1. 船上螺旋桨的作用和大多数人猜想的不一样,螺旋桨其实基本不使用钢铁材料打造,因为这玩意儿不耐腐蚀,而且不易加工切割,因此在二战之前,不管是军用还是民用螺旋桨大多采用的是高强度黄铜(铜锌锡合金)铸造而成。这种材料强度较高,又比钢材更好加工塑型,特别是在海水的高盐环境下有很好的耐腐蚀作用,在造船业曾经得到了长时间的青睐。 (1911年泰坦尼克号黄铜螺旋桨安装) 但是随着船舶特别是军舰的快速发展,吨位越来越大,速度越来越快,黄铜逐渐显露出自己的劣势。首先万吨级海轮要求使用与自己体型相符的米级以上大叶片螺旋桨,而黄铜材质的抗拉强度和耐腐蚀疲劳性较弱,因此必须保持一定的厚度和体积才能满足要求,而这就造成了螺旋桨重量过大,不仅增加了船舶动力负担,而且对传动轴承的磨损也更加剧烈。 (脾斯麦号战列舰) 另一方面,船只速度的加快促使螺旋桨的旋转速度不断提高,附加在叶片上的空泡腐蚀量(旋转过程中气泡快速生成与爆裂造成的腐蚀)也成倍增加,而这就导致黄铜发生了不可逆转的脱锌现象,结构强度进一步降低。随着黄铜螺旋桨经常性的开缝破损断裂,迫切地要求人们找到一种更适用于大型船只的新型螺旋桨材料。 (螺旋桨边缘空泡腐蚀) 这样的尴尬最终被英国海军所打破,在二战中,英国海军为了提高鱼雷艇的速度,给它们加装了飞机发动机,这使得螺旋桨的速度成倍增加,结果在使用黄铜螺旋桨的试验过程中发生了非常严重的空泡腐蚀现象,有时候甚至没到100海里就直接龟裂折断。英国海军在经过多次试验对比后,最终选择了一种新型的镍铝青铜材料制造螺旋桨,并最终获得了成功。 (英国1935年级高速鱼雷艇) 镍铝青铜材料是具有跨时代意义的,它的密度比黄铜小10%,但是耐空泡腐蚀性能是黄铜的3倍,腐蚀疲劳强度是黄铜的2倍,在海水特别是高污染海水中的脱材料现象也比黄铜要小50%以上,难能可贵的是镍铝青铜还继承了黄铜材料易铸造,好切割的优点。经过实际应用统计,使用镍铝青铜材料制成的螺旋桨厚度减少了8%,重量减轻15%,螺旋桨的寿命提高两倍以上,效率提高20%。正因为它如此优良的特性,在二战后迅速普及,成为了大型船舶,特别是大型潜艇和军舰(包括航母)螺旋桨材料的不二选择! 在镍铝青铜材料的基础上,西方各国还通过调整镍铝成分配比以及使用新的急冷铸造法,进一步提高了军舰螺旋桨的耐腐蚀性能和抗拉强度。而为了减少船只噪音,又通过增加螺旋桨叶片和使用大倾斜的外形,取得了不错的静音效果,在泵推技术没有诞生之时,七叶大倾斜螺旋桨是各国核潜艇的标配,航母因为对噪音的要求没有核潜艇高,因此使用的多是维护性和成本更低一些的五叶大倾斜螺旋桨。 (潜艇七叶大倾斜螺旋桨) 而即使有了镍铝青铜材料和急冷加工技术,想要铸造打磨出合格的航母螺旋桨依旧不是那么容易。美军尼米兹和福特级航母上总共有4个五叶螺旋桨(便于转向机动),每一个直径大约6.4米,重量约为30吨。 (尼米兹级航母螺旋桨) 然而这么大的航母螺旋桨却对精度的要求极其严苛,表面要求绝对平整光滑,曲面角度要求丝毫无差,加工铸造难度极大。以几个工人轮班打磨数十天才能完成,现在多采用7轴五联动大型数控机床加工,效率提高了十倍以上,但是这种机器目前全世界能制造的不超过五个!你说难度大不大? 2. 船桨起什么作用船桨是利用费力杠杆原理模拟鱼的胸鳍和腹鳍,起到可以像鱼鳍一样,一下一下地前后划动,使船体徐徐前进的作用。 船桨是一种划船工具。其上端为圆杆,利于手握,叫握杆;下端为板状,名桨板,用以拨水,利用了物理学上的牛顿第三定律,通过水波的反作用力,使船前进。 船桨的历史: 船桨,我国古代称之为“楫”或“棹”。(根据长短的不同,长的桨叫做棹,短的桨叫做楫) 棹,短曰楫,长曰棹。——《韵会》 楫,舟擢也。——《说文》 南方群岛的船浆 桧楫桧舟。——《诗·卫风·竹竿》 楫齐扬以容与兮。——《楚辞·哀郢》。注:“船櫂也。” 亡维楫。——《汉书·贾谊传》 假舟楫者,非能水也,而绝江河。——《荀子·劝学》 樯倾楫摧。——宋·范仲淹《岳阳楼记》 横卧一楫。——明·魏学洢《核舟记》 楫左右舟子各一人。 又如:中流击楫;舟楫;楫子(船桨);楫橹(桨与橹);楫櫂(船桨) 通民楫,而阻夷船之闯入者。——梁延《夷氛闻记》 又如:楫师(船工) 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,与独木舟同时出现,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,桨也逐渐退出我们的视野。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着独木舟比赛。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。 船桨使用技巧-桨频 桨频(tempo)——赛艇运动技术术语。指单位时间内的划桨次数。即比赛全程所划的桨数除以比赛成绩。从生物力学观点看,船速是由划桨频率和划距决定的。这两个变量又受到技术和器材等方面的影响。因此提高船速主要从划距和桨频两个方面提高,但是桨频不可能无限地增加,更不能为了增加桨频而降低划水的效果。赛艇比赛的桨频从30—40桨/分不等。以男子八人赛艇的桨频为最高,尤以起航时的桨频更为突出,甚至高达48 桨/分。在训练中不同的桨频往往可以反映出不同的训练强度。 3. 船下面的螺旋桨叫什么轮船螺旋桨的扇叶和电风扇的扇叶形状相似,一般有:三叶、四叶、六叶等。工作原理是:利用螺旋桨向后推水的反作用力使轮船向相反方向前进。 4. 船上螺旋桨的作用有哪些螺旋桨的拉力是活塞式飞机和涡轮螺旋桨飞机前进的动力。螺旋桨运作好坏直接影响拉力大小,而拉力大小又关系到飞机的飞行性能。 桨叶角不能改变的螺旋桨叫定距螺旋桨。 桨叶角能够改变的螺旋桨叫变距螺旋桨。 桨叶角增大叫变高距或变大距。 桨叶角减小叫变低距或变小距。 现代飞机普遍使用自动变距螺旋桨。 飞行中,螺旋桨是一面旋转一面前进的。螺旋桨剖面具有两个速度:一个是前进速度v,一个是圆周速度(切向速度)u。 在桨叶角和转速不变的情况下,桨叶迎角随飞行速度增大而减小,当飞行速度增大到一定程度,桨叶迎角可能减小到零,甚至变为负值。 在桨叶角和飞行速度不变的情况下,桨叶迎角随转速增大而增大,随转速减小而减小 螺旋桨几何扭转的目的,是为了保持螺旋桨桨叶各剖面的桨叶迎角基本相等。 螺旋桨各桨叶旋转阻力的作用点离桨轴有一段距离,其方向与桨叶的旋转方向相反,故形成阻碍螺旋桨旋转的力矩M阻。 旋转阻力矩M阻通常由发动机输出的旋转力矩M扭来平衡。 M阻>M扭,螺旋桨转速将会降低 M扭<M扭,螺旋桨转速将会增加 M扭=M扭,螺旋桨转速不变 螺旋桨的拉力是总空气动力的一个分力,拉力的大小不仅取决于总空气动力的大小,还取决于总空气动力的方向。 变距机构的分类 人工变距机构,以变距杆为代表 自动变距机构,以调速器为代表 人工变距,通过前推或后拉变距杆,改变桨叶角、桨叶迎角、旋转阻力的大小,从而调整转速快慢。 自动变距,通过调速器自动调整桨叶角的大小,保持转速恒定不变。 螺旋桨拉力随飞行速度的变化 飞行速度增大,使得相对气流方向越发偏离旋转面,因此桨叶总空气动力R的方向也更加偏离桨轴。 油门增加,螺旋桨转速增大。调速器为了保持转速,自动增大桨叶角。因此桨叶总空气动力R增大。 飞行速度增大,调速器为保持转速不变,会自动增大桨叶角。但由于入流角也在增大,所以桨叶迎角仍在减小,桨叶总空气动力R逐渐向旋转面靠拢。 油门减小,调速器为保持转速不变,会自动减小桨叶角。但由于入流角短时间内保持不变,桨叶迎角逐渐减小,甚至成为负迎角。 发动机空中停车,调速器为保持转速不变,会自动减小桨叶角。由于桨叶角和桨叶迎角均迅速减小,形成较大的负迎角,桨叶总空气动力R指向斜后方。 对于活塞式螺旋桨飞机,当高度和飞行速度一定的情况下,要想使螺旋桨有效功率尽可能大,在加油门的同时应当前推变距杆增大转速。 5. 船用螺旋桨原理一般轮船通过发动机燃烧柴油把化学能转化成动能和热能,推动螺旋桨转动,靠水给船的反作用力前进。 6. 船上螺旋桨的作用是这个小螺旋桨作用是为加油吊舱提供动力的,用以释放软管和为离心泵抽油,而伊尔-78的加油吊舱使用的是冲压空气涡轮机,螺旋桨适合中低速加油模式,加油速度是三种加油方式中最慢的,慢的原因也很简单,低速螺旋桨动力不如高速的冲压空气涡轮机,通俗点讲就是油泵压力小,输油速度当然也就慢了。 7. 船上螺旋桨的作用是什么它的最主要区别在于能使船舶在航行时获得最佳的转向效果,我们知道,船舶的转向是由于舵叶有效地改变了船舶左右舷的水的流速,才能使重达几千上万吨的船舶顺利转向,螺旋桨安装在船舶尾部,能获得更大的排出流,从而更有效地改变船舶左右舷的水流,使转向更有效,这就是螺旋桨安装于尾部的原因。 8. 船上有螺旋桨吗1787年,英国人约翰•菲奇在他的船上安装了第一个名副其实的螺旋桨。然而,在航海事业中,推广使用螺旋桨并有决定性贡献的是下列三人:第一个是英国人米德尔塞克斯,他发明的实用螺旋桨有两扇螺旋叶片,他在1856年的一次试验中,意外地发现,叶片被折断一段后而提高了船速;第二个是瑞典人约翰•埃里克森,1834年他发现了具有6扇浆叶的螺旋桨,这个装置为当时的蒸汽船的航行提供了方便,并首度以螺旋状的螺桨获得专利;第三个是法国的奥古斯坦•诺尔芒,他曾经在1834年以前提出过4扇桨叶的设想,并于1843年制造出第一艘只靠螺旋桨为动力的船——“拿破仑号”。 现代水面船舶和潜艇都是以螺旋桨为推进器的。 9. 螺旋桨在船上起什么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。 |
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