
轮船很大,而与之配套的螺旋桨为什么那么小?
航母上的螺旋桨,绝对尺寸并不小,不过和一些巨型民用船舶、或者万吨级驱逐舰比起来,比例偏小,这倒也是事实。
为什么会偏小,分析一下,主要有两方面的原因。其一,和巨型民用船舶相比,航母的螺旋桨,个头虽然很大、还是相形见绌。作为海上的庞然大物,航母的螺旋桨,居然比民船小,这看起来很不合理,毕竟航母作为战舰一般需要30节左右的最大航速,民用船舶的最大航速20节足矣,但是各位注意到了吗,下图里的“企业”号航母,螺旋桨小一些、可是却有四个,民用船舶虽然巨大、螺旋桨也超大,但却只有一个!四个桨一起推进,和一个桨叶推进,你说哪种情况下螺旋桨得造的更大?
说到这儿,可能各位会有疑问,航母可不可以也只用一个超大的螺旋桨呢,不能,因为航母的螺旋桨转速很高、远比民船的高,桨叶越大,受力越大,制造难度成倍提升,另一方面,桨叶越大,引起的空泡气蚀问题也越严重,此外单螺旋桨的可靠性、抗损性也很差,不适合战舰用。其二,航母体积庞大,航速要求也高,然而螺旋桨的个头却并不是很夸张,这是由船舶的航行阻力特性决定的。
作为对照,满载排水量67000吨的“辽宁”号,螺旋桨的个头,居然和满载排水量7000吨的052C型驱逐舰相差不大,前者有四个,后者有两个,排水量相差十倍、螺旋桨数量却只差一倍,这是因为船舶的航行阻力,和排水量并不成正比,越大的船越沾光。
譬如说,辽宁号航空母舰的主机功率,只比052C大一倍多,却可以驱动67000吨的排水量,和排水量7000吨的驱逐舰并驾齐驱,相应的,螺旋桨也就用不着一堆堆十个、或者四个超大的那种,而是够用即可。

2023-07-28 广告
螺旋桨在生活中非常常见,飞机、轮船甚至是家里的电扇。它有空气桨与船用桨之分。
大家观察一下船用的螺旋桨与飞机用的螺旋桨就会发现他们的外形区别很大,船用的螺旋桨桨叶很宽很大,而飞机的螺旋桨比较细长,按道理讲螺旋桨只是为飞机或者轮船提供动力,那为什么他们的形状区别会那么大呢?
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首先我们来看看飞机是靠什么原理飞起来的,首先肯定的是他与风筝飞起来的原理是不一样的哦。大家都听说过伯努利原理吧,就是流体的速度越大它的压强就越小,反之它的压强就大。
飞机就是靠这个压强差来上升的,飞机在飞行的过程中,由于机翼的形状关系,在飞机机翼上方的空气流速远远大于机翼下方空气的流速,机翼受到由下向上的力,当这个力大于飞机的重力的时候飞机自然就上升了,这也侧面说明了飞机在起飞的时候要加速到一定速度才能起飞。而飞机在起飞时,机头稍稍昂起也增加了上升的力。
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那船用的螺旋桨是如何工作的呢?船用螺旋桨旋转的时候回向后方推水,而水会反作用一个力给螺旋桨,进而传递给船身让船向前进,还有一个就是螺旋桨旋转的时候会产生一个压强差,跟上面说将飞机飞行时候的压强差类似,这个压强差会给船一个推力。
看完以上的解释,再来说飞机与轮船螺旋桨为什么会不一样就方便多了。
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一、飞机在空中高速飞行,需要极高的空气通量,如果采用轮船一样有着宽大桨叶的螺旋桨会大大影响空气的通过量,空气通量减少意味着什么,意味着飞机会在空中失去升力,这对飞机来说是灾难性的。
二、螺旋桨材质的限制,飞机螺旋桨在飞机飞翔的时候需要极高的转速,如果采用宽大的桨叶,桨叶将承受极大的压力;上一条说过,宽大的桨叶会影响空气通量,这使得采用宽大桨叶的飞机需要更高的转速来提高空气通量,在极高的转速下,宽大桨叶根本无法承受如此大的压力,极有可能变形甚至断裂。
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三、宽大桨叶的螺旋桨淌水效率大大高于桨叶细长的螺旋桨,由于水与空气的密度粘性都差别很大,细长的桨叶在水里的推进效率很低,而转速太高的话可能会损坏桨叶。
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细心的朋友可能会发现,工厂里某些高转速的风扇的扇叶基本都是比较细长的,这样的设计也是出于保护桨叶的目的。很多时候推进效率高并不意味着适用,只有最适合的才是效率最大化的体现。
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