AU(MAU)型螺旋桨型值(图谱)资料讲解

342第八章 螺旋桨的强度校核为了船舶的安全航行，必须保证螺旋桨具有足够的强度，使其在正常航行状态下不致破损或断裂。

为此，在设计螺旋桨时必须进行强度计算和确定桨叶的厚度分布。

螺旋桨工作时作用在桨叶上的流体动力有轴向的推力及与转向相反的阻力，两者都使桨叶产生弯曲和扭转。

螺旋桨在旋转时桨叶本身的质量产生径向的离心力，使桨叶受到拉伸，若桨叶具有侧斜或纵斜，则离心力还要使桨叶产生弯曲。

此外，桨叶上也可能受到意外的突然负荷，例如：碰击冰块或其他飘浮物体等。

同时螺旋桨处于不均匀的尾流场中工作，使桨叶受力产生周期性变化，故较难精确地算出作用在桨叶上的外力。

在计算桨叶的强度时，我们可以把桨叶看作是扭曲的、变截面的悬臂梁，而且其横截面是非对称的，故计算较为复杂，即使能正确地求得桨叶上的作用力，要精确地进行强度计算也是很困难的。

目前，对于动态负荷(即计及伴流不均匀性影响)下螺旋桨的强度计算方法虽然有所发展，但计算繁复，付之实用还为时尚早。

故在螺旋桨设计的实践中，一般都用理论和实验相结合的近似方法来进行螺旋桨的强度计算。

计算螺旋桨强度的近似方法很多，中国船级社于2001年颁发的《钢质海船入级与建造规范》（以下简称《规范》）中对螺旋桨的强度也有了规定，因为比较偏于安全，用近似方法计算的厚度未必一定能满足规范的要求，因此对“入级”海船应采用规范规定的方法计算。

本章中主要介绍我国2001年《规范》的规定，由此确定桨叶厚度。

为了使读者了解桨叶上的受力情况，对于分析计算方法也作必要的介绍。

§ 8-1 《规范》校核法一、螺旋桨桨叶厚度的确定为了保证螺旋桨的安全，中国船级社2001年《钢质海船入级与建造规范》第三分册第三篇第十一章中，对螺旋桨的强度要求作了明确具体的规定。

螺旋桨桨叶厚度t (固定螺距螺旋桨为0.25R 和0.6R 切面处，可调螺距螺旋桨为0.35R 和0.6R 切面处)不得小于按下式计算所得之值：XK Yt -=(mm ) (8-1) 式中 Y —— 功率系数，按(8-2)式求得；343K —— 材料系数，查表8-1；X —— 转速系数，按(8-3)式求得。

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，故商用螺旋桨采用机翼型切面。

根据以上分析，选择MAU4叶桨系列进行螺旋桨设计。

1.1.2 螺旋桨推进因子螺旋桨的伴流分数取螺旋桨以等推力法进行敞水实验获得的实效伴流：0.404ω=推力减额按照汉克歇尔关于单桨螺旋桨标准商船公式进行计算：0.500.120.22P t C =-=主机的轴系传递效率： 0.97s η= 相对旋转效率： 1.00R η= 船身效率： 1 1.311H tηω-==-1.1.3 有效马力曲线有效马力曲线表征的是船体阻力特征。

当前位置：首页> 网络课堂> 第八章> 螺旋桨的工作原理螺旋桨的几何特征鱼雷螺旋桨位于鱼雷的尾部，由发动机带动以产生推力，利用该推力克服鱼雷运动时的阻力，使鱼雷以既定的速度航行。

不难理解，为了经商鱼雷的速度，不仅要求鱼雷具有阻力最小的雷体外形，还须要配置效率较高的螺旋桨，才能获得较好的推进效果。

螺旋桨通过推进轴直接由发动机驱动，当螺旋桨旋转时，将水流推向鱼雷后方。

根据作用与反作用原理，水便对螺旋桨产生反作用力，该反作用力即称为螺旋桨的推力。

我们研究螺旋桨的几何特征时，首先要对螺旋面有所了解。

设有一水平线AB（图8-1），匀速地绕线EE旋转，同时又以均匀速度向上移动，则线AB上每一个点就形成一条螺旋线，由这些螺旋线所组成的面叫做螺旋面。

线段AB称为螺旋面的母线，它可以是直线或曲线。

展开了的螺旋线与圆柱体底线间的角度称为螺旋角，以表示，其值可按下式求得（8-1）式中H为螺距。

图8-1 螺旋面的形成（螺旋面的形成演示动画）当母线的圆周运动和直线运动均为匀速运动时，所得到的螺旋面称为等螺距螺旋面。

其螺旋线的展开图形如图8-1所示，不同半径处具有相同的螺距。

图8-2a 径向变螺距螺旋面螺旋线的展开图螺旋面也可以由不同螺距的螺旋线组成。

例如母线AB以均匀的速度绕EE轴线旋转。

也以均匀速度直线上升，只是在不同的半径上具有不同的上升速度，则得到径向变螺距螺旋面，不同的半径处螺距是不同的，其螺旋线的展开图如图8-2（a）所示。

假若母线的旋转运动和前进运动不是均匀的．或者其中任一种运动不是均匀的，则得到轴向变螺距螺旋面，其螺旋线的展开图如图8-2（b）所示。

图8-2b 轴向变螺距螺旋面螺旋线的展开图图8-3 螺旋桨的结构参数（螺旋桨的结构参数演示动画）螺旋桨的结构参数如图8-3所示。

螺旋桨与推进轴联接的部分称为桨毂以一定的角度联按于轮毅上。

鱼雷的桨叶一般为2-7片。

叶片数主要决定于螺旋桨推力的大小。

AU(MAU)型螺旋桨型值(图谱) 表1 四叶模型螺旋桨要素表MAU4-40 MAU4-55 MAU4-70直径(m) 0.250 0.250 0.250 毂径比 0.180 0.180 0.180 盘面比 0.400 0.550 0.700 最大叶宽比 0.226 0.311 0.398 平均叶宽比 0.192 0.263 叶厚比0.050 0.050 0.050 后倾角 10? 10? 10?MAU4-40MAU4-558.80 0.301.00R 0.90R0.70R2.600.50R0.30R3.30 4.405.00 20.4013.40φ10.0410.04φ(a)MAU4-70 8.800.30 1.00R0.95R 2.600.80R0.70R0.60R 0.50R 0.40R0.30R3.324.40 0.20R5.0020.4013.60 φ13.4014.80φ(b)图 1表2 五叶模型螺旋桨要素表AU5-50 AU5-65 MAU5-80直径(m) 0.250 0.250 0.25010.180 0.180 0.180 毂径比0.500 0.650 0.800 盘面比0.226 0.294 0.364 最大叶宽比0.050 0.050 0.050 叶厚比(叶厚分10? 10? 10? 数)后倾角AU5-50AU5-658.800.301.00R0.95R0.80R2.600.70R0.60R0.50R0.40R3.300.30R4.400.20R5.0020.4013.60φ10.0410.04φ(a)MAU5-808.800.301.00R0.95R2.600.80R0.70R0.60R0.50R0.40R0.30R3.324.400.20R5.0020.4013.60φ12.4013.60φ(b)图 2表3 六叶模型螺旋桨要素表AU6-55 AU6-70 AU6-70 MAU6-85 WWW直径(m) 0.250 0.250 0.250 0.250毂径比 0.180 0.180 0.180 0.180盘面比 0.550 0.700 0.700 0.850最大叶宽比 0.208 0.264 0.264 0.322 叶厚比 0.050 0.050 0.050 0.050210? 10? 10? 10? 后倾角有有无有叶片剖面后缘有一定翘度AUW 6-55AUW 6-70AU 6-708.800.301.00R 0.90R2.600.70R0.50R3.300.30R4.403.0020.4013.60φ10.0410.04φ(a)MAUW 6-858.800.301.00R0.90R2.600.70R0.50R3.320.30R4.405.0020.4013.60φ12.4013.60φ(b)图 3表4 AU型螺旋桨桨叶轮廓的尺寸表 r/R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.66 0.7 0.8 0.9 0.95 1.0叶片从母线到叶片最大宽度宽度叶片随边 27.96 33.45 38.76 43.5447.96 49.74 51.33 52.39 48.49 42.07 17.29 在0.66处 = 以最的距离 0.226 D?a/0.1Z, E大叶片宽从母线到 D为螺旋桨直径度的叶片导边 38.58 44.25 48.32 50.80 51.15 50.26 48.31 40.53 25.13 13.55 a: 为盘面比 E %表的距离Z : 为叶数示叶片宽度 66.54 77.70 87.08 94.34 99.11 100.0 99.64 92.92 73.62 55.623叶片最大厚度叶片厚度用 4.06 3.59 3.12 2.65 2.18 1.90 1.71 1.24 0.77 0.54 0.30 在螺旋桨轴线 D的%表示处 = 0.05D 以叶片宽度%表示的从导边至最厚 32.0 32.0 32.0 32.5 34.9 37.9 40.2 45.4 48.9 50.0点的距离表5 AU型叶切面尺寸表1) X坐标值以叶宽的%表示;2)Y坐标值以Y的%表示最大r/R X 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.0060.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 00.20 Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.30 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.40 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.03 4.06 6.09 10.16 15.23 20.31 30.47 32.50 40.44 50.37 60.29 70.22 80.15 90.07 95.04100.00 0.50 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.18 4.36 6.54 10.91 16.36 21.81 32.72 34.90 42.56 52.13 61.76 71.28 80.85 90.43 95.21100.00 0.60 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.10 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.51 5.03 7.54 12.56 18.84 25.12 37.69 40.20 47.23 56.03 64.82 73.62 82.41 91.21 95.60100.00 0.70 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.84 5.68 8.51 14.19 21.28 21.28 42.56 45.40 51.82 59.85 67.88 75.91 83.94 91.97 95.99100.00 0.80 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 3.06 6.11 9.17 15.28 22.92 30.56 45.85 48.90 54.91 62.42 69.94 77.46 84.97 92.47 96.24100.00 0.90 Y 30.46 48.22 55.33 62.44 74.10 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 23.10 19.04 15.23 10.15 5.40 2.35 uX 0 3.13 6.25 9.38 15.63 23.44 31.25 46.87 50.00 55.88 63.23 70.59 77.94 85.30 92.65 96.32100.00 0.95 Y 0 15.88 25.99 39.66 50.55 68.36 83.75 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y u表6 改进AU型(MAU型)叶切切面尺寸表1) X坐标值以叶宽的%表示;2)Y坐标值以Y的%表示最大r/R X 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.0060.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00Y35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 00.20 Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.30 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.40 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 u4X 0 2.03 4.06 6.09 10.16 15.23 20.31 30.47 32.50 40.44 50.37 60.29 70.22 80.15 90.07 95.04100.00 0.50 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.18 4.36 6.54 10.91 16.36 21.81 32.72 34.90 42.56 52.13 61.70 71.28 80.85 90.43 95.21100.00 0.60 Y 34.0 49.60 58.00 64.75 75.20 84.80 91.80 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 23.60 18.10 14.25 9.45 5.00 2.25 uX 0 2.51 5.03 7.54 12.56 18.84 25.12 37.69 40.20 47.23 56.03 64.82 73.62 82.41 91.21 95.60100.00 0.70 Y 30.0 42.90 52.20 59.90 71.65 82.35 90.60 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 20.50 15.45 11.95 7.70 4.10 1.75 uX 0 2.84 5.68 8.51 14.19 21.28 28.38 42.56 45.40 51.82 59.85 67.88 75.91 83.94 91.97 95.99100.00 0.80 Y 21.0 32.45 41.70 50.10 64.60 78.45 88.90 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 14.00 10.45 8.05 5.05 5.40 1.15 uX 0 3.06 6.11 9.17 15.28 22.92 30.56 45.85 48.90 54.91 62.42 69.94 77.46 84.97 92.49 96.24100.00 0.90 Y 8.30 21.10 31.50 40.90 57.45 74.70 87.45 99.70 100.00 98.65 92.75 83.00 69.35 51.85 30.80 19.40 6.85 0Y 4.00 2.70 2.05 1.20 0.70 0.30 uX 0 3.13 6.25 9.38 15.63 23.44 31.25 46.87 50.00 55.88 63.23 70.50 77.94 85.30 92.65 96.32100.00 0.95 Y 6.00 19.65 30.00 39.60 56.75 74.30 87.30 99.65 100.00 99.00 93.85 84.65 71.65 54.30 33.50 21.50 8.00 0Y u表7 AU型叶切面尺寸表 w1) X坐标值以叶宽的%表示;2)Y坐标值以Y的%表示最大r/R X 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.0060.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 91.10 81.25 69.35 56.60 42.00 34.20 25.55 00.20 Y 24.25 19.05 15.00 5.40 2.35 2.25 5.00 10.00 15.80 19.55 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.30 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 91.50 79.85 66.95 52.40 37.40 29.55 19.80 0Y 24.25 19.05 15.00 5.40 2.35 1.00 4.00 7.50 12.15 14.85 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.40 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 90.30 78.50 63.95 47.95 31.16 22.40 12.80 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 0.25 2.30 5.75 8.05 uX 0 2.03 4.06 6.09 10.16 15.23 20.31 30.47 32.50 40.44 50.37 60.29 70.22 80.15 90.07 95.04100.00 0.50 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 90.00 78.20 63.20 45.65 26.25 16.35 5.60 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 0.25 1.20 uX 0 2.18 4.36 6.54 10.91 16.36 21.87 32.72 34.90 42.56 52.13 61.76 71.28 80.85 90.43 95.21100.00 0.60 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.75 15.10 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.51 5.03 7.54 12.56 18.84 25.12 37.69 40.20 47.23 56.03 64.82 73.62 82.41 91.21 95.60100.00 0.70 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.84 5.68 8.51 14.19 21.28 28.38 42.56 45.40 51.82 59.85 67.88 75.91 83.94 91.97 95.99100.00 0.80 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.75 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 3.06 6.11 9.17 15.28 22.92 30.56 45.85 48.90 54.91 62.42 69.94 77.46 84.97 92.49 96.24100.00 0.90 Y 30.46 43.22 55.33 62.44 74.10 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 23.10 19.04 15.23 10.15 5.40 2.35 uX 0 3.13 6.25 9.78 15.63 23.44 31.25 46.87 50.00 55.88 63.23 70.59 77.94 85.30 92.65 96.32100.00 0.95 Y 0 15.88 25.99 34.66 50.55 68.36 83.25 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y u表8 改进AU(MAU)型叶切面尺寸表 WW51) X坐标值以叶宽的%表示;2)Y坐标值以Y的%表示最大r/R X 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.0060.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00Y35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 91.10 81.25 69.35 56.60 42.00 34.20 25.55 00.20 Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 2.25 5.00 10.00 15.80 19.55 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.30 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 90.50 79.85 66.95 52.40 37.40 29.55 19.80 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 1.00 4.00 7.50 12.15 14.85 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.40 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 90.30 78.50 63.95 47.95 31.16 22.40 12.80 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 0.25 2.30 5.75 8.05 uX 0 2.03 4.06 6.09 10.16 15.23 20.31 30.47 32.50 40.44 50.37 60.29 70.22 80.15 90.07 95.04100.00 0.50 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 90.00 78.20 63.20 45.65 26.25 16.35 5.60 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 0.25 1.20 uX 0 2.18 4.36 6.54 10.91 16.36 21.81 32.72 34.90 42.56 52.13 61.70 71.28 80.85 90.43 95.21100.00 0.60 Y34.00 49.60 58.00 64.75 75.20 84.80 91.80 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 23.60 18.10 14.25 9.45 5.00 2.25 uX 0 2.51 5.03 7.54 12.56 18.84 25.12 37.69 40.20 47.23 56.03 64.82 73.62 82.41 91.21 95.60100.00 0.70 Y 30.00 42.90 52.20 59.90 71.65 82.35 90.60 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 20.50 15.45 11.95 7.70 4.10 1.75 uX 0 2.84 5.68 8.51 14.19 21.28 28.38 42.56 45.40 51.82 59.85 67.88 75.91 83.94 91.97 95.99100.00 0.80 Y 21.00 32.45 41.70 50.10 64.60 78.45 88.90 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 14.00 10.45 8.05 5.05 2.70 1.15 uX 0 3.06 6.11 9.17 15.28 22.92 30.56 45.85 48.90 54.91 62.42 69.94 77.46 84.97 92.49 96.24100.00 0.90 Y 8.30 21.10 31.50 40.90 57.45 74.70 87.45 99.70 100.00 98.65 92.75 83.05 69.35 51.85 30.80 19.40 6.85 0Y 4.00 2.70 2.05 1.20 0.70 0.30 uX 0 3.13 6.25 9.38 15.63 23.44 31.25 46.87 50.00 55.88 63.23 70.59 77.94 85.30 92.65 96.32100.00 0.95 Y 6.00 19.65 30.00 39.60 56.75 74.30 87.30 99.65 100.00 99.00 93.85 84.65 71.65 54.30 33.50 21.50 8.00 0Y u6。

第九章螺旋桨图谱设计§9-1 设计问题与设计方法螺旋桨设计是整个船舶设计中的一个重要组成部分。

在船舶线型初步设计完成后，通过有效马力的估算或船模阻力试验，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，又要使消耗的主机马力小；或者当主机已选定，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。

因此，螺旋桨的设计问题可分为两类。

一、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的要求设计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速及效率决定主机的转速及马力，并据此订购主机。

具体地讲就是：①已知船速V，有效马力PE，根据选定的螺旋桨直径D，确定螺旋桨的最佳转速n、效率η0、螺距比P/D和主机马力P s；②已知船速V，有效马力PE，根据给定的转速n，确定螺旋桨的最佳直径D、效率η0、螺距比P/D和主机马力Ps。

二、终结设计主机马力和转速决定后(最后选定的主机功率及转速往往与初步设计所决定者不同)，求所能达到的航速及螺旋桨的尺度。

具体地讲就是：已知主机马力Ps、转速n和有效马力曲线，确定所能达到的最高航速V，螺旋桨的直径D、螺距比P/D及效率η0。

新船采用现成的标准型号主机或旧船调换螺旋桨等均属此类问题。

在造船实践中，一般采用标准机型，所以在实际设计中，极大多数是这类设计问题。

目前设计船用螺旋桨的方法有两种，即图谱设计法及环流理论设计法。

图谱设计法就是根据螺旋桨模型敞水系列试验绘制成专用的各类图谱来进行设计。

用图谱方法设计螺旋桨不仅计算方便，易于为人们所掌握，而且如选用图谱适宜，其结果也较为满意，是目前应用较广的一种设计方法。

应用图谱设计螺旋桨虽然受到系列组型式的限制，但此类资料日益丰富，已能包括一般常用螺旋桨的类型。

环流理论设计方法是根据环流理论及各种桨叶切面的试验或理论数据进行螺旋桨设计。

用此种方法可以分别选择各半径处最适宜的螺距和切面形状，并能照顾到船后伴流不均匀的影响，因而对于螺旋桨的空泡和振动问题可进行比较正确的考虑。

螺旋桨图谱设计计算说明书“信海11号”学院航运与船舶工程学院专业船舶与海洋工程学生姓名李金檑班级船舶1403班学号 631418020315组员李金檑、刘敬指导教师赵藤目录一、前言 (1)二、船体主要参数 (1)三、主机主要参数 (1)四、推进因子 (1)五、阻力计算 (2)六、可以达到最大航速的计算 (2)七、空泡校核 (4)八、强度校核 (5)九、螺距修正 (7)十、重量及惯性矩计算 (7)十一、敞水性征曲线的确定 (9)十二、系柱特性计算 (10)十三、航行特性计算 (11)十四、螺旋桨计算总结 (12)十五、桨毂形状及尺寸计算 (13)十六、螺旋桨总图(见附页) (14)十七、设计总结及体会 (14)十八、设计参考书 (14)一、前言本船阻力委托七零八研究所五室进行船模拖曳试验，并根据试验结果得出阻力曲线。

实验时对 3.4m d =吃水情况来进行。

虽然在船舶试验过程中将本船附体部分（舵、轴支架、舭龙骨等）也装在试验模型上，但考虑本船建造的表面粗糙度及螺旋桨等影响在换算本船阻力时再相应增加15%。

本船主机最大持续功率kw 10802⨯额定转速750转/分，考虑本船主机的经济性和长期使用后主机功率折损。

在船速计算中按%8510802⨯⨯kw 来考虑。

螺旋桨转速为300转/分。

二、船体主要参数表1 船体主要参数本船的H B =3.292； d H =1.41； B L pp =4.329； dB=4.647三、主机主要参数型 号：8230ZC 二台 额定功率：s P =1080kw(1469hp) 额定转速：750r/min 减速比：2.5 传送效率：M η=0.95四、推进因子伴流分数 0.165=ω； 推力减额 t=0.165 船身效率 1=H η； 相对旋转效率 1=R η五、阻力计算本船曾在七零八所水池进行船模阻力试验，表中数值为吃水3.4m 时船的阻力试验结果。

表2 模型试验提供的有效功率数据六、可以达到最大航速的计算采用MAU 4叶桨图谱进行计算。

当前位置：首页> 网络课堂> 第八章> 螺旋桨的工作原理螺旋桨的几何特征鱼雷螺旋桨位于鱼雷的尾部，由发动机带动以产生推力，利用该推力克服鱼雷运动时的阻力，使鱼雷以既定的速度航行。

不难理解，为了经商鱼雷的速度，不仅要求鱼雷具有阻力最小的雷体外形，还须要配置效率较高的螺旋桨，才能获得较好的推进效果。

螺旋桨通过推进轴直接由发动机驱动，当螺旋桨旋转时，将水流推向鱼雷后方。

根据作用与反作用原理，水便对螺旋桨产生反作用力，该反作用力即称为螺旋桨的推力。

我们研究螺旋桨的几何特征时，首先要对螺旋面有所了解。

设有一水平线AB（图8-1），匀速地绕线EE旋转，同时又以均匀速度向上移动，则线AB上每一个点就形成一条螺旋线，由这些螺旋线所组成的面叫做螺旋面。

线段AB称为螺旋面的母线，它可以是直线或曲线。

展开了的螺旋线与圆柱体底线间的角度称为螺旋角，以表示，其值可按下式求得（8-1）式中H为螺距。

图8-1 螺旋面的形成（螺旋面的形成演示动画）当母线的圆周运动和直线运动均为匀速运动时，所得到的螺旋面称为等螺距螺旋面。

其螺旋线的展开图形如图8-1所示，不同半径处具有相同的螺距。

图8-2a 径向变螺距螺旋面螺旋线的展开图螺旋面也可以由不同螺距的螺旋线组成。

例如母线AB以均匀的速度绕EE轴线旋转。

也以均匀速度直线上升，只是在不同的半径上具有不同的上升速度，则得到径向变螺距螺旋面，不同的半径处螺距是不同的，其螺旋线的展开图如图8-2（a）所示。

假若母线的旋转运动和前进运动不是均匀的．或者其中任一种运动不是均匀的，则得到轴向变螺距螺旋面，其螺旋线的展开图如图8-2（b）所示。

图8-2b 轴向变螺距螺旋面螺旋线的展开图图8-3 螺旋桨的结构参数（螺旋桨的结构参数演示动画）螺旋桨的结构参数如图8-3所示。

螺旋桨与推进轴联接的部分称为桨毂以一定的角度联按于轮毅上。

鱼雷的桨叶一般为2-7片。

叶片数主要决定于螺旋桨推力的大小。

第九章螺旋桨图谱设计§9-1 设计问题与设计方法螺旋桨设计是整个船舶设计中的一个重要组成部分。

在船舶线型初步设计完成后，通过有效马力的估算或船模阻力试验，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，又要使消耗的主机马力小；或者当主机已选定，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。

因此，螺旋桨的设计问题可分为两类。

一、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的要求设计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速及效率决定主机的转速及马力，并据此订购主机。

具体地讲就是：①已知船速V，有效马力PE，根据选定的螺旋桨直径D，确定螺旋桨的最佳转速n、效率η0、螺距比P/D和主机马力P s；②已知船速V，有效马力PE，根据给定的转速n，确定螺旋桨的最佳直径D、效率η0、螺距比P/D和主机马力Ps。

二、终结设计主机马力和转速决定后(最后选定的主机功率及转速往往与初步设计所决定者不同)，求所能达到的航速及螺旋桨的尺度。

具体地讲就是：已知主机马力Ps、转速n和有效马力曲线，确定所能达到的最高航速V，螺旋桨的直径D、螺距比P/D及效率η0。

新船采用现成的标准型号主机或旧船调换螺旋桨等均属此类问题。

在造船实践中，一般采用标准机型，所以在实际设计中，极大多数是这类设计问题。

目前设计船用螺旋桨的方法有两种，即图谱设计法及环流理论设计法。

图谱设计法就是根据螺旋桨模型敞水系列试验绘制成专用的各类图谱来进行设计。

用图谱方法设计螺旋桨不仅计算方便，易于为人们所掌握，而且如选用图谱适宜，其结果也较为满意，是目前应用较广的一种设计方法。

应用图谱设计螺旋桨虽然受到系列组型式的限制，但此类资料日益丰富，已能包括一般常用螺旋桨的类型。

环流理论设计方法是根据环流理论及各种桨叶切面的试验或理论数据进行螺旋桨设计。

用此种方法可以分别选择各半径处最适宜的螺距和切面形状，并能照顾到船后伴流不均匀的影响，因而对于螺旋桨的空泡和振动问题可进行比较正确的考虑。

MAU型螺旋桨设计计算书1．船体的主要参数船体总长L OA=150m设计水线长L WL=144m垂线间长L PP=141m型宽B=22m型深D=11m设计吃水T=5.5m方形系数C b=0.84菱形系数C p=0.849中剖面系数C m=0.69排水量△=14000t桨轴中心距基线距离Z P=2m船体有效马力曲线数据如下：2．主机参数型号N/A（两台）额定功率P S =1714hp转速N=775r/min齿轮箱的减速比i=5桨轴处转速n=155 r/min轴系传送效率ηS=0.97（中机型船）减速装置的效率ηG=0.97旋向双桨外旋3．推进因子的决定伴流分数ω=0.248推力减额分数t =0.196相对旋转效率ηR=1.004．船身效率计算ηH=(1-t)/(1-ω)=1.0695．收到马力计算储备功率取 10%收到马力P D =0.9* P S*ηG *ηS*ηR= 0.9*1714*0.97*0.97*1=1451.43hp 6．假定设计航速有效马力计算根据MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70的Bp-δ图谱列下表计算。

据表中的计算结果可绘制P TE--Vs曲线，如下图1所示。

从P TE--Vs曲线P E曲线交点处可获得：MAU4-40 Vs= 11.83KnMAU4-55 Vs= 11.73KnMAU4-70 Vs= 11.56Kn7．初步确定桨的要素8．空泡校核根据柏利尔商船界限线计算桨轴沉深 hs =T–ZP=3.5m计算t=15°C,则Pv=174kgf/m2取水温15度，Pa-大气压为：10330Kgf/m2P 0-Pv= Pa–Pv+ hsγ= 13743.5kgf/m29．确定螺旋桨的要素据上表计算结果，可得不发生空泡的最小盘面比以及所对应的最佳螺旋桨要素。

A E / A0 =0.40； MAU4-40桨；Vs =11.83Kn ； P / D =0.722 ； D =3.48m ；η0 =0.628N=155r/min强度校核根据2001年《钢制海船入籍建造规范》校核t0.25R 及t0.6R应不小于按下式计算之值：X K Yt -=Y=1.36A 1Ne/(ZbN) X=A 2GA d N 2D 3/(1010Zb) 计算功率:Ne=Ps ×ηS =1714×0.97=1662.58 HPD=3.48 m A d =A E /A O =0.4P/D=0.722 ε=10oG=7.5 g/cm 3 N=155 r/min b 0.66R =0.226DA d /(0.1Z)=0.78648b 0.25R =0.7212b 0.66R =0.5672 b 0.6R =0.9911b 0.66R =0.779510．确定设计的螺旋桨各切面厚度桨叶厚度查表8-4 MAU标准桨可得出各切面最大厚度为：t0.2R=141.3mm t0.3R=124.9mm t0.4R=108.6mm t0.5R=92.2mm t0.6R=75.9mm t0.7R=59.5mm t0.8R=43.2mm t0.9R=26.8mm11．螺距修正螺距比为：P/D=(P/D)0 =0.72212．重量及惯性矩计算采用船舶及海洋工程设计研究院公式：桨叶重：Gbl = 0.169γ·Zbmax(0.5t0.2+t0.6) (1－d/D) D=0.169·7500·4·0.7865·(0.5·0.141+0.076)·(1-0.18)·3.48 =1667kgf桨毂重：Gn = (0.88－0.6·d/ d) LKγd 2=(0.88－0.6·0.236/0.6264) 0.470·7500·0.6264 2 = 904.5kgf螺旋桨重量：G = Gbl + Gn= 1667+904.5=2571.5kgf螺旋桨的惯性矩：Imp = 0.0948γ·Zbmax(0.5t0.2+t0.6) D3=0.0948·7500·4·0.7865(0.5·0.141+0.076) ·3.483=13810.3kgf·cm·s213．敞水性征曲线之确定由MAU4-40，P/D=0.7和P/D=0.8的敞水性征曲线内插得到MAU4-40，P/D=0.722的敞水性征曲线，其数据见下表。