一、螺旋桨水下工作原理？

螺旋桨推力

螺旋桨排出的气体使得螺旋桨获得反作用力。你把螺旋桨桨盘(或者旋翼、涵道)看成一个通道，通道排出空气的时候会受到空气的反作用力，即推力。

工作原理

螺旋桨推进时，由于桨叶材料的对桨尖载荷的限制，桨尖速度一般限制在当地音速以下。

螺旋桨的几何因素:翼型剖面、展长、扭转角、桨距。

螺旋桨的翼型剖面和展长在很大程度上决定了螺旋桨的推力，产生推力对应所需的扭转力矩(来自发动机)。对于螺旋桨背风面被排出的流动结构(下洗气流-直升机，滑流-螺旋桨推进器)，可以看作是每一小段螺旋桨翼型前飞所产生下洗气流的综合效果。

几何参数

直径(D):影响螺旋桨性能重要参数之一。一般情况下，直径增大拉力随之增大，效率随之提高。所以在结构允许的情况下尽量选直径较大的螺旋桨。此外还要考虑螺旋桨桨尖气流速度不应过大(<0.7音速)，否则可能出现激波,导致效率降低。

桨叶数目(B):可以认为螺旋桨的拉力系数和功率系数与桨叶数目成正比。超轻型飞机一般采用结构简单的双叶桨。只是在螺旋桨直径受到限制时,采用增加桨叶数目的方法使螺旋桨与发动机获得良好的配合。

实度(σ):桨叶面积与螺旋桨旋转面积(πR)的比值。它的影响与桨叶数目的影响相似。随实度增加拉力系数和功率系数增大。

桨叶角(β):桨叶角随半径变化,其变化规律是影响桨工作性能最主要的因素。习惯上以70%直径处桨叶角值为该桨桨叶角的名称值。

螺距:它是桨叶角的另一种表示方法。

几何螺距(H):桨叶剖面迎角为零时，桨叶旋转一周所前进的距离。它反映了桨叶角的大小，更直接指出螺旋桨的工作特性。桨叶各剖面的几何螺矩可能是不相等的。习惯上以70%直径处的几何螺矩做名称值。国外可按照直径和螺距订购螺旋桨。如64/34,表示该桨直径为60英寸，几何螺矩为34英寸。

实际螺距(Hg):桨叶旋转一周飞机所前进的距离。可用Hg=v/n计算螺旋桨的实际螺矩值。可按H=1.1~1.3Hg粗略估计该机所用螺旋桨几何螺矩的数值。

理论螺矩(HT):设计螺旋桨时必须考虑空气流过螺旋桨时速度增加，流过螺旋桨旋转平面的气流速度大于飞行速度。因而螺旋桨相对空气而言所前进的距离一理论螺矩将大于实际螺矩 。

计算公式

如果假设螺旋桨排出流体的速度较慢，对周围介质的整体影响可以忽略，那么可以从动量角度推算螺旋桨推力:

推进功率P=FV=通道面积*空气密度*流速^3;

推力F=通道面积*空气密度*流速^2;

很明显，如果试图增加力，又不增加功率，可采用的方法应该是去增大这个通道的面积(以降低气流速度)，也就是螺旋桨之类的直径。

事实上，工业中的螺旋桨尺度都很大，螺旋桨推进速度或尾流速度产生的压力变化足以引起周围环境流体的大尺度流动，螺旋桨上游气体有抽吸作用，对下游有吹除作用，压差阻力和排出尾流得速度变慢，不可避免的引起推进力下降。这一偏差可以使用一些经验数据来进行修正:

推力F=Cn*通道面积*空气密度*流速^2;

不同类型螺旋桨的推力系数:

Cn=0.8;某运输机螺旋桨

二、水下螺旋桨有几种？

一是固定螺距螺旋桨这种螺旋桨的桨叶安装角度是固定的，也就是桨叶是一个整体，当船舶倒退时螺旋桨必须反转，这可以通过反转离合器，或者主机的转动方向来实现。而当船舶靠码头时，螺旋桨停止转动，固定螺距螺旋桨具有坚固、不易受损以及节能等优点，适用于小型轮船。

二是可变螺距螺旋桨也称可变螺距螺旋桨，它可通过毂内机构转动螺旋桨叶，以调节桨叶转动的螺距和角度来适应各种场景需求的螺旋桨。可变螺距螺旋桨的桨叶并没有直接固定在桨毂上，而是围绕着垂直于桨轴的轴线转动，通过桨毂内的机构改变螺距角度，从而改变推进功率的大小和方向。可变螺距螺旋桨非常适合用于，载重或者功率变化较大的轮船，例如说破冰船、拖船以及渔船等。

三是带导流罩螺旋桨导流罩的目的是增加螺旋桨的推力，由于进入导流罩的水流速度高于螺旋桨外的水流速度，产生的压力增加后螺旋桨的推力自然也就会增长。导流罩还可以减少噪声和震动，并且还会非常的节能，带导流罩的螺旋桨适用于挖泥船、渔船和供应船。

三、为什么摩托艇能潜入水中不熄火？

答案：摩托艇的发动机一般都是密封的。当水位超过排气管的时候，要减油，不要让水进入排气管，不会有问题。浸入水下的只是螺旋桨而已，发动机是在水上的部分。摩托艇会把水向后吹，而不会向前喷溅。

发动机有整机外壳包裹，肯定不会直接裸露出进气门，凸轮等机构，只需要保证如进气口没有大批水进入就可以了，就不会熄火。

四、造一艘小船的科学原理？

首先说"轮"字，过去把用机器推进的船称为轮船，因为那时的船舶带有“轮子”。

当蒸汽机发明后用在船上，蒸汽机通过装在船的两侧或船尾部的轮状推进装置推进船舶。

我国明代曾出现过有轮的船，叫做轮船，当然那时是靠人力转动“轮”来推进船的。

所以当国人知道有用机器带动轮子推进的船，就将机动船统称为轮船。

运货的就叫货轮，远客的就叫客轮，兼运客货的就叫客货轮，专运油的货轮就叫油轮。

随着船舶科技的发展，人们发现“轮”的推进效率远不及后来发明的螺旋桨的推进效率，就不用“轮”而改用螺旋桨来推进船舶。

现代建造的船舶已绝少用“轮”推进了，只有在某些极浅水域或水上娱乐场所还有装“轮”的船。

有机器动力的船也就渐渐不叫某轮或轮船而改称某船或机动船了。

当今，凡机器推进的船统称为机动船，也可简称船。

于是机动客船就简称客船，机动货船就简称货船。

五、为什么有的大型船要在下水后才装螺旋桨？

其实对于大型船舶之所以要在下水后才进行螺旋桨安装工程也是有原因的：

一：船舶下水的方式多种多样，但是在所有的下水方式中，除了船坞下水时通过将海水放入船坞，依靠海水的浮力实现船舶自浮，再依靠拖轮拖出船坞这种很是温柔的下水方式外，剩下的船台下水不管是横/纵向重力下滑下水还是横向/纵向机械拖拽下水这些下水方式都比较暴力，简单来说相比船坞依靠海水自浮下水而言，剩下的几种下水方式都是将船舶扔下水的暴力下水方式，特别是重力下水这种下水方式就直接是将船台上固定船舶的固定桩松开，让船台上的船舶依靠自身的重力直接掉下水去，那么在几万吨的体重下，其下水时海水对船舶的冲击力也是特别大的。

特别是现在几乎所有的纵向船台下水方式中，都是从船尾朝向水面下水的，那么在船舶接触水面的刹那，海水会对整个船尾表面产生强大的冲击力。如果在船舶下水前直接在船台上安装好了螺旋桨，那么在下水的刹那，海水强大的冲击力肯定会对螺旋桨自身的桨叶产生伤害，这对于整个船舶的建造是极为不利的，因为根据船舶下水速度不同等原因，海水作用在船尾的冲击力也是不同的，有的冲击力造成的损害可能肉眼可见，船厂还可以在交付前及时修复问题。但是有些隐形问题并不是肉眼可见的，但是却很可能对船舶后期的航行造成影响，比如在下水时海水强大的冲击力对螺旋桨的桨叶表面造成损害，那么在后期的航行中，桨叶很可能会因为阻力过大造成船舶航行油耗增大或者更为严重的在航行过程中，有问题的桨叶直接脱落的严重问题；再有像海水强大的冲击力造成螺旋桨安装位置产生偏移，那么就会造成后期螺旋桨提前退役和运转时磨损过大等问题。所以不管是海水强大的冲击力对桨叶造成了损害还是其他问题，这些问题都需要重新返工建造，这无形中拖慢了船舶的建造时间/增加了船舶的建造成本/拖慢了船厂后续船舶的建造计划。

所以现在大型船舶在采用重力下水这种很是暴力的下水方式时，都不会提前在船台安装整个船舶核心零部件之一的螺旋桨，而是选择在栖装阶段再采用水下安装方式安装。可能有些人不太明白，既然船尾下水会对螺旋桨产生损害，那么为什么不采用船头朝向水面的下水方式呢？其实原因也很简单，大部分采用船台下水的船舶都是民用船舶，比如更为常见的散货船等中低端核心技术不那么先进的船舶都会采用船台下水，毕竟这种下水方式不管是从船厂自身占地面积还是船厂投资成本，以及船舶的建造成本等方面考虑，采用船台下水都更具性价比。那么在这类散货船的结构设计中，整艘船重心其实在船尾安装动力系统的位置，所以为了保证采用船台下水时的可靠性，都会让重心更靠近水面，所以这也是为什么采用纵向船台下水的船舶都是船尾朝向水面的原因所在。

其次从一艘船舶不管是军用还是民用船舶的整个建造成本来核算，作为整艘船舶核心零部件之一的螺旋桨的制造成本可一点都不低，比如一艘5万吨的民用船舶的螺旋桨制造成本就超过了100万美元，更先进的军用船舶比如航母使用的螺旋桨体型更大/桨叶数量更多/安装数量更多，其总制造成本也更高。比如美国尼米兹级航母安装了四具直径超过6米的大型螺旋桨，其单具螺旋桨的制造成本就超过了1000万美元。所以光是从螺旋桨看似不起眼实际价格令人乍木的实际情况来说，为了避免下水时对螺旋桨产生损害，在所有的大型船舶下水方式中，也就除了船坞下水会直接在船坞内安装好螺旋桨外，剩下的船台下水大部分都会选择下水后，再采用水下安装的方式安装螺旋桨。

所以基于下水方式不同，很有可能在下水时海水强大的冲击力对螺旋桨自身产生损害，所以这也是为什么有的船舶选择在下水后才安装螺旋桨的原因所在。当然也不是所有船台下水的船舶在下水前都不会安装螺旋桨，比如有些大型船舶的螺旋桨重量近百吨，水下安装难度更大时，还是会直接在船台上安装好螺旋桨，只是下水时控制好船台滑行速度即可。