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          船舶螺旋槳的誕生與發展

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          船舶螺旋槳的誕生與發展

          發布日期:2019-06-17 作者: 點擊:

            船用槳

            誕生

            1836年,英國的“阿基米德號”使用了螺旋推進器,那是一個木制的長長的像螺絲釘的螺桿。開始試驗時,它以每小時4海里的航速航行。突然,水中的障礙物碰斷了螺桿,只剩了一小截。正當造船工程師史密斯急得不知所措時,這船卻意外地加快了速度,達到每小時13海里。這事啟發了造船工程師們,他們把長螺桿變成短螺桿,又把短螺桿變成葉片狀,螺旋槳就這樣誕生了。

            發展

            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),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,然而并不是用在船上,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,螺旋槳順應蒸汽機的發展,成為船舶推進的Z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,Z高航速曾達到8節。

            斯蒂芬螺旋槳有4個風車式槳葉,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。

            阿基米德螺旋的引入,Z早見于1803年,1829年有英國的阿基米德螺旋槳的專利。并在此基礎上于1840-1841年阿基米德螺旋泵示意圖建造了一些民用的螺旋槳。1843年,英國海軍在“雷特勒”號艦上,第一次以螺旋槳代替明輪,隨后由斯密士設計了20艘螺旋槳艦,參加了對俄戰爭,斯密士成為著名人物。

            1843年,美國海軍建造了第一艘螺旋槳船“浦林西登”號,它是由艦長愛列松設計,在愛列松的積極推廣下,美國相續建造了41艘民用螺旋槳船,Z大的排水量達2000噸。

            盡管英、美等國取得了一些成功,但是螺旋槳用作船舶推進還有很多問題,如在木殼船上可怕的振動,在水線下的螺旋槳軸軸承磨損,槳軸密封,推力軸承等。

            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Z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Z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Z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。


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