螺旋桨的发展历史

二、表面桨推进系统的出现
当螺旋桨出现作为船舶主要推进装置不久之后，部分浸 没螺旋桨即表面桨也开始逐渐发展。表面桨推进系统（图 1） 是指有部分桨叶暴露于水面上的驱动装置，最初表面桨推进 系统仅设计用于浅水航行，经过一系列的发展与研究，该系 统应用的重心逐渐转向高速船舶。目前所知 19 世纪 30 年代 D.W.Taylor 第一次科学系统的进行了表面桨的船模试验，其 结果显示表面桨系统可以降低推力和扭矩系数提高推进效 率。到 19 世纪 70 年代末期，表面桨系统开始应用于赛艇并
第 17 卷 第 7 期 2017 年 7 月
中国水运 China Water Transport
Vol.17 July
No.7 2017
表面桨推进系统发展与应用
刘佳
（中国船级社 上海分社，上海 200135）
摘 要：随着船舶推进技术理论的发展，各类推进系统逐渐应用于不同性能的船舶和复杂海况下的航行。表面桨推
收稿日期：2017-04-22 作者简介：刘 佳，中国船级社上海分社验船师，海事体系审核员，海事劳工检查员。
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中国水运
第消耗大量的空气。相对来 说，表面桨在低速航行时机动性能不佳，如倒车、低速转弯。
1．避免空泡现象的影响 螺旋桨在水中运行时，桨叶的叶背压力降低形成吸力面， 若某处的压力降至临界值以下时，由水中逸出蒸汽及其他气 体而形成气泡，并称空泡。一般认为，压力的临界值即为该 温度下水的汽化压力 Pd，故当桨叶表面某处的压力降至该温 度下水的汽化压力 Pd 时，水即汽化而形成空泡[1]。 常规全浸没螺旋桨的空泡影响是螺旋桨表面剥蚀、机械 振动、噪音以及性能恶化等的主要原由。而表面桨推进系统 采用的是充气桨，它以充气现象来代替空泡现象。发生充气 现象的流体压力要比发生空泡现象的流体压力高很多，充气 总是优于空泡，从而有效的避免产生空泡。随着桨叶的每次 入水，空气泡会被带进那个即将要发生空化的区域，这时所 吸进的空气泡能完全遏止将要发生的空泡溃灭的现象。与空 泡现象不同，充气泡不会发生溃灭，此时充气桨叶是表面饶 流状态与超空泡桨叶的饶流状态有相似之处，因此使用表面 桨推进系统可避免产生振动、表面剥蚀以及水下噪音等现象， 对螺旋桨及邻近船体不会造成损坏[2]。 2．减少附体阻力 常规螺旋桨船舶航行时其浸没在水中的轴，支架和桨毂 等附连构件都会产生附体阻力，而且当浸没轴等倾斜于水面 时不仅会产生形状阻力和摩擦阻力，还会由旋转轴的马格努 斯效应产生相关的阻力。随着高速船滑行速度的增加，这些 附体阻力在某些情况下甚至可以超过裸船体阻力。浸没轴在 水中旋转摩擦造成的功率损失也很惊人，所以常规处理方式 是用非旋转罩壳来包裹整个的浸没轴，这样就相对增大了轴 的直径，从而增加阻力影响推进效率。表面桨推进系统的船 舶在航行时水线只是穿过其桨毂的螺旋桨，桨叶和尾鳍或舵 可以接触到水，其桨轴及其支架都在水面上，这样在船舶运 行时，桨轴和支架不再产生附体阻力，所以能消除大量的附 体阻力，并且改善了流经螺旋桨的水流，从而大大提高了螺 旋桨的推进效率。与传统的全浸没螺旋桨相比，表面桨系统 可以削减 50%的水下附体阻力。 3．推进效率 表面桨推进系统是当今世界上效率虽高的推进系统之 一，也是所有高速船舶首先的推进方式。不同类型螺旋桨推 进效率对比情况可见图 2。表面桨工作于水表面附近，部分 桨叶露出水面，从而可以减小了水下附体的尺度，大大地降 低艇在高速时的阻力。当船舶航行时，只有部分桨叶和尾鳍 触水，提供高速推力、良好的加速性和效率。由于工作在水 面附近，部分桨叶露出水面以减小附体的尺度，可有效地避 免产生空泡，但会发生充气现象，而发生充气现象的流体压 力要比发生空泡现象的流体压力高很多，因此可以达到更高 的航速，最高航速可达到 70kn。由于表面桨工作在船体投 影之外，不必满足与全浸桨相同的限制直径，其直径可以做 到全浸没桨直径的 2 倍，就是说表面桨系统的推力截面可以 是全浸桨的 2 倍以上，推进效率由此也能大幅度提升。

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• 滑翔机（glider）
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•
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• 直升机（helicopter）
• 1939年9月14日世界上第一架实用型直升 机诞生，它是美国工程师西科斯基研制 成功的VS－300直升机。
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谢谢！
感谢下 载
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时间：20世纪初
• 螺旋桨飞机（propeller airplane）
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世界最大的太阳能飞机—阳光动力二号
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民航机场发展史

含有“桨”字的词语有哪些
下面是罗列的含有桨字的词语。

让我们一起来了解一下吧。

含有“桨字的词语有哪些踏桨船飞桨柔桨螺旋桨划桨棹桨桨叶桨板桨叶背急桨孤舟独桨关于桨的发展历史我国是“舟的故乡，也是桨的故乡。

在1万多年以前的河姆渡文化的新石器时代，与独木舟出现同时，桨也应运而生，并且迅速成型。

当时的桨与今天的桨差别很大：握杆比较短，桨板又窄又长。

经专家考证是因为当时人们的划桨方式与今天相比有很大差别，那时的人们是一手握着握杆，一手把着桨板来划船的。

不过，那时的桨已经做得很规整，很美观，而且还带有漂亮的雕花图案。

相比之下，中东地区、西欧地区和美洲大陆的先民的桨，做工就比较粗糙了。

到了春秋战国、秦汉两朝，随着海军的雏形“舟师的发展，以及皇帝们为寻长生不老药而多次发动的“东渡活动，促进了桨的发展。

桨逐渐趋于大型化，握杆变长，桨板缩短变薄，用起来更加方便更加有力，加快了水上航行的速度。

晋朝以后，桨在外型上已经基本定型，只是体积和表面积仍旧在不断加大，用桨的规模也逐渐变大，由原来的一舟二桨，发展为“一舟
(此时的舟体积已经比较庞大了)桨叠层，就是用上下两排桨。

因为手工划桨已经非常不便，所以当时的船上已经出现了精密的简介控制桨划动的机器。

现在我们已经不再使用大型的木船了，与此同时，桨也逐渐推出我们的视野。

现在桨主要流行在各种游船上，带给游客以一种古典别致的韵味;此外奥运会上还保留的独木舟比赛。

不过比赛用的桨是经过精心设计的，用材、比例等均与我们在游船上见到的仿古桨有很大区别。