螺旋桨图谱课程设计天津大学仁爱学院 姓名：陈旭东 学号：6010207038 专业：船舶与海洋工程 班级：2班 日期：2013.6.30
螺旋桨图谱课程设计 一．已知船体的主要参数 船 型：双机双桨多用途船 总 长: L=150.00m 设计水线长: WL L =144.00m 垂线 间长: PP L =141.00m 型 深: H=11.00m 设计 吃水: T=5.50m 型 宽: B=22.00m 方形 系数: B C =0.84 菱形 系数: P C =0.849 横剖面系数: M C =0.69 排水 量: ?=14000.00t 尾轴距基线距离: P Z =2.00m 二．主机参数 额定功率: MCR=1714h 额定转速: n=775r/min 齿轮箱减速比: i=5 旋向: 右旋 齿轮箱效率: G η=0.97 三．推进因子的确定 伴流分数 ω=0.248 ;推力减额分数 ; t=0.196 相对旋转效率 R η=1.00 ;船身效率 ;H η=11t ω --=1.0691 四．可以达到最大航速的计算 采用MAU 四叶桨图谱进行计算。 取功率储备为10% ，轴系效率S η=0.97 ，螺旋桨转速N=n/i=155r/min 螺旋桨敞水收到马力：D P = 1714 * 0.9 * S η*R η*G η =1714 * 0.9 * 0.97*1.00*0.97 =1451.43 (hp) 根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的P B δ-图谱列表计算如下：
项目 单位 数值 假定航速V kn 11 12 13 A V =(1-ω)V kn 8.27 9.02 9.78 0.5 2.5/P D A B NP V = 30.024 24.166 19.742 P B 5.479 4.916 4.443 MAU4-40 δ 65.4 59.732 54.377 P/D 0.692 0.728 0.764 0η 0.613 0.632 0.66 TE P =2D P ×H η×0η hp 1902.4 1961.38 2048.28 MAU4-55 δ 64 58.2 53.535 P/D 0.738 0.778 0.80 0η 0.588 0.614 0.642 TE P =2D P ×H η×0η hp 1824.83 1905.61 1992.41 MAU4-70 δ 63.3 57.4 52.8 P/D 0.751 0.796 0.842 0η 0.565 0.582 0.607 TE P =2D P ×H η×0η hp 1753.45 1806.21 1883.79 根据上表中的计算结果可以绘制TE P 、δ、P/D 及0η对V 的曲线，如图1所示。
第三章螺旋桨基础理论及水动力特性 关于使用螺旋桨作为船舶推进器的思想很早就已确立，各国发明家先后提出过很多螺旋推进器的设计。在长期的实践过程中，螺旋桨的形状不断改善。自十九世纪后期，各国科学家与工程师提出多种关于推进器的理论，早期的推进器理论大致可分为两派。其中一派认为：螺旋桨之推力乃因其工作时使水产生动量变化所致，所以可通过水之动量变更率来计算推力，此类理论可称为动量理论。另一派则注重螺旋桨每一叶元体所受之力，据以计算整个螺旋桨的推力和转矩，此类理论可称为叶元体理论。它们彼此不相关联，又各能自圆其说，对于解释螺旋桨性能各有其便利处，然亦各有其缺点。 其后，流体力学中的机翼理论应用于螺旋桨，解释叶元体的受力与水之速度变更关系，将上述两派理论联系起来而发展成螺旋桨环流理论。从环流理论模型的建立至今已有六十多年的历史，在不断发展的基础上已日趋完善。尤其近二十年来，由于电子计算机的发展和应用，使繁复的理论计算得以实现，并促使其不断完善。 虽然动量理论中忽略的因素过多，所得到的结果与实际情况有一定距离，但这个理论能简略地说明推进器产生推力的原因，某些结论有一定的实际意义，故在本章中先对此种理论作必要介绍，再用螺旋桨环流理论的观点分析作用在桨叶上的力和力矩，并阐明螺旋桨工作的水动力特性。至于对环流理论的进一步探讨，将在第十二章中再行介绍。 §3-1 理想推进器理论 一、理想推进器的概念和力学模型 推进器一般都是依靠拨水向后来产生推力的，而水流受到推进器的作用获得与推力方向相反的附加速度(通常称为诱导速度)。显然推进器的作用力与其所形成的水流情况密切有关。因而我们可以应用流体力学中的动量定理，研究推进器所形成的流动图案来求得它的水动力性能。为了使问题简单起见，假定： （1）推进器为一轴向尺度趋于零，水可自由通过的盘，此盘可以拨水向后称为鼓动盘(具有吸收外来功率并推水向后的功能)。 （2）水流速度和压力在盘面上均匀分布。 （3）水为不可压缩的理想流体。 根据这些假定而得到的推进器理论，称为理想推进器理论。它可用于螺旋桨、明轮、喷水推进器等，差别仅在于推进器区域内的水流断面的取法不同。例如，对于螺旋桨而言，其水流断面为盘面，对于明轮而言，其水流断面为桨板的浸水板面。 设推进器在无限的静止流体中以速度V A前进，为了获得稳定的流动图案，我们应用运动 260
第21卷 第2期实验流体力学V ol.21,N o.2 2007年06月Journal of Experiments in F luid Mech anics Jun.,2007 文章编号:167229897(2007)022******* 导管螺旋桨内流场的PIV测量Ξ 张 军1,张志荣1,朱建良1,徐 锋1,陆林章1,代 钦2 (1.中国船舶科学研究中心,江苏无锡 214082;2.上海大学,上海 200072) 摘要:内流场对于导管螺旋桨的设计和性能分析是至关重要的,利用随车式PI V在中国船舶科学研究中心拖 曳水池进行了导管螺旋桨的内流场测量。使用标靶技术建立了物像对应关系,从而修正导管曲率和厚度产生的图 象畸变。使用同步控制器实现螺旋桨相位、CC D摄像和激光器的精确同步控制。试验分别在三个不同进速系数J =1.2,1.0和0.8下进行。 试验结果很好地反映了螺旋桨梢涡、毂部涡、以及螺旋桨上下表面脱落的旋向相反的尾涡,以及近导管内壁、桨毂壁面涡层等流动特征。试验表明,涡强都随着进速系数的减小而增加。与螺旋桨前流动相比,导管内螺旋桨 后轴向速度沿径向分布的不均匀性明显增强。试验结果表明,对于导管厚度与曲率都空间变化的导管螺旋桨,应 用PI V技术进行内流场测量在技术上是可行的。 关键词:导管螺旋桨;内流场;PI V 中图分类号:U661.3 文献标识码:A I nvestigation of internal flow field of ducted propeller using particle image velocimetry ZHANGJun1,ZHANG Zhi2rong1,ZHU Jian2liang1,X U Feng1,LU Lin2zhang1,DAI Qin2 (1.China Ship Scientific Research Center,Wuxi Jiangsu 214082,China;2.Shanghai University,Shang2 hai 200072,China) Abstract:Analysis of internal flow field is very im portant to the design and performance prediction of ducted propeller.The towing PI V is applied to measure the internal flow field of ducted propeller in a towing tank(150m×7.0m×4.5m)of CSSRC.A body2fitted target is used to calibrate the image distortion caused by the duct.The synchronizer controls laser and CC D to operate at preset angular position of propeller blade. The test is carried out at three advanced coefficients J=1.2,1.0and0.8respectively. The test results show clearly the flow characteristics of tip v ortex,hub v ortex,and trailing edge v ortex (TE V)shedding from the upper and lower surface of propeller blade,and the v ortices layer near boundary of the duct and hub.And it als o reveals the variation trends of velocity field,v orticity distribution with advanced coefficients.The results from this test prove that the PI V technique is suitable to measure the internal flow field of ducted propeller. K ey w ords:ducted propeller;internal flow field;PI V Ξ收稿日期:2006206204;修订日期:2006211216 基金项目:水动力学国防科技重点实验室基金项目(514430101ZS210). 作者简介:张 军(1967-),男,江苏如东人,研究员.研究方向:船舶水动力学.
第二章 螺旋桨几何形体与制造工艺 螺旋桨是目前应用最为广泛的一种推进器，因而也就成为“船舶推进”课程研究的主要对象。要研究螺旋桨的水动力特性，首先必须对螺旋桨的几何特性有所认识和了解。 § 2-1 螺旋桨的外形和名称 一、螺旋桨各部分名称 螺旋桨俗称车叶，其常见外观如图2-1所示。 螺旋桨通常装于船的尾部(但也有一些特殊船在首尾部都装有螺旋桨，如港口工作船及渡轮等)，在船尾部中线处只装一只螺旋桨的船称为单螺旋桨船，左右各一者称为双螺旋桨船，也有三桨、四桨乃至五桨者。 螺旋桨通常由桨叶和桨毂构成(图2-2)。螺旋桨与尾轴联接部分称为桨毂，桨毂是一个截头的锥形体。为了减小水阻力，在桨毂后端加一整流罩，与桨毂形成一光顺流线形体，称为毂帽。 桨叶固定在桨毂上。普通螺旋桨常为三叶或四叶，二叶螺旋桨仅用于机帆船或小艇上，近来有些船舶(如大吨位大功率的油船)，为避免振动而采用五叶或五叶以上的螺旋桨。 由船尾后面向前看时所见到的螺旋桨桨叶的一面 称为叶面，另一面称为叶背。桨叶与毂联接处称为叶根， 桨叶的外端称为叶梢。螺旋桨正车旋转时桨叶边缘在前 面者称为导边，另一边称为随边。 螺旋桨旋转时(设无前后运动)叶梢的圆形轨迹称为梢圆。梢圆的直径称为螺旋桨直径，以D 表示。梢圆的面积称为螺旋桨的盘面积，以A 0表示： A 0 =4 π2 D (2-1) 图2-1 ε x 叶面参考线 侧投影轮廓 桨叶 叶根 d 桨毂 O D K 转向 梢圆 螺旋 桨直径O D (b ) Z 导边 叶背 随边叶面叶根 毂帽 叶梢（端） x (a )ε 图2-2
当螺旋桨正车旋转时，由船后向前看去所见到的旋转方向为顺时针者称为右旋桨。反之，则为左旋桨。装于船尾两侧之螺旋桨，在正车旋转时其上部向船的中线方向转动者称为内旋桨。反之，则为外旋桨。 二、螺旋面及螺旋线 桨叶的叶面通常是螺旋面的一部分。为了清楚地了解螺旋桨的几何特征，有必要讨论一下螺旋面的形成及其特点。 设线段ab 与轴线oo 1成固定角度，并使ab 以等角速度绕轴oo 1旋转的同时以等线速度沿oo 1向上移动，则ab 线在空间所描绘的曲面即为等螺距螺旋面，如图2-3所示。线段ab 称为母线，母线绕行一周在轴向前进的距离称为螺距，以P 表示。 根据母线的形状及与轴线间夹角的变化可以得到不同形式的螺旋面。若母线为一直线且垂直于轴线，则所形成的螺旋面为正螺旋面如图2-4(a )所示。若母线为一直线但不垂直于轴线，则形成斜螺旋面，如图2-4(b )所示。当母线为曲线时，则形成扭曲的螺旋面如图2-4(c )及图2-4(d )所示。 母线上任一固定点在运动过程中所形成的轨迹为一螺旋线。任一共轴之圆柱面与螺旋面相交的交线也为螺旋线，图2-5(a )表示半径为R 的圆柱面与螺旋面相交所得的螺旋线BB 1B 2。如将此圆柱面展成平面，则此圆柱面即成一底长为2πR 高为P 的矩形，而螺旋 线变为斜线(矩形的对角线)，此斜线称为节线。三角形B' B" B ２ " 称为螺距三角形，节线与底线间之夹角θ称为螺距角，如图2-5(b )所示。由图可知，螺距角可由下式来确定： tg θ = R P π2 (2-2) 三、螺旋桨的几何特性 1. 螺旋桨的面螺距 螺旋桨桨叶的叶面是螺旋面的一部分(图 2-6(a ))，故任何与螺旋桨共轴的圆柱面与叶面的交线为螺旋线的一段，如图2-6(b )中的B 0C 0段。若将螺旋线段B 0C 0引长环绕轴线一周，则其两端之轴向距离等于此螺旋线的螺距P 。若螺旋桨的叶面为等螺距螺旋面之一部分，则P 即称为螺旋桨的面螺距。面螺距P 与直径 D 之比P /D 称为螺距比。将圆柱面展成平面后即得螺距三角形如图2-6(c )所示。 设上述圆柱面的半径为r ，则展开后螺距三角形的底边长为2πr ，节线与底线之间的夹角θ为半径r 处的螺距角，并可据下式来确定： (d ) (b ) (c )(a ) 图2-4 2" (b ) (a ) (b )(c ) (a )图2-6
螺旋桨概述 1.概念 1.1结构 图1 螺旋桨示意图 图2 螺旋桨结构 螺旋桨由桨叶、浆毂、、整流帽和尾轴组成，如上图所示。 滑失：如果螺旋桨旋转一周，同时前进的距离等于螺旋桨的螺距P，设螺旋桨转速为n，则理论前进速度为nP。也就是说将不产生水被螺旋桨前后拨动的现象，然而事实上，螺旋桨总是随船一起以低于nP的进速V s对水作前进运动。那么螺旋桨旋转一周在轴向上前进的实际距离为h p（＝V s/n），称为进距。于是我们把P与h p之差（P－h p）称为滑失。 滑失与螺距P之比为滑失比： S r＝（P－h p）/P＝（nP－V s）/nP＝1－V s/nP
式中V s/nP称为进距比。 从式中可以得出，当V s＝nP时，S r＝0。即P＝h,也就是螺旋桨将不产生对水前后拨动的现象，螺旋桨给水的推力为零。 因此我们可以得出结论：滑失越大，滑失比越高，则螺旋桨推水的速度也就越高，所得到的推力就越大。 1.2工作原理 船用螺旋桨工作原理可以从两种不同的观点来解释，一种是动量的变化，另一种则是压力的变化。在动量变化的观点上，简单地说，就是螺旋桨通过加速通过的水，造成水动量增加，产生反作用力而推动船舶。由于动量是质量与速度的乘积，因此不同的质量配合上不同的速度变化，可以造成不同程度的动量变化。 另一方面，由压力变化的观点可以更清楚地说明螺旋桨作动的原理。螺旋桨是由一群翼面构建而成，因此它的作动原理与机翼相似。机翼是靠翼面的几何变化与入流的攻角，使流经翼面上下的流体有不同的速度，且由伯努利定律可知速度的不同会造成翼面上下表面压力的不同，因而产生升力。而构成螺旋桨叶片的翼面，它的运动是由螺旋桨的前进与旋转所合成的。若不考虑流体与表面间摩擦力的影响，翼面的升力在前进方向的分量就是螺旋桨的推力，而在旋转方向的分量就是船舶主机须克服的转矩力。 1.3推力和阻力 以一片桨叶的截面为例：当船艇静止时，螺旋桨开始工作，把螺旋桨看成不动，则水流以攻角α流向桨叶，其速度为2πnr（n为转速；r为该截面半径）。根据水翼原理，桨叶要受升力和阻力的作用，推动螺旋桨前进，即推动船艇前进。船艇运动会产生顶流和伴流。继续把船艇看成不动，则顶流以与艇速大小相等，方向相反的流速向螺旋桨流来，而伴流则以与艇速方向相同，流速为u r向螺旋桨流来。通过速度合成，我们可以得到与螺旋桨成攻角α，向桨叶流来的合水流。则桨叶受到合水流升力dL和阻力dD的作用，将升力和阻力分解，则得到平行和垂直艇首尾线的分力：
1145 DWT油污水接收船螺旋桨设计书 指导老师： 专业班级： 学生姓名： 学号： 邮箱： 完成日期：2013/4/24
目录 1．船型............................. 错误!未定义书签。2．主机参数. (4) 3．推进因子的确定 (4) 4．桨叶数Z的选取 (4) 5．AE/A0的估算 (4) 6．桨型的选取说明 (5) 7．根据估算的AE/A0选取2～3张图谱 (5) 8．列表按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计 (5) 9．空泡校核 (6) 10．计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线 (8) 11. 船舶系泊状态螺旋桨计算 (9) 12．桨叶强度校核 (9) 13．桨叶轮廓及各半径切面的型值计算 (10) 14．桨毂设计 (10) 15．螺旋桨总图绘制 (11) 16．螺旋桨重量及转动惯量计算 (11) 17．螺旋桨设计总结 (12) 18．课程设计总结 (12)
1. 船型 单甲板，流线型平衡舵，柴油机驱动，适于油污水接收的中机型单桨船。 1.1艾亚法有效功率估算表：（按《船舶原理（上）》P285实例计算）（可以自主选定一种合适的估算方法，例如泰勒法。）
2．主机参数（设计航速约11kn ） 型号： 6L350PN 标定功率： P S2 = 650kw 标定转速： 362 r/min 3．推进因子的确定 (1)伴流分数w 本船为单桨内河船，故使用巴甫米尔公式估算 =0.165*C B x x=1 =0.1×(Fr-0.2)=0.1*(0.228-0.2)=0.0028 ω=0.185 (2)推力减额分数t 本船为有流线型舵使用商赫公式 t=k =0.111 k=0.6 (3)相对旋转效率： 近似地取为ηR =1.00 (4)船身效率 ηH =w -1t -1=1.091 4．桨叶数Z 的选取 根据一般情况，单桨船多用四叶，加之四叶图谱资料较为详尽、方便查找， 故选用四叶。 5．A E /A 0的估算 按公式A E /A 0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p 0-p v )D 2 + k 进行估算， 其中：T =P E /(1-t)V= 346/((1-0.111)*11*0.515)=68.7028kN 水温15℃时汽化压力p v =174 kgf/m 2=174×9.8 N/m 2=1.705 kN/m 2 静压力p 0=p a +γh s =(10330+1000×2.5)×9.8 N/m 2=125.734kN/m 2
种类 船舶推进器种类很多，按照原理不同，有螺旋桨、喷水推进器、特种推进器。 螺旋桨 由桨毂和若干径向地固定于毂上的桨叶所组成的推进器，俗称车叶。螺旋桨安装于船尾水线以下，由主机(见船舶动力装置)获得动力而旋转，将水推向船后，利用水的反作用力推船前进。螺旋桨构造简单、重量轻、效率高，在水线以下而受到保护。 分类 螺旋桨是现代船舶的主要推进工具,现在大多数船舶是用螺旋桨来推进的。螺旋桨又有许多类型。 按照桨叶多少，螺旋桨有2、3或4个桨叶,甚至更多。一般桨叶数目越多吸收功率越大。 按照构造不同，螺旋桨分为定（桨）距和变距螺旋桨两大类。 定距螺旋桨，螺距是固定不变的其特点是构造简单，重量轻，所以才船舶上得到广泛应用。 变距螺旋桨，螺距是可以调节的，通过螺旋桨变距机构，有液压或电力驱动来调节螺距。最初使用的是双距螺旋桨。高速时用高距，低速时用低距，以后又逐步增加了桨距的数目。 应用 普通运输船舶有1～2个螺旋桨。推进功率大的船，可增加螺旋桨数目。大型快速客船有双桨至四桨。螺旋桨一般有3～4片桨叶,直径根据船的马力和吃水而定,以下端不触及水底，上端不超过满载水线为准。螺旋桨转速不宜太高,海洋货船为每分钟100转左右，小型快艇转速高达每分钟400～500转，但效率将受到影响。螺旋桨材料一般用锰青铜或耐腐蚀合金，也可用不锈钢、镍铝青铜或铸铁。 60年代以来，船舶趋于大型化，使用大功率的主机后，螺旋桨激振造成的船尾振动、结构损坏、噪声、剥蚀等问题引起各国的重视。螺旋桨激振的根本原因在于螺旋桨叶负荷加重，在船后不均匀尾流中工作时容易产生局部的不稳定空泡，从而导致螺旋桨作用于船体的压力、振幅和相位都不断变化。 在普通螺旋桨的基础上，为了改善性能，更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率，发展了以下几种特种螺旋桨。①可调螺距螺旋桨：简称调距桨，可按需要调节螺距，充分发挥主机功率;提高推进效率,船倒退时可不改变主机旋转方向。螺距是通过机械或液力操纵桨毂中的机构转动各桨叶来调节的。调距桨对于桨叶负荷变化的适应性较好，在拖船和渔船上应用较多。对于一般运输船舶，可使船-机-桨处于良好的匹配状态。但调距桨的毂径比普通螺旋桨的大得多，叶根的截面厚而窄，在正常操作条件下，其效率要比普通螺旋桨低，而且价格昂贵，维修保养复杂。②导管螺旋桨：在普通螺旋桨外缘加装一机翼形截面的圆形导管而成。此导管又称柯氏导管。导管与船体固接的称固定导管，导管被连接在转动的舵杆
船用螺旋桨小知识集锦 螺旋桨简介 由桨毂和若干径向地固定于毂上的桨叶所组成的推进器，俗称车叶。螺旋桨安装于船尾水线以下，由主机获得动力而旋转，将水推向船后，利用水的反作用力推船前进。螺旋桨构造简单、重量轻、效率高，在水线以下而受到保护。 普通运输船舶有1～2个螺旋桨。推进功率大的船，可增加螺旋桨数目。大型快速客船有双桨至四桨。螺旋桨一般有3～4片桨叶，直径根据船的马力和吃水而定，以下端不触及水底，上端不超过满载水线为准。螺旋桨转速不宜太高，海洋货船为每分钟100转左右，小型快艇转速高达每分钟400～500转，但效率将受到影响。螺旋桨材料一般用锰青铜或耐腐蚀合金，也可用不锈钢、镍铝青铜或铸铁。 驱动船前进的一种盘形螺旋面的推进装置。由桨叶及与其相连结的桨毂构成。常用的是三叶、四叶和五叶。包括单体螺旋桨、龙叶导管螺旋桨、对转螺旋桨、串列螺旋桨、可调螺距螺旋桨、超空泡螺旋桨、大侧斜螺旋桨等。螺旋桨一般安装在船尾（水下）。船用螺旋桨多由铜合金制成，也有铸钢，铸铁，钛合金或非金属材料制成。对船用螺旋桨的研究分理论和试验两个方面。理论方面现已有动量定理、叶元体理论、升力线理论、升力面理论、边界元方法等理论和分析方法，能较准确地预报螺旋桨的水动力性能并进行理论设计。试验方面的研究主要是通过模型试验研究螺旋桨性能，绘制螺旋桨设计图谱。船用螺旋桨的设计方法分两大类，即理论设计方法和图谱设计方法。 60年代以来，船舶趋于大型化，使用大功率的主机后，螺旋桨激振造成的船尾振动、结构损坏、噪声、剥蚀等问题引起各国的重视。螺旋桨激振的根本原因在于螺旋桨叶负荷加重，在船后不均匀尾流中工作时容易产生局部的不稳定空泡，从而导致螺旋桨作用于船体的压力、振幅和相位都不断变化。 螺旋桨的分类 在普通螺旋桨的基础上，为了改善性能，更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率，发展了以下几种特种螺旋桨。 可调螺距螺旋桨 简称调距桨，可按需要调节螺距，充分发挥主机功率;提高推进效率，船倒退时可不改变主机旋转方向。螺距是通过机械或液力操纵桨毂中的机构转动各桨叶来调节的。调距桨对于桨叶负荷变化的适应性较好，在拖船和渔船上应用较多。对于一般运输船舶，可使船-机-桨处于良好的匹配状态。但调距桨的毂径比普通螺旋桨的大得多，叶根的截面厚而窄，在正常操作条件下，其效率要比普通螺旋桨低，而且价格昂贵，维修保养复杂。 导管螺旋桨 在普通螺旋桨外缘加装一机翼形截面的圆形导管而成。此导管又称柯氏导管。导管与船体固接的称固定导管，导管被连接在转动的舵杆上兼起舵叶作用的称可转导管。导管可提高螺旋桨的推进效率，这是因为导管内部流速高、压力低，导管内外的压力差在管壁上形成了附加推力;导管和螺旋桨叶间的间隙很小，限制了桨叶尖的绕流损失;导管可以减少螺旋桨后的尾流收缩，使能量损失减少。但导管螺旋桨的倒车性能较差。固定导管螺旋桨使船舶回转直径增大，可转导管能改善船的回转性能。导管螺旋桨多用于推船。
摘要 螺旋桨是造船行业必备的推进部件，它的设计精度将直接影响船的推进速度，它为船的前进提供的推力。 螺旋桨设计是整个船舶设计的一个重要组成部分，它是保证船舶快速性的一个重要方面。一般螺旋桨设计是在初步完成了船舶线型设计，并通过估算或用船模试验的方法确定了船体有效功率之后进行的。影响螺旋桨推进性能的因素很多，在本设计过程中主要对螺旋桨的直径、螺距比、盘面比、桨叶轮廓形状等因素进行研究，并通过在工作中积累的经验，设计一艘内河A级拖船的螺旋桨。 关键词 螺旋桨直径螺距比盘面比桨叶轮廓形状 Abstract Propeller is a necessary promoting components of shipbuilding industry, which be used to providing thrust for ship moving. Its design precision will directly affect the forward speed of the ship. The propeller design the whole ship design is a vital part of the ship, it is to guarantee an important aspect of the swiftness. General propeller design is in preliminary finished ship lines design, and through the estimation or with model test method to determine the hull effective power after. Affect the propeller to advance performance in the many factors in the design process of the propeller diameter, mainly pitch than, than, disk blades factors such as profile, and through the experience in work, design an inland ship class A tug propeller Keywords Propellers diameter pitch of screws ratio pie area ratio paddle outline
减少舵的空泡现象的探讨 管悦然 （江苏科技大学江苏镇江２１２００３） 摘要：本文描述了几类舵的空泡现象，以及用于预测其出现的方法，并提出了可以减小或避免舵的空泡现象的设计方法，介绍了减轻舵空蚀现象的措施。 ０引言 船舶附体的空泡现象的生成导致了例如剥蚀、结 构振动和效率低下等不理想的结果，并且性能的降低 和额外的修理明显减少了船舶营运的收益。另为安全 起见，也必须要避免舵被大面积剥蚀。为此，德国劳埃 德船级社提出了一些建议来预防舵的空泡现象。 空泡腐蚀在船速超过２２ｋｎ，螺旋桨达到高载荷（Ｐ／ （０．２５Ｄ２π）＞７００ｋＷ／ｍ２，Ｐ表示螺旋桨功率，Ｄ指螺旋桨 直径）时才会出现。空泡腐蚀研究只有发生在用于航行 保持的舵角±４ｏ变化范围内时，才有实际意义。大舵角（大于１５ｏ）的空泡现象是不可避免的。为了减小或避免舵的空泡，尤其在设计阶段，应实行空泡危险评估。高流速导致低压力。如果压力下降到水蒸汽压力以下，空泡就形成并被蒸汽填满，当压力增大时空泡就消失了。空泡形成与爆破极为迅速。空泡现象包括非线性多相流的高复杂物理过程。当小水泡被蒸汽填满，在舵叶表面或靠近舵叶表面的地方产生内爆，就会产生空泡腐蚀。由此，导致了舵叶面的小裂纹和材料的剥蚀，海水也将进一步扩大其腐蚀程度（材料电镀的缺失）。为了估算流体空泡现象的可能性，定义无因次空泡数为：σ＝Ρ－ΡＶ ０．５ρＶ２ Ｐ代表大气压力和水静压力，ＰＶ代表饱和蒸汽压力（当水温为１５℃时，ＰＶ＝１７００Ｐａ）。在理想液体中，空泡现象产生于局部压力降至汽化压力的时候；实际上，空泡现象提早就出现了。 以下列举了不同类型的空泡现象： ●舵叶梢的空泡（见图１） ●舵底承的空泡现象（见图２） 由于舵两边压力不同，吸力面的压力会在舵底承周围产生分流而导致舵梢涡，这种涡空泡如果和叶梢相接将会造成材料损耗。 图１舵的空泡现象 图２舵底空泡腐蚀 ●螺旋桨梢涡空泡现象 空泡水管中的压力降低到一定值时，螺旋桨将导致梢涡的发生。在螺旋桨后面，梢涡会形成螺旋形的涡空泡并与舵相接（见图３）。 ●螺旋桨毂涡空泡现象 螺旋桨叶毂处的涡汇集一起，形成毂涡（见图４）。 ●表面不平处的空泡现象 表面的不平度会影响流过凸形表面和桨叶端部时的层流速度，引起低压，从而导致频繁的空泡腐蚀（见图５）。 ●间隙空蚀 ６
SHIP ENGINEERING 船舶工程Vol.36 No.1 2014 总第36卷，2014年第1期深潜器等厚导管螺旋桨敞水性能计算分析 刘可峰1, 2，姚宝恒1，连琏1 （1．上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室，上海 200240；2．江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江 212003） 摘 要：利用三维设计软件系统SolidWorks对No.37+Ka4-70导管螺旋桨进行了三维实体建模，并对某深潜器使用的No.37导管外形进行了等厚处理。利用计算流体力学软件Fluent对两组导管螺旋桨模型进行了敞水数值模拟，得到了导管螺旋桨的推力，扭矩及其效率，并与图谱数据对比，证明了数值方法的有效性。比较数据分析了No.37导管等厚变化对ROV推进性能的影响，总结了No.37+Ka4-70等厚导管螺旋桨的优缺点。 关键词：深潜器；导管螺旋桨；等厚导管；敞水性能；Fluent 中图分类号：U664.34 文献标志码：A 文章编号：1000-6982 (2014) 01-0037-04 Calculation and Analysis of Open Water Performance for Submersibles Identical Thickness Ducted Propellers LIU Ke-feng1, 2, Y AO Bao-heng1, LIAN Lian1 (1. State Key Laboratory of Ocean Engineering, School of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China; 2. School of Naval Architecture and Ocean Engineering, Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang city 212003, Jiangsu province, China) Abstract: The duct outline of ducted propeller No.37+Ka4-70 was altered for submersibles after building its 3D model with the 3D CAD software system SolidWorks in the article, their open water hydrodynamics feature was simulated and analyzed by using Fluent software. When comparing with the propeller chart, it shows that the numerical method is effective. The thrust force, torque, related coefficient and efficiency were compared. Through calculation and analyses, the advantages and disadvantages of identical thickness ducted propeller No.37+Ka4-70 were summarized. Key words: submersible; ducted propeller; identical thickness duct; open water performance; Fluent 拖网渔船和拖轮等船舶在重载工况作业时，由于其螺旋桨载荷较重，若采用传统螺旋桨，往往效率较低，导管螺旋桨由于其在重载工况下的良好性能而在这类船舶上得到了大量的应用。导管螺旋桨是一种特种推进器，在20世纪30年代就开始了工程应用，它在普通螺旋桨的外围装上了一个套筒，其剖面形状一般为机翼型或是折角型，导管与其中的螺旋桨形成了一个整体工作，这时的流场与没有导管时将发生较大的变化。按照内部流场的变化情况，导管可以分为加速型导管和减速型导管。对于加速型导管，首先可以使螺旋桨盘面处的水流加速，使螺旋桨工作在较大的速度场，从而可以提高螺旋桨的效率。其次，由于导管出口处的面积逐渐扩大，尾流的收缩变小，使轴向诱导速度减小，也有助于提高螺旋桨的效率。最后，由于叶梢和导管的间隙很小，由叶面和叶背的压力差引起的绕流大大减小，其能量损失也就减小。正是由于这些原因，加速导管螺旋桨具有重载效率高，推力大等特点，对于功率系数B p较高的使用场合，采用它能达到较高的效率[1]。深潜器对系泊推力有较高的要求，其推力计算一般就设定在系泊工况下进行，功率系数B p往往很大，故深潜器选用加速导管螺旋桨能获得较好的推进性能。 国外发表的导管螺旋桨系列试验资料中，以荷兰船模试验池的No.19A+Ka和No.37+Ka系列导管螺旋 收稿日期：2013-07-09；修回日期：2013-09-15 基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）资助项目（2008AA092301-1） 作者简介：刘可峰（1978-），男，讲师。主要研究方向为船舶设计，潜器操纵与控制和水动力学应用。 DOI:10.13788/https://www.doczj.com/doc/914169995.html,ki.cbgc.2014.0010
第1章螺旋桨设计与绘制 1.1螺旋桨设计 螺旋桨设计是船舶快速性设计的重要组成分。在船舶型线初步设计完成后，通过有效马力的估算获船模阻力试验，得出该船的有效马力曲线。在此基础上，要求我们设计一个效率最佳的螺旋桨，既能达到预定的航速，又能使消耗的主机马力最小；或者当主机已经选定，要求设计一个在给定主机条件下使船舶能达到最高航速的螺旋桨。螺旋桨的设计问题可分为两类，即初步设计和终结设计。 螺旋桨的初步设计：对于新设计的船舶，根据设计任务书对船速要求设计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速计效率决定主机的转速及马力。 终结设计：主机马力和转速决定后，求所能达到的航速及螺旋桨的尺度。 在本文中，根据设计航速17.5kn，设计螺旋桨直径6.6m，进行初步设计，获得所需主机的马力和主机转速，然后选定主机；根据选定的主机，计算最佳的螺旋桨要素及所能达到的最大航速等。 1.1.1螺旋桨参数的选定 （1）螺旋桨的数目 选择螺旋桨的数目必须综合考虑推进性能、震动、操纵性能及主机能力等各方面因素。若主机马力相同，则当螺旋桨船的推进效率高于双螺旋浆船，因为单螺旋桨位于船尾中央，且单桨的直径较双桨为大，故效率较高。本文设计船的设计航速约为17.5kn的中速船舶，为获得较高的效率，选用单桨螺旋桨。 （2）螺旋桨叶数的选择 根据过去大量造成资料的统计获得的桨叶数统计资料，取设计船螺旋桨的叶数为4叶。考虑到螺旋桨诱导的表面力是导致强烈尾振的主要原因，在图谱设计中，单桨商船的桨叶数也选为4叶。 （3）桨叶形状和叶切面形状 螺旋桨最常用的叶切面形状有弓形和机翼型两种。弓形切面的压力分布较均匀，不易产生空泡，但在低载时效率较机翼型约低3%~4%。若适当选择机翼型切面的中线形状使其压力分均匀，则无论对空泡或效率均有得益，故商用螺旋桨
船用螺旋桨 定义 两个或多个叶片与毂相连，其叶面为螺旋面或近似螺旋面的船用推进器。 简介 螺旋桨 由桨毂和若干径向地固定于毂上的桨叶所组成的推进器，俗称车叶。螺旋桨安装于船尾水线以下，由主机获得动力而旋转，将水推向船后，利用水的反作用力推船前进。螺旋桨构造简单、重量轻、效率高，在水线以下而受到保护。 普通运输船舶有1～2个螺旋桨。推进功率大的船，可增加螺旋桨数目。大型快速客船有双桨至四桨。螺旋桨一般有3～4片桨叶,直径根据船的马力和吃水而定,以下端不触及水底，上端不超过满载水线为准。螺旋桨转速不宜太高,海洋货船为每分钟100转左右，小型快艇转速高达每分钟400～500转，但效率将受到影响。螺旋桨材料一般用锰青铜或耐腐蚀合金，也可用不锈钢、镍铝青铜或铸铁。 60年代以来，船舶趋于大型化，使用大功率的主机后，螺旋桨激振造成的船尾振动、结构损坏、噪声、剥蚀等问题引起各国的重视。螺旋桨激振的根本原因在于螺旋桨叶负荷加重，在船后不均匀尾流中工作时容易产生局部的不稳定空泡，从而导致螺旋桨作用于船体的压力、振幅和相位都不断变化。
类型 在普通螺旋桨的基础上，为了改善性能，更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率，发展了以下几种特种螺旋桨。 可调螺距螺旋桨 简称调距桨，可按需要调节螺距，充分发挥主机功率;提高推进效率,船倒退时可不改变主机旋转方向。螺距是通过机械或液力操纵桨毂中的机构转动各桨叶来调节的。调距桨对于桨叶负荷变化的适应性较好，在拖船和渔船上应用较多。对于一般运输船舶，可使船-机-桨处于良好的匹配状态。但调距桨的毂径比普通螺旋桨的大得多，叶根的截面厚而窄，在正常操作条件下，其效率要比普通螺旋桨低，而且价格昂贵，维修保养复杂。 导管螺旋桨 导管螺旋桨 在普通螺旋桨外缘加装一机翼形截面的圆形导管而成。此导管又称柯氏导管。导管与船体固接的称固定导管，导管被连接在转动的舵杆上兼起舵叶作用的称可转导管。导管可提高螺旋桨的推进效率，这是因为导管内部流速高、压力低,导管内外的压力差在管壁上形成了附加推力;导管和螺旋桨叶间的间隙很小,限制了桨叶尖的绕流损失;导管可以减少螺旋桨后的尾流收缩，使能量损失减少。但导管螺旋桨的倒车性能较差。固定导管螺旋桨使船舶回转直径增大，可转导管能改善船的回转性能。导管螺旋桨多用于推船。 串列螺旋桨 将两个或三个普通螺旋桨装于同一轴上，以相同速度同向转动。当螺旋桨直径受限制时，它可加大桨叶面积，吸收较大功率，对减振或避免空泡有利。串列螺旋桨重量较大，桨轴伸出较长，增加了布置及安装上的困难，应用较少。
国内外螺旋桨主要制造商现状目前找到的关于主要国内制造商的消息，大致如下： 一镇江中船瓦锡兰螺旋桨有限公司 是目前世界范围内发展最快的定距桨制造商。对于提高年产量和产品最大规格的生产工具及技术方面的有效投资令公司步入了如今蓬勃发展的局面。 原镇江船舶螺旋桨厂始建于二十世纪七十年代，是当时中国第一家专业螺旋桨制造商。经过三十年的发展，原镇江船舶螺旋桨厂以超过30%的市场占有率稳居国内（市场）同行业第二位。其精湛的生产技术和对本土市场深入了解对合资公司的建立和发展做出了巨大的贡献。 瓦锡兰荷兰推进器联合有限公司以其领先的技术和著名的LIPS?商标闻名于世界船舶行业。她为合资公司带来了其卓越的定距桨设计和生产技术以及LIPS?商标。在提高公司整体水平的同时也为其进一步的技术革新和市场开拓奠定了坚实的基础。 久经考验的LIPS设计软件，用于熔化、保温的高效的工频电炉，以及先进的实验室仅仅是合资公司目前投入使用的先进技术项目中的一部分。对员工的培训，技术上的交流令合资公司在当今的市场上最先进的定距桨项目中更具有竞争力。 二武汉川崎船用机械有限公司（简称WKM） 武汉川崎船用机械有限公司（简称WKM），是由武汉船用机械厂（简称WMMP）和日本国川崎重工业株式会社（简称KHI）共同投资创建的一家合资企业，主要产品是，利用川崎专有知识产权和生产经营模式，制造川崎侧向推进器和川崎全回转螺旋桨。可以预想，船用推进装置，对于江河、海洋等水上运输十分发达的中国国内市场，以及需求量不断增加的世界航运市场，前景非常光明。| 公司成立于1995年11月，正式投产于1998年1月，2005年年产侧推装置200台套。2001年7月得到DNV船级社ISO9002质量体系认证书。 三大连船用推进器有限公司 大连船用推进器有限公司（DMPC）是中国船舶重工股份有限公司的子公司，是中国最大的船用螺旋桨专业化制造公司。公司具有五十多年的船用螺旋桨生产经验，工艺先进，技术力量雄厚，检测手段完备。具备各种船用螺旋桨设计、制造和桨轴研配生产能力。主要产品有：大中小型定距式船用螺旋桨、调距桨部件以及各种铜合金铸件，产品出口几十个国家和地区，现已获得CCS、LR、DNV、ABS、NK、KR、BV、GL、RINA等九个国家船级社的认可，1997年通过GB/T19002—1994质量体系认证，2003年通过GB/T19001—2000质量体系认证。 进入二十一世纪，公司进行了全面技术改造。新建铸造车间、数控加工车间和成品加工车间，引进了七轴五联动九米数控铣床和重型五轴数控落地镗铣床；购置了30吨、7吨双炉体中频感应电炉、10米数控双柱立车等生产设备；联合研制了100吨、30吨大型静平衡仪、Ф11m、Ф8m、Ф6m大型数显螺距规等检测设备；自行研制了冒口切割、内孔加工等大型专用设备。目前，公司一次性总熔化能力达170吨。现已开始批量生产直径11米左右，成品
第４９卷一第４期２０１７年４月一 哈一尔一滨一工一业一大一学一学一报 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 一 Ｖｏｌ ４９Ｎｏ ４Ａｐｒ．２０１７ 一一一一一一 ＤＯＩ：１０．１１９１８／ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７?６２３４．２０１６０３０７５ 无空化导管桨的极限效率分析 周军伟，李福正，梅一蕾 （哈尔滨工业大学（威海）船舶与海洋工程学院，山东威海２６４２０９） 摘一要：为提高导管螺旋桨的推进效率，改善水下潜器的续航力，采用数值方法对１９Ａ／Ｋａ４系列导管螺旋桨在不同长径比二直径比二螺距比和盘面比下的流场进行了模拟．对不同参数下导管螺旋桨的推力二扭矩和效率进行了分析，得出了导管长径比对性能几乎没有影响，但从流场观察来看，长径比增大使梢涡涡核压力提升，增大了空泡数；减小导管内外壁直径比和螺旋桨盘面比，都会使导管桨的效率提高，而推力系数和扭矩系数略有减小．螺距比对导管螺旋桨效率的影响与传统桨类似，随着螺距比的增大，其最高点效率逐渐增大，而后几乎不变．在限定了盘面比和直径比范围的前提下，对该系列导管螺旋桨的极限效率进行了探索．结果表明，该系列导管螺旋桨的最高效率出现在最小盘面比和较小直径比的情况下．关键词：导管螺旋桨；直径比；长径比；螺距比；盘面比中图分类号：Ｕ６６１．３１；Ｕ６６４．３３ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７－６２３４（２０１７）０４－０１４９－０７ Ｐｅａｋｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｎｏｎ?ｃａｖｉｔａｔｉｏｎｄｕｃｔｅｄｐｒｏｐｅｌｌｅｒ ＺＨＯＵＪｕｎｗｅｉ，ＬＩＦｕｚｈｅｎｇ，ＭＥＩＬｅｉ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＮａｖａｌＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＯｃｅａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＷｅｉｈａｉ，Ｗｅｉｈａｉ２６４２０９，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｐｒｏｐｕｌｓｉｖｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｄｕｃｔｅｄｐｒｏｐｅｌｌｅｒｆｏｒｂｅｔｔｅｒｅｎｄｕｒａｎｃｅｏｆｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ?ｖｅｈｉｃｌｅ，１９Ａ／Ｋａ４ｓｅｒｉｅｓｄｕｃｔｅｄｐｒｏｐｅｌｌｅｒｉｓｓｔｕｄｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｏｆｔｈｅｄｕｃｔａｎｄｂｌａｄｅｏｎｔｈｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｙｃｈａｎｇｅｔｈｅｓｕｃｈｐａｒａｍｅｔｅｒｓｕｃｈａｓｌｅｎｇｔｈ?ｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏ，ｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏ，ｂｌａｄｅａｒｅａｒａｔｉｏａｎｄｐｉｔｃｈｒａｔｉｏｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｓｈｍｏｄｅｌｓ．Ｉｔｉｓｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄｔｈａｔｔｈｅｌｅｎｇｔｈ?ｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏｈａｓａｌｍｏｓｔｎｏｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｏｐｅｎｗａｔｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｔｈｏｕｇｈ，ｔｈｅｃａｖｉｔａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓｂｅｔｔｅｒｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｌｅｎｇｔｈ?ｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏ．Ｔｈｅｌｅｓｓｅｒｄｕｃｔｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏａｎｄｂｌａｄｅａｒｅａｒａｔｉｏｗｉｌｌｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ，ｔｈｅｔｈｒｕｓｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｔｏｒｑｕｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗｉｌｌｄｅｃｒｅａｓｅ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｐｉｔｃｈｒａｔｉｏｏｎｄｕｃｔｅｄｐｒｏｐｅｌｌｅｒｉｓｓｉｍｉｌａｒｔｏｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｐｒｏｐｅｌｌｅｒ，ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｐｉｔｃｈｒａｔｉｏ，ｔｈｅｐｅａｋｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗｉｌｌｉｎｃｒｅａｓｅｕｎｔｉｌｔｏａｃｏｎｓｔａｎｔｖａｌｕｅ．Ｂａｓｅｄｏｎａｆｏｒｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄｒｅｓｅａｒｃｈｉｎａｓｐｅｃｉｆｉｅｄｒａｎｇｅｏｆｂｌａｄｅａｒｅａｒａｔｉｏａｎｄｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｂｌａｄｅａｒｅａｒａｔｉｏａｎｄｍｉｎｏｒｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏｗｉｌｌｇｅｎｅｒａｔｅｔｈｅｅｘｔｒｅｍｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｕｃｔｅｄｐｒｏｐｅｌｌｅｒ；ｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏ；ｌｅｎｇｔｈ?ｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏ；ｐｉｔｃｈｒａｔｉｏ；ｂｌａｄｅａｒｅａｒａｔｉｏ收稿日期：２０１６－０３－１４ 基金项目：国家自然科学基金（５１３０９０７０）；山东省自然科学基金 （ＺＲ２０１２ＥＥＱ００４） 作者简介：周军伟（１９８１ ），男，副教授 通信作者：李福正，ｊｉｎｇｌｅｌｆｚ＠１２６．ｃｏｍ 一一现代信息化的快速发展使水下无人航行器（ＡＵＶ）扮演着重要的角色．而导管螺旋桨相对传统螺旋桨能够在高负荷时有效地提供额外推力，应用在ＡＵＶ上具有高效率二大推力二小尺寸二使用灵活二易于控制等优点［１］，如美国的 蓝鳍金枪鱼 －２１型ＡＵＶ和中国的 无影 系列ＡＵＶ上，都采用导管螺旋桨作为推进器．这种航行器一般都是电驱动的［２］，如蓝鳍金枪鱼 最高续航力为２５ｈ，而执行一次任务（包括下潜二侦测二数据下载二上浮）需要２４ｈ， 续航力比较勉强．因而提高导管桨的推进效率对延长续 航时间具有十分重要的作用．考虑到ＡＵＶ通常工作在较深的水下，且航速较低，一般不发生空化，可能影响导管桨性能的参数有很多，包括导管参 数如直径比和长径比，螺旋桨的参数如盘面比二螺距比等，因此本文从充分发挥导管螺旋桨高效率推进性能的角度出发，通过对比不同导管长径比二直径比二盘面比与螺距比对效率的影响，对导管螺旋桨的极限效率进行了分析． 目前对于导管螺旋桨性能的模拟主要有传统方法和ＣＦＤ分析两类．传统方法主要有面元法［３］和升力面涡格法［４］，Ｚｈａｎｇ等［５］将导管和桨叶分别采用面元法和涡格法对ＪＤ简易导管可调螺距桨进行了数值研究，螺距比对性能的影响稍有提及．随着计算机技术的发展，Ｋｉｍ［６］通过求解ＲＡＮＳ方程获得导管桨叶梢处的压力分布以及桨叶和导管边界层二涡核处湍流的发展，证明了ＲＡＮＳ方法能够很好地还原流场信息．Ｋｒａｓｉｌｎｉｋｏｖ等［７］以该方法研究了导管桨的尺度效应，Ｓｔｒｅｃｋｗａｌｌ等［８］比较了使用９种不同编码求解黏流的ＣＦＤ软件诸如Ｆｉｎｅ／Ｔｕｒｂｏ二ＩＳＩＳ二ＳＴＡＲＣＤ二ＯｐｅｎＦｏａｍ等的求解结 万方数据