1. 船的螺旋桨作用螺旋桨由两个或者多个桨叶以及一个中轴组成,桨叶安装在中轴上。飞机螺旋桨的每一个桨叶基本上是一个旋转翼。由于他们的结构,螺旋桨叶类似机翼产生拉动或者推动飞机的力。 旋转螺旋桨叶的动力来自引擎。引擎使得螺旋桨叶在空气中高速转动,螺旋桨把引擎的旋转动力转换成前向推力。 空气中飞机的移动产生和它的运动方向相反的阻力。所以,飞机要飞行的话,就必须由力作用于飞机且等于阻力,而方向向前。这个力称为推力。 典型螺旋桨叶。桨叶的横界面可以和机翼的横截面对比。一种桨叶的表面是拱形的或者弯曲的,类似于飞机机翼的上表面,而其他表面类似机翼的下表面是平的。弦线是一条划过前缘到后缘的假想线。类似机翼,前缘是桨叶的厚的一侧,当螺旋桨旋转时前缘面对气流。 桨叶角一般用度来度量单位,是桨叶弦线和旋转平面的夹角,在沿桨叶特定长度的的特定点测量。因为大多数螺旋桨有一个平的桨叶面,弦线通常从螺旋桨桨叶面开始划。螺旋角和桨叶角不同,但是螺旋角很大程度上由桨叶角确定,这两个术语长交替使用。一个角的变大或者减小也让另一个随之增加或者减小。 当为新飞机选定固定节距螺旋桨时,制造商通常会选择一个螺旋距使得能够有效的工作在预期的巡航速度。然而,不幸运的是,每一个固定距螺旋桨必须妥协,因为他只能在给定的空速和转速组合才高效。飞行时,飞行员是没这个能力去改变这个组合的。 当飞机在地面静止而引擎工作时,或者在起飞的开始阶段缓慢的移动时,螺旋桨效率是很低的,因为螺旋桨受阻止不能全速前进以达到它的最大效率。这时,每一个螺旋桨叶以一定的迎角在空气中旋转,相对于旋转它所需要的功率大小来说产生的推力较少。 2. 船舶的螺旋桨现代船舶的螺旋桨都是安装在船艉,有单桨,双桨,三桨等方式。但是有两种类型的桨,其安装位置又不一样。 1. 全浸桨。顾名思义,就是全部安装在水线以下的位置。上面的图片都是全浸桨。 2.半浸桨。它不是全部浸入到水中,而是有一半在水线以上。如下图: 3. 船用螺旋桨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。 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ur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: dT=dL•cosβ-dD•sinβ dQ=dL•sinβ+dD•cosβ dT使船艇前进称为推 力;dQ称为横向力,即桨叶的旋转阻力。 显然,攻角α和流入桨叶的水流合速度V合决定了T和Q的大小。通常螺旋桨转速越高,而航速越低,即攻角α较大时,T和Q也越大。 设艇速V不变,如伴流流速增加(合速度减小),则攻角增大,推力和阻力也大;如果螺旋桨转速增加(合速度增加),则攻角增大,推力和阻力也大。当船艇静止不动时,螺旋桨转动时,水流攻角很大,则推力和阻力可能达到很大的值。阻力过大,对主机工作不利。所以船艇在从静止开始用车时,不宜用高速;同理,船艇在前进中换倒车时或从后退中换正车时,都应经过停车阶段,让艇速下降后再行转换,而不宜直接转换。主要是防止出现大攻角,产生巨大的旋转阻力,造成主机超负荷。 4. 船上螺旋桨你说的轴在业内叫尾轴,尾轴一端连接螺旋桨,另一头连接齿轮箱或者连轴节再与发动机相连.大型船舶尾轴是安装在两个轴承上的.一个叫尾轴承,也就是船体与水接触的部分.另外一个叫前轴承,是与机舱相接的.而前后两个轴承之间是尾轴舱,基本上是密闭的.但不会有任何气压或者什么.船体的密封是依靠安装在前后轴承旁边的密封环实现的,密封环是一圈密闭的橡胶环,套在轴上.一般前后轴承都有几道密封环.而两个密封环之间是用油填充的,这个油是一个从一定高度的油柜下来的.也就是重力油柜,它可以平衡水的压力.而且油可以润滑密封环,减少橡胶环的磨损速度.实际上业内称为尾密封和前密封.如果尾密封漏水了,水压力进入两道密封环之间,引起重力油柜的油位升高,监测报警系统会报警,船员就知道尾密封出问题了.而前密封与机舱相连,很少存在进水问题,但如果前密封环损坏了,密封油漏出,引起重力油柜的油位下降,监控系统报警,船员就知道前密封出问题了. 5. 船的螺旋桨作用有哪些江船用双车螺旋桨大多数是为了操控性,内河不像大海,海里水流大致都是一个方向,内河就不一样了。还有在转向以及掉头时靠离码头时双车船比单车船灵活不少。 简单点说,一定排水量的船舶就需要一定大小的螺旋桨,在海船里,螺旋桨大小一般只受船尾的制约。但是内河河床较浅,大的螺旋桨无法工作,会引起河床冲刷或者对河道剥蚀,或者由于吃水太浅根本无法安装。这样采用双浆完美的解决了这个问题。 内河的水流变化相对海里的大更不易操纵,双机双舵具有更为良好的操纵性能 6. 船的螺旋桨作用大吗船用螺旋桨的使用寿命要根据所除的环境和使用频率而定。船用螺旋桨在高速运转过程中,不仅受到电化学腐蚀作用,还受到冲蚀和空蚀作用,这几类因素并不是单独作用,而是同时存在,相互影响,在这种力学因素和化学因素的共同作用下,致使船用螺旋桨失效。 7. 船的螺旋桨的工作原理螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种推进器。螺旋桨分为很多种,应用也十分广泛,如飞机、轮船的推进器等。——常识科技篇。 8. 螺旋桨在船上起什么作用螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种推进器。螺旋桨分为很多种,应用也十分广泛,如飞机、轮船的推进器等。 1752年,瑞士物理学家白努利第一次提出了螺旋桨比在它以前存在的各种推进器优越的报告,他设计了具有双导程螺旋的推进器,安装在船尾舵的前方。1764年,瑞士数学家欧拉研究了能代替帆的其它推进器,如桨轮(明轮)。喷水,也包括了螺旋桨。 1836年,英国的“阿基米德号”使用了螺旋推进器,那是一个木制的长长的像螺丝钉的螺杆。开始试验时,它以每小时4海里的航速航行。突然,水中的障碍物碰断了螺杆,只剩了一小截。正当造船工程师史密斯急得不知所措时,这船却意外地加快了速度,达到每小时13海里。这事启发了造船工程师们,他们把长螺杆变成短螺杆,又把短螺杆变成叶片状,螺旋桨就这样诞生了。 潜水器和潜艇在水面下活动,传统的桨、帆无法应用,笨重庞大的明轮也难适应。于是第一个手动螺旋桨,不是用在船上,而是作为潜水器的推进工具。 蒸汽机问世,为船舶推进器提供了新的良好动力,推进器顺应蒸汽机的发展,成为船舶推进的最新课题。 第一个实验动力驱动螺旋桨的是美国人斯蒂芬,他在1804年建造了一艘7.6米长的小船,用蒸汽机直接驱动,在哈得逊河上做第一次实验航行,实验中发现发动机不行,于是换上瓦特蒸汽机,实验航速是4节,最高航速曾达到8节。 斯蒂芬螺旋桨有4个风车式桨叶,它锻制而成,和普通风车比较它增加了叶片的径向宽度,为在实验中能选择螺距与转速的较好配合,桨叶做成螺距可以调节的结构。在哈得逊河上两个星期的试验航行中,螺旋桨改变了几个螺距值,但是实验的结果都不理想,性能远不及明轮。这次实验使他明白,在蒸汽机这样低速的条件下,明轮的优越性得到了充分发挥,它的推进效率高于螺旋桨是必然的结论。 阿基米德螺旋的引入,最早见于1803年,1829年有英国的阿基米德螺旋桨的专利。并在此基础上于1840- 1841年建造了一些民用的螺旋桨。1843年,英国海军在“雷特勒”号舰上,第一次以螺旋桨代替明轮,随后由斯密士设计了20艘螺旋桨舰,参加了对俄战争,斯密士成为著名人物。 1843年,美国海军建造了第一艘螺旋桨船“浦林西登”号,它是由舰长爱列松设计,在爱列松的积极推广下,美国相续建造了41艘民用螺旋桨船,最大的排水量达2000吨。 尽管英、美等国取得了一些成功,但是螺旋桨用作船舶推进还有很多问题,如在木壳船上可怕的振动,在水线下的螺旋桨轴轴承磨损,桨轴密封,推力轴承等。 随着技术的进步,螺旋桨的上述缺陷,一个一个地克服,以及蒸汽机转速的提高,愈来愈多螺旋桨在船上取代明轮。到1858年,“大东方”号装有当时世界上最大的螺旋桨,它的直径有7.3米,重量达36吨,转速每分种50转,当时,推进器标准不再具有权威性,由于螺旋桨的推进效率接近明轮,而且它却具有许多明轮无法竞争的优点,明轮逐步在海船上消失。 在科学技术发展过程中,许多机械装置的性能在人们还不太清楚的时候,就已经广泛使用了。但是人们在不完全理解它的物理规律和没有完整的理论分析以前,这些装置很难达到它的最佳性能。螺旋桨也不例外,直到1860年,虽然它在海船上已经成为一枝独秀,但是它的成就全都是依靠多年积累的经验。螺旋桨的进步,只依靠专家们的直观推理,已经不能满足船舶技术的发展需要,它有待科学家对其流体动力特性做出完整的解释,这就促使螺旋桨理论的发展。 螺旋桨的理论研究,在船舶技术发展过程中,它比任何一个专业领域都做得多,从经验方法过渡到数字化设计,再进而应用计算机技术进行螺旋桨最佳化的设什。一个好的螺旋桨其设计是非常重要的,模型试验也起着主要的作用。 9. 船的螺旋桨是什么材料早期船舶多使用黄铜合金作为螺旋桨材料,但是随着船舶大型化,高速化,黄铜材料的性能逐渐不能满足需求,一方面黄铜材料抗拉强度和耐疲劳腐蚀强度较低,应用在大型高转速螺旋桨上叶片厚度大,加上材料密度大,导致螺旋桨自重过大,造成轴承过早磨损,另外随着螺旋桨转速增加,螺旋桨叶面空泡腐蚀加剧,而黄铜螺旋桨在海水中易发生脱锌腐蚀,导致材料塑性降低,进一步加剧空泡腐蚀和应力腐蚀,导致螺旋桨容易产生开裂折断。那么现在像航母这种大型舰船的的螺旋桨一般采用什么材质呢? 航母的螺旋桨材质是特制铜合金。为什么不用钢,航母常年泡在海水中,钢不耐腐蚀。为什么不用纯黄铜,为了增加其刚性,不变形,就加了锰、镍等其它金属,按一定比例锻炼而成,特制铜合金。航母的螺旋桨,其桨叶有五片,重量达一百多吨。其制作工艺复杂,精度要求高,只有少数国家掌握这项工艺技术。可以说,航母螺旋桨制造工艺,是机械制造业中的黑科技,一点不为过。 该工艺大致有三方面的着重点。 一是单片桨叶直径5~6米,其铸模成形中不能有空泡。 二是桨叶表面光滑度要求高,达到微米级别水平,可以说要达到像玻璃一样平滑。 三是要划水,桨叶就要求有一定的曲度,异形加工难度高,这可是要精心计算和加工。 航母上装有四个螺旋桨,便于转向。而螺旋桨长年在水底之下,人们戏称,螺旋桨是航母的苦工。据报道,我国曾给辽宁舰更换过螺旋桨,显然,我国己经掌握这制造工艺。 |
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