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书 山 有 路种类船舶推进器种类很多,按照原理不同,有螺旋桨、喷水推进器、特种推进器。螺旋桨由桨毂和若干径向地固定于毂上的桨叶所组成的推进器,俗称车叶。螺旋桨安装于船尾水线以下,由主机(见船舶动力装置)获得动力而旋转,将水推向船后,利用水的反作用力推船前进。螺旋桨构造简单、重量轻、效率高,在水线以下而受到保护。分类螺旋桨是现代船舶的主要推进工具,现在大多数船舶是用螺旋桨来推进的。螺旋桨又有许多类型。按照桨叶多少,螺旋桨有2、3或4个桨叶,甚至更多。一般桨叶数目越多吸收功率越大。按照构造不同,螺旋桨分为定(桨)距和变距螺旋桨两大类。定距螺旋桨,螺距是固定不变的其特点是构造简单,重量轻,所以才船舶上得到广泛应用。变距螺旋桨,螺距是可以调节的,通过螺旋桨变距机构,有液压或电力驱动来调节螺距。最初使用的是双距螺旋桨。高速时用高距,低速时用低距,以后又逐步增加了桨距的数目。应用普通运输船舶有12个螺旋桨。推进功率大的船,可增加螺旋桨数目。大型快速客船有双桨至四桨。螺旋桨一般有34片桨叶,直径根据船的马力和吃水而定,以下端不触及水底,上端不超过满载水线为准。螺旋桨转速不宜太高,海洋货船为每分钟100转左右,小型快艇转速高达每分钟400500转,但效率将受到影响。螺旋桨材料一般用锰青铜或耐腐蚀合金,也可用不锈钢、镍铝青铜或铸铁。60年代以来,船舶趋于大型化,使用大功率的主机后,螺旋桨激振造成的船尾振动、结构损坏、噪声、剥蚀等问题引起各国的重视。螺旋桨激振的根本原因在于螺旋桨叶负荷加重,在船后不均匀尾流中工作时容易产生局部的不稳定空泡,从而导致螺旋桨作用于船体的压力、振幅和相位都不断变化。在普通螺旋桨的基础上,为了改善性能,更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率,发展了以下几种特种螺旋桨。可调螺距螺旋桨:简称调距桨,可按需要调节螺距,充分发挥主机功率;提高推进效率,船倒退时可不改变主机旋转方向。螺距是通过机械或液力操纵桨毂中的机构转动各桨叶来调节的。调距桨对于桨叶负荷变化的适应性较好,在拖船和渔船上应用较多。对于一般运输船舶,可使船-机-桨处于良好的匹配状态。但调距桨的毂径比普通螺旋桨的大得多,叶根的截面厚而窄,在正常操作条件下,其效率要比普通螺旋桨低,而且价格昂贵,维修保养复杂。导管螺旋桨:在普通螺旋桨外缘加装一机翼形截面的圆形导管而成。此导管又称柯氏导管。导管与船体固接的称固定导管,导管被连接在转动的舵杆上兼起舵叶作用的称可转导管。导管可提高螺旋桨的推进效率,这是因为导管内部流速高、压力低,导管内外的压力差在管壁上形成了附加推力;导管和螺旋桨叶间的间隙很小,限制了桨叶尖的绕流损失;导管可以减少螺旋桨后的尾流收缩,使能量损失减少。但导管螺旋桨的倒车性能较差。固定导管螺旋桨使船舶回转直径增大,可转导管能改善船的回转性能。导管螺旋桨多用于推船。串列螺旋桨:将两个或三个普通螺旋桨装于同一轴上,以相同速度同向转动。当螺旋桨直径受限制时,它可加大桨叶面积,吸收较大功率,对减振或避免空泡有利。串列螺旋桨重量较大,桨轴伸出较长,增加了布置及安装上的困难,应用较少。对转螺旋桨:将两个普通螺旋桨一前一后分别装于同心的内外两轴上,以等速反方向旋转。因可减小尾流旋转损失,效率比单桨略高,但其轴系构造复杂,大船上还未应用。直叶推进器:由48片垂直的桨叶组成。直叶推进器上部呈圆盘形,桨叶沿圆盘周缘均匀安装,圆盘底与船壳板齐平相接,圆盘转动时,叶片除绕主轴转动外,还绕本身的垂直轴系摆动,从而产生不同方向的推力,所以可使船在原地回转,不必用舵转向,船倒退时也不必改变主机转向。但因机构复杂,价格昂贵,桨叶易损坏,仅用于少数港务船或对操纵性能有特殊要求的船上。风帆自远古时代至19 世纪的初期,风帆一直是船舶主要的推进器。风帆推进器虽然可以利用无代价的风力,但其所能得到的推力依赖于风向和风力,以致船的速度和操纵性能都受到限制。故自蒸汽机作为船舶主机以后,帆就被其他型式的推进器所代替,仅在游艇、教练船和小渔船上仍有采用。目前由于燃料紧张,为节省能源,国内外又在研究风力的利用,提出了风帆助推方案,并已在一些船上实施,称为风帆助航节能船。1明轮明轮是局部没水的推进器,外形略似车轮,其水平轴沿船宽方向置于水线之上,轮之周缘装有蹼板(或称桨板)。明轮在操作时,其蹼板拨水向后,而自身受到水流的反作用力,此反作用力经轮轴传至船体,推船前进。安装于舷侧的明轮叫边轮,安装于船尾的叫尾轮。边轮增大船宽,对横稳性有利,但在风浪中不易保持航向。尾轮适用于狭窄航道。明轮有定蹼式和动蹼式两种。定蹼式明轮的蹼板沿径向固接在轮幅上。它构造简单,造价低廉;但蹼板入水时易产生拍水现象,而在出水时又产生提水现象,因而效率较低。动蹼式明轮可以借偏心装置控制蹼板,以调节出水和入水的角度,消除了上述缺点,故其效率较高。明轮曾广泛用作海船的推进器,但由于本身的机构十分笨重,在波涛中不易保持一定的航速和航向,且蹼板易损坏,故目前仅用于部分内河船舶。1直叶推进器直叶推进器也称竖轴推进器或平旋轮推进器,由若干垂直的叶片(4 叶至8 叶)组成,叶片在圆盘上是等间距的,圆盘与船体底部齐平。圆盘绕垂直轴旋转,各叶片以适当的角度与水流相遇,因而产生推力。直叶推进器的偏心装置可以控制各叶片与水流相遇的角度,故能发出任何方向的推力。装有直叶推进器船舶的操纵性能良好,且在船舶倒退时也无须逆转主机。此外,直叶推进器的效率较高(约略与螺旋桨相同) ;在汹涛海面下,工作情况也较好。其缺点是机构复杂,造价昂贵,叶片的保护性差,极易损坏。目前这类推进器常用于港口作业船或对操纵性有特殊要求的船舶。1喷水推进器是利用喷出的水反作用来产生推力的推进器。喷水推进器由水泵、吸水管道、喷水管道所组成,利用水泵作动力,将水从船底孔吸入,经舷部管子,把水从船后方向排出,靠水的反作用力来推进船舶。其机械部分装于船内,得到良好保护。喷管方向可变,便于船舶操纵。但喷管因直径受限制、管路及水泵效率不高,所以整个系统效率较低,又因水泵及喷管中有水增加了船舶重量,所以很少使用。3
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