)形中拖慢了船舶的建造時(shí)間/增加了船舶的建造成本/拖慢了船廠后續(xù)船舶的建造計(jì)劃,。

所以現(xiàn)在大型船舶在采用重力下水這種很是暴力的下水方式時(shí)，都不會(huì)提前在船臺(tái)安裝整個(gè)船舶核心零部件之一的螺旋槳,，而是選擇在棲裝階段再采用水下安裝方式安裝,。可能有些人不太明白,，既然船尾下水會(huì)對(duì)螺旋槳產(chǎn)生損害,，那么為什么不采用船頭朝向水面的下水方式呢？其實(shí)原因也很簡(jiǎn)單,，大部分采用船臺(tái)下水的船舶都是民用船舶,，比如更為常見(jiàn)的散貨船等中低端核心技術(shù)不那么先進(jìn)的船舶都會(huì)采用船臺(tái)下水，畢竟這種下水方式不管是從船廠自身占地面積還是船廠投資成本,，以及船舶的建造成本等方面考慮,，采用船臺(tái)下水都更具性價(jià)比。那么在這類散貨船的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,，整艘船重心其實(shí)在船尾安裝動(dòng)力系統(tǒng)的位置,，所以為了保證采用船臺(tái)下水時(shí)的可靠性，都會(huì)讓重心更靠近水面,，所以這也是為什么采用縱向船臺(tái)下水的船舶都是船尾朝向水面的原因所在,。

其次從一艘船舶不管是軍用還是民用船舶的整個(gè)建造成本來(lái)核算，作為整艘船舶核心零部件之一的螺旋槳的制造成本可一點(diǎn)都不低,，比如一艘5萬(wàn)噸的民用船舶的螺旋槳制造成本就超過(guò)了100萬(wàn)美元,，更先進(jìn)的軍用船舶比如航母使用的螺旋槳體型更大/槳葉數(shù)量更多/安裝數(shù)量更多，其總制造成本也更高,。比如美國(guó)尼米茲級(jí)航母安裝了四具直徑超過(guò)6米的大型螺旋槳,，其單具螺旋槳的制造成本就超過(guò)了1000萬(wàn)美元。所以光是從螺旋槳看似不起眼實(shí)際價(jià)格令人乍木的實(shí)際情況來(lái)說(shuō),，為了避免下水時(shí)對(duì)螺旋槳產(chǎn)生損害,，在所有的大型船舶下水方式中,，也就除了船塢下水會(huì)直接在船塢內(nèi)安裝好螺旋槳外,，剩下的船臺(tái)下水大部分都會(huì)選擇下水后，再采用水下安裝的方式安裝螺旋槳,。

所以基于下水方式不同,，很有可能在下水時(shí)海水強(qiáng)大的沖擊力對(duì)螺旋槳自身產(chǎn)生損害,，所以這也是為什么有的船舶選擇在下水后才安裝螺旋槳的原因所在。當(dāng)然也不是所有船臺(tái)下水的船舶在下水前都不會(huì)安裝螺旋槳,，比如有些大型船舶的螺旋槳重量近百噸,，水下安裝難度更大時(shí)，還是會(huì)直接在船臺(tái)上安裝好螺旋槳,，只是下水時(shí)控制好船臺(tái)滑行速度即可,。