浅谈船舶螺旋桨的设计
螺旋桨设计
螺旋桨设计
螺旋桨设计是指为飞行器、舰船等设备设计合适的螺旋桨
形状和尺寸。
螺旋桨的设计需要考虑多个因素，包括推力、效率、噪音和振动等。
在螺旋桨设计中，最重要的因素是效率和推力。
效率是指
螺旋桨转化输入的动力到产生推力的比例。
为了优化效率，需要设计合适的桨叶形状、桨叶数量和桨叶尺寸。
通常，
较大的桨叶和更多的桨叶会产生更大的推力，但也会增加
飞行器的重量和阻力。
因此，设计过程需要找到最佳的平
衡点。
此外，噪音和振动也是螺旋桨设计中需要考虑的因素。
螺
旋桨的运转会产生噪音和振动，特别是在高速运转时。
为
了减少这些问题，需要优化桨叶的轮廓形状和间距。
减少
振动不仅可以提高乘坐舒适度，还可以减少机身和附件的
磨损。
螺旋桨的设计是一个复杂的工程问题，需要使用数值模拟
和实验验证。
现代设计工具和计算机技术使得螺旋桨的设
计更加精确和高效。
此外，材料选择和加工工艺也对螺旋
桨的性能和寿命有重要影响。
总的来说，螺旋桨设计需要综合考虑多个因素，包括推力、效率、噪音和振动等。
通过合理的设计和优化，可以实现
更高的效率和更好的性能。
船用螺旋桨设计与优化技术研究
船用螺旋桨设计与优化技术研究船用螺旋桨的设计与优化技术是船舶工程领域中的重要研究内容。
船用螺旋桨是推动船舶前进的关键设备，其设计的好坏直接影响到船舶的航行性能和能源消耗。
本文将从螺旋桨设计的基本原理、设计过程以及优化技术等方面进行详细阐述。
一、螺旋桨设计的基本原理船用螺旋桨的基本原理是通过螺旋桨叶片的转动产生的水流与船体相互作用，产生推力将船体推动前进。
根据流体动力学原理，螺旋桨的叶片设计应满足最大化推力、最小化振动和噪声以及最高效能的要求。
螺旋桨一般由叶片、母体以及杆连接组成。
叶片的设计关键包括叶型的选择、叶片的几何参数（如子翼比、展弦比等）、叶片面积分布等。
母体的设计关键包括母体的形状和强度。
杆的设计关键是杆的直径和材料的选择。
二、螺旋桨设计的基本过程螺旋桨的设计过程包括初步设计、中间设计和最终设计三个阶段。
1. 初步设计阶段：根据船舶的工况要求和基本参数，确定螺旋桨的直径、叶片数、种类以及安装位置。
同时，进行一些基本的叶片几何参数的估算，如叶片的展弦比、子翼比、弯曲强度等。
2. 中间设计阶段：根据初步设计结果，通过一系列的流场计算和性能试验来进一步优化螺旋桨的叶片几何参数。
此阶段的重点是确定叶片的几何参数，如叶片的弯曲角、扭曲角以及叶片的厚度分布等。
3. 最终设计阶段：根据中间设计结果，进行最终的螺旋桨设计，包括叶片的细化设计、母体的优化和杆的设计等。
在此阶段，通常需要进行大量的流场计算和模型试验来验证和优化设计结果。
三、螺旋桨设计的优化技术螺旋桨的设计优化是为了在满足船舶工况要求的前提下，进一步提高推力效率和减小振动和噪声。
常用的螺旋桨设计优化技术包括参数化模型优化、流场计算优化、进化算法优化等。
1. 参数化模型优化：通过建立螺旋桨的参数化模型，将螺旋桨的几何参数与推力效率进行关联，然后利用数值方法进行优化计算，寻找使得推力效率最大化的最优参数组合。
2. 流场计算优化：运用计算流体力学（CFD）方法对螺旋桨的水流场进行数值模拟，以评估螺旋桨的性能。
船用螺旋桨的设计关键分析
船用螺旋桨的设计关键分析船、机、桨系统中，船体是能量的需求者，主机是能量的发生器，螺旋桨是能量转换装置，三者之间是相互紧密联系的，但同时又要遵从各自的变化特性。
1.螺旋桨民用船使用的图谱桨，一般以荷兰的B型桨和日本的AU桨为主。
AU桨为等螺距桨、叶切面为机翼型；B型桨根部叶切面为机翼型、梢部为弓形，除四叶桨0.6R至叶根处为线性变螺距外，其余均为等螺距，桨叶有15°的后倾。
为便于设计方便，由．KT、KQ——J敞水性征曲线图转换为BP一δ图谱。
桨与船体各自在水中运动时，都会形成一个水流场。
水流场与桨的敞水工作性能和船的阻力性能密切相关。
当桨在船后运动时，2个原本独立的水流场必然会相互作用、相互影响。
船体对螺旋桨的影响体现在2个方面：（1）伴流。
由于船尾部螺旋桨桨盘处因水的粘性等因素作用，形成一股向前方向的伴流，使得螺旋桨的进速小于船速。
（2）伴流的不均匀性。
船后桨在整个桨盘面上的进速不等(在实用上可取相对旋转效率为1)。
2.螺旋桨对船体的影响由于螺旋桨对水流的抽吸作用，造成桨盘处的水流加速，由伯努利定律可知，同一根流线上，水质点速度加快，必然会导致压力下降，从而造成船的粘压阻力增加。
也就是桨产生的推一部分用于克服船体产生的附加阻力。
如果用伴流分数ω表征伴流与船速的比值，用推力减额t表征船体附加阻力与船体自身阻力的比值。
那么，敞水桨与船后桨的差别就在于一个船身效率(1一t)／(1一ω)从中可以看出，伴流分数ω越大、推力减额t越小，则船身效率越高。
从螺旋桨图谱可以看出，横坐标的参数为√BP或BP。
BP称为收到功率系数(或称为载荷系数)，其值为：BP=NPD0.5 /VA2.5式中：N为螺旋桨转速；PD为螺旋桨敞水收到功率；VA为螺旋桨进速。
BP值越小，对应的螺旋桨敞水效率越高；反之，则螺旋桨效率越低。
从个体因素来讲，N值和PD0.5 /VA2.5值越小，BP 值就越小。
PD和VA参数有联动关系，在相对低速的范围内，PD值变大、BP值变小；在相对高速的范围内，PD值变大、BP值也变大。
螺旋桨设计与绘制讲解
第1章螺旋桨设计与绘制1.1 螺旋桨设计螺旋桨设计是船舶快速性设计的重要组成分。
在船舶型线初步设计完成后，通过有效马力的估算获船模阻力试验，得出该船的有效马力曲线。
在此基础上，要求我们设计一个效率最佳的螺旋桨，既能达到预定的航速，又能使消耗的主机马力最小；或者当主机已经选定，要求设计一个在给定主机条件下使船舶能达到最高航速的螺旋桨。
螺旋桨的设计问题可分为两类，即初步设计和终结设计。
螺旋桨的初步设计：对于新设计的船舶，根据设计任务书对船速要求设计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速计效率决定主机的转速及马力。
终结设计：主机马力和转速决定后，求所能达到的航速及螺旋桨的尺度。
在本文中，根据设计航速17.5kn，设计螺旋桨直径6.6m，进行初步设计，获得所需主机的马力和主机转速，然后选定主机；根据选定的主机，计算最佳的螺旋桨要素及所能达到的最大航速等。
1.1.1 螺旋桨参数的选定（1）螺旋桨的数目选择螺旋桨的数目必须综合考虑推进性能、震动、操纵性能及主机能力等各方面因素。
若主机马力相同，则当螺旋桨船的推进效率高于双螺旋浆船，因为单螺旋桨位于船尾中央，且单桨的直径较双桨为大，故效率较高。
本文设计船的设计航速约为17.5kn 的中速船舶，为获得较高的效率，选用单桨螺旋桨。
（2）螺旋桨叶数的选择根据过去大量造成资料的统计获得的桨叶数统计资料，取设计船螺旋桨的叶数为4 叶。
考虑到螺旋桨诱导的表面力是导致强烈尾振的主要原因，在图谱设计中，单桨商船的桨叶数也选为4 叶。
（3）桨叶形状和叶切面形状螺旋桨最常用的叶切面形状有弓形和机翼型两种。
弓形切面的压力分布较均匀，不易产生空泡，但在低载时效率较机翼型约低3%~4%。
若适当选择机翼型切面的中线形状使其压力分均匀，则无论对空泡或效率均有得益，故商用螺旋桨采用机翼型切面根据以上分析，选择MAU4 叶桨系列进行螺旋桨设计。
1.1.2螺旋桨推进因子螺旋桨的伴流分数取螺旋桨以等推力法进行敞水实验获得的实效伴流：0.404推力减额按照汉克歇尔关于单桨螺旋桨标准商船公式进行计算：t 0.50C P 0.12 0.22主机的轴系传递效率：s 0.97相对旋转效率：R 1.00船身效率：H 1 t1.3111.1.3 有效马力曲线有效马力曲线表征的是船体阻力特征。
船用螺旋桨 标准-概述说明以及解释
船用螺旋桨标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分是文章引言的一部分，主要目的是介绍船用螺旋桨标准这个话题，并提供一些背景信息。
在这部分，我们需要说明船用螺旋桨的作用和重要性，以及为什么有必要制定标准来规范其设计和使用。
船用螺旋桨是船舶中的一个重要部件，它通过推动水流来产生推进力，使船舶能够在水中移动。
它的设计和性能直接影响船舶的速度、操纵性和燃油消耗等方面的性能指标。
随着船舶工程技术的发展和船舶使用环境的不断变化，对船用螺旋桨的要求也越来越高。
船用螺旋桨标准的制定就是为了确保船用螺旋桨的设计和使用能够符合一定的技术要求和安全标准。
标准可以提供设计和制造船用螺旋桨的依据，确保螺旋桨的结构和性能能够满足各种船舶的需求，并在使用过程中能够保证船舶的安全和稳定性。
此外，船用螺旋桨标准的制定还可以推动技术的创新和发展。
通过对各种船用螺旋桨的设计和使用经验的总结和归纳，可以不断优化标准，提高螺旋桨的性能和效率。
同时，标准还可以促进船用螺旋桨制造商和船舶运营商之间的合作与交流，推动行业的进步和发展。
综上所述，船用螺旋桨标准的制定对于确保船舶的运行安全和提高船舶性能具有重要作用。
在接下来的文章中，我们将对船用螺旋桨的定义、分类、设计原则和要求进行详细的介绍，同时讨论船用螺旋桨标准的重要性，并提出一些建议和改进来完善这一标准。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构文章按照以下结构来展开对船用螺旋桨标准的讨论。
第一部分是引言，用来引出文章的主题和目的。
在引言中，我们将概述船用螺旋桨的概念、分类以及与船舶设计和运行的关系。
同时，我们将介绍本文的结构和目的，以帮助读者了解本文的内容和意义。
第二部分是正文，主要包括船用螺旋桨的定义和分类，以及船用螺旋桨的设计原则和要求。
在这一部分中，我们将详细介绍船用螺旋桨的不同类型和应用领域，以及设计时应考虑的相关因素。
我们将探讨螺旋桨的性能参数和性能评价标准，并讨论如何提高螺旋桨的效率和可靠性。
cssrc商用船舶螺旋桨设计和空泡试验总结
cssrc商用船舶螺旋桨设计和空泡试验总结cssrc商用船舶螺旋桨设计和空泡试验总结一、CSSRC 商用船舶螺旋桨设计总结1. 螺旋桨的参数选择螺旋桨的参数选择是根据船舶的具体要求，结合船舶的实际功率与转速，以及船舶在不同工况下的最大和最小转速来进行确定的。
2. 螺旋桨的形状设计商用船舶螺旋桨的形状设计采用了常规的四叶片螺旋桨，每一叶片的设计以满足商用船舶的使用要求为主，并考虑到船舶的航行安全。
螺旋桨的形状设计主要考虑到桨叶前缘角度、桨叶后缘角度、桨叶斜投角度、桨叶厚度以及桨叶的起翼等参数的设计。
3. 桨架设计桨架设计主要考虑到桨架的结构强度、桨架的刚度以及桨架的寿命。
桨架的设计也要考虑到船舶航行过程中可能出现的不同情况，以达到满足船舶航行安全的要求。
4. 螺旋桨的安装螺旋桨的安装需要按照螺旋桨设计参数所示的安装要求进行安装，以保证螺旋桨的正常使用。
二、CSSRC 空泡试验总结1. 空泡试验背景CSSRC空泡试验是为了研究船舶在不同的水流条件下的推进性能，以及船舶在不同的工况下所产生的水动力特性，进而检验船舶螺旋桨的设计参数是否符合要求。
2. 试验方法CSSRC空泡试验的试验方法主要分为实验船舶的试航、螺旋桨的水动力测试、空泡试验以及推进性能测试。
(1) 实验船舶的试航：实验船舶在航行中，以不同的船速，航行不同的航段，以确定船舶在不同航段时的功率和转速。
(2) 螺旋桨的水动力测试：在实验船舶航行过程中，测量螺旋桨的水动力，以验证螺旋桨的设计参数是否正确。
(3) 空泡试验：在实验船舶航行过程中，测量不同的水流状态下的推进性能，以研究船舶在不同水流情况下的推进性能。
(4) 推进性能测试：在实验船舶航行过程中，测量船舶在不同工况下的推进性能，包括船舶的推进性能、功率曲线、推进效率和节油效率等参数。
3. 试验结果经过CSSRC空泡试验，取得了较为准确的结果，证明了船舶在不同的水流情况下的推进性能，以及螺旋桨的设计参数是否正确，为船舶的推进性能的优化提供了有效的数据和参考。
螺旋桨设计(内河货船)解析
6螺旋桨设计及航速预报螺旋桨设计是整个船舶设计中的一个重要组成部分。
在船舶型线初步设计完成后，通过有效马力的估算，得出该船的有效马力曲线。
在此基础上要求我们设计一个效率最佳的螺旋桨。
既能达到预定的航速，又使消耗的主机马力小；或是当主机已经选定时，要求设计一个在给定主机条件下使船舶达到最大航速的螺旋桨。
本设计采用螺旋桨图谱设计，就是根据螺旋桨模型敞水试验绘制而成的专用图谱来进行设计。
在获得设计船的有效马力曲线以后，主要分以下几步进行：1.初步设计：确定螺旋桨的最佳转速，进而确定之前选择的主机是否满足要求，通过最佳转速，求得减速比，选取合适的减速齿轮箱。
2.终结设计：确定螺旋桨的转速后，通过一系列的图谱设计计算，确定螺旋桨的直径，盘面比等尺度要素，并进行空泡校核。
3.若计算结果直径超过限制直径，则做限制直径螺旋桨。
6.1设计螺旋桨时应考虑的若干问题6.1.1螺旋桨的数目选择螺旋桨的数目应该综合考虑推进性能、振动、操纵性能及主机能力等各方面的因素。
一般来说，在总布置合理的情况下，增大螺旋桨直径可以提高敞水效率。
对于本货船，由于吃水有限制，船型选择为双尾船，采用双螺旋桨。
6.1.2 螺旋桨的桨叶数的选取叶数的选择应根据船型，吃水，推进性能，振动和空泡等多方面加以考虑。
一般认为，若螺旋桨的直径及展开面积相同，则叶数少者效率略高，叶数多者因叶栅干扰作用增大，故效率下降。
但叶数多者对减小振动有利，叶数少者对避免空泡有利。
同时，螺旋桨叶数与主机缸数不能为整倍关系，否则容易发生共振现象。
本船选用6缸主机，故采用4叶桨，避免共振。
6.1.3 设计图谱可供采用的图谱很多，对中低速船舶，通常采用MAU 系列或B 系列，其中MAU空泡性能较好。
本船采用MAU系列图谱。
6.2已知条件（1）船型参数表6.1 船型参数（2）有效马力曲线根据型线特征，本船采用爱尔法估算船舶有效功率比较合适，结果见下表：表6.2 有效马力曲线表（3）部分取值推进因子：根据船型按经验公式决定伴流分数：ω=0.55Cb-0.20=0.2186。
船用螺旋桨制作方法
船用螺旋桨制作方法船用螺旋桨是船舶的重要设备之一，它通过转动产生推力，驱动船舶前进。
下面将介绍船用螺旋桨的制作方法。
一、设计螺旋桨的几何形状设计船用螺旋桨的几何形状是制作螺旋桨的第一步。
船舶设计师需要根据船舶的需求和性能要求，确定螺旋桨的直径、螺距、叶片数等参数。
同时，考虑到船体与螺旋桨的匹配，还需要确定螺旋桨的进气角、弯曲角等参数。
二、制作螺旋桨模型制作螺旋桨的模型是制造螺旋桨的关键步骤之一。
通常，制作螺旋桨模型的方法有数控机床铣削、电解加工和3D打印等。
其中，数控机床铣削是最常用的方法之一。
制作模型时，需要根据设计要求将模型材料切割成相应的形状，然后利用数控机床进行精确铣削。
三、制造螺旋桨母模制造螺旋桨母模是制造螺旋桨的关键步骤之一。
制造螺旋桨母模的材料通常选用耐磨性好、强度高的材料，如铸铁、铸钢等。
制造螺旋桨母模时，需要根据螺旋桨的几何形状，在模具中进行铸造或锻造。
制造螺旋桨母模时，需要注意模具的精度和表面质量，以确保螺旋桨的制造质量。
四、制造螺旋桨叶片制造螺旋桨叶片是制造螺旋桨的关键步骤之一。
制造螺旋桨叶片时，通常采用模铸法或数控机床铣削法。
在模铸法中，需要将螺旋桨的几何形状制作成模具，然后将熔化的金属注入模具中，待金属凝固后取出螺旋桨叶片。
在数控机床铣削法中，需要根据螺旋桨的几何形状，在金属材料上进行精确铣削。
五、组装螺旋桨组装螺旋桨是制造螺旋桨的最后一步。
在组装螺旋桨时，需要将螺旋桨叶片与螺旋桨母模进行组装，并进行合理的校正和调整。
同时，还需要在螺旋桨的轴上安装螺旋桨叶片，并进行固定，以确保螺旋桨的稳定性和可靠性。
六、测试与调试制造完成的螺旋桨需要进行测试与调试，以确保其性能和质量符合设计要求。
测试与调试包括静态平衡试验、动态平衡试验、推力试验等。
通过这些试验，可以检验螺旋桨的平衡性、推力性能等指标是否达到设计要求。
船用螺旋桨的制作方法包括设计螺旋桨的几何形状、制作螺旋桨模型、制造螺旋桨母模、制造螺旋桨叶片、组装螺旋桨以及测试与调试。
螺旋桨的流场特性及优化设计研究
螺旋桨的流场特性及优化设计研究螺旋桨是船舶、飞机等重要设备中不可或缺的部件，其作用是将机动设备推动或者拉动。
但是，在使用过程中，螺旋桨存在一些问题，比如噪声过大、效率低下等。
因此，研究螺旋桨的流场特性及优化设计变得尤为重要。
首先，我们需要了解螺旋桨的流场特性。
螺旋桨的工作原理是利用螺旋桨的旋转来推动介质，其旋转的唯一作用是产生波浪和涡流。
而在波浪和涡流的作用下，介质形成机械力。
对于螺旋桨而言，影响机械力大小的因素包括螺旋桨的旋转速度、螺旋桨直径、螺旋桨叶片的数量、螺旋桨叶片的形状等。
其中，螺旋桨叶片的形状是最为关键的因素之一，这也是优化设计的关键点所在。
在优化设计螺旋桨时，我们可以考虑采用一些流场分析方法，来研究螺旋桨的工作状态及其叶片的流场特性。
比如，可以通过雷诺平均 Navier – Stokes 方程模型(RANS) 来分析螺旋桨叶片前缘的压力分布，或者通过多普勒测速仪等设备来量化螺旋桨叶片的运动速度和加速度。
在分析流场特性的基础上，我们可以对螺旋桨进行优化设计，以提高机械力的产生效率。
具体而言，优化设计可以从以下几个方面着手：1.优化叶片的形状。
对于螺旋桨来说，叶片形状的优化是最为关键的因素之一。
通过通过导向装置、叶前后边角的设计等方法，提高螺旋桨的流场分布，以改善其产生机械力的效率。
2.优化螺旋桨的直径。
螺旋桨直径对螺旋桨的流场特性和机械力的产生效率有极大的影响。
在螺旋桨直径设计中，需要注意平衡流量和流速之间的关系，以使得机械力的产生效率最大化。
3.优化螺旋桨的旋转速度。
螺旋桨旋转速度的快慢直接影响螺旋桨的流量和流速。
因此，在设计螺旋桨的旋转速度时，需要考虑到并兼顾流量和流速之间的关系。
通过以上的几种方法，可以优化设计螺旋桨，从而改善其流场特性，提高机械力产生效率。
此外，优化设计过程中还需要注意材料的选择、耐用性等问题，以兼顾螺旋桨的性能和使用寿命。
总的来说，螺旋桨是航空、航海领域中不可或缺的部件，其流场特性的优化设计对于提高机械力的产生效率具有重要意义。
浅谈船舶螺旋桨的设计
卷：000
期：001
页码：P.20-20
页数：1
中图分类：A
正文语种：CHI
关键词：螺旋桨;船舶
摘要：螺旋桨是船舶的重要组成部分之一，螺旋桨设计是船舶设计过程中有关船舶快速性性能设计的重要组成部分，在本设计过程中主要对螺旋桨的直径、螺距比、盘面比等因素进行研究，并通过在工作中积累的经验，设计一艘干货船的螺旋桨。
螺旋桨是船舶的重要组成部分之一螺旋桨设计是船舶设计过程中有关船舶快速性性能设计的重要组成部分在本设计过程中主要对螺旋桨的直径螺距比盘面比等因素进行研究并通过在工作中积累的经验设计一艘干货船的螺旋桨
浅谈船舶螺旋桨的设计
浅谈船舶螺旋桨的设计
作者：车冬磊;
作者机构：辽宁省营口市交通局，辽宁营口115000;
螺旋桨优化设计及特性分析
螺旋桨优化设计及特性分析概述：螺旋桨作为船舶和飞行器的重要部件，具有至关重要的作用。
优化设计和特性分析是研究螺旋桨性能的关键。
本文将从螺旋桨的设计原理、优化流程及特性分析三个方面探讨螺旋桨的优化设计及特性分析。
螺旋桨的设计原理：螺旋桨设计的基本原理是通过叶片的几何参数和其绕中心轴的旋转来造成流体的流动，从而产生推力。
螺旋桨的设计要素主要包括叶片数、叶片截面形状、叶片扭曲、叶片展位角等。
其中，叶片数和叶片截面形状直接影响螺旋桨的推进效率，而叶片扭曲和展位角的设计则会影响螺旋桨的噪音、振动等特性。
螺旋桨优化设计的流程：螺旋桨的优化设计可以分为几个步骤，包括初始设计、离散化、流场计算、性能评价和优化设计。
在初始设计阶段，需要确定螺旋桨的类型、工作条件和设计目标。
离散化是将连续的叶片分割成离散的控制点，以便进行后续的流场计算。
流场计算使用计算流体力学方法，通过求解流体力学方程组，分析螺旋桨的流场，得到其叶片负载和推力性能。
性能评价是对螺旋桨的性能指标进行综合评估，包括推力、效率和噪音等方面。
最后，根据评价结果进行优化设计，通过改变叶片几何参数，实现螺旋桨性能的最优化。
螺旋桨特性分析：除了优化设计，对螺旋桨特性的分析也是非常重要的。
特性分析包括推力特性、效率特性、噪音特性等方面。
推力特性是指在不同工况下，螺旋桨的推力输出量和输入功率之间的关系。
效率特性是指螺旋桨的功率转换效率，即输出推力与输入功率的比值。
噪音特性是指螺旋桨在运行时产生的噪音水平，主要影响因素有叶片振动、湍流噪音和相对流噪音等。
通过对这些特性的分析，可以评估螺旋桨的性能并对其进行改进。
结论：螺旋桨优化设计及特性分析是提高螺旋桨性能的关键。
通过合理的设计和优化，可以提高螺旋桨的推进效率和降低噪音水平，从而提升船舶和飞行器的整体性能。
在未来的研究中，可以结合新的设计理念和计算方法，进一步提高螺旋桨的性能，并在实际应用中持续改进和优化。
总而言之，螺旋桨的优化设计及特性分析是一个复杂且持续的工作，需要综合考虑多个因素和方法。
船舶快速性螺旋桨设计
课程设计成果说明书题目：散货船螺旋桨设计学生姓名：杨再晖学号：101306119学院：东海科学技术学院班级：C10船舶1班指导教师：应业炬浙江海洋学院教务处2013年 6月 21日浙江海洋学院课程设计成绩评定表2012 —2013 学年第 2 学期学院东海科学技术学院班级 C10船舶1班专业船舶与海洋工程摘要螺旋桨是船舶的重要组成部分之一，没有它，船舶就无法快速的前行，是造船行业必备的推进部位。
螺旋桨设计是船舶设计过程中有关船舶快速性性能设计的重要组成部分，它的设计精度将直接影响船的推进效率。
在船舶线型初步设计完成后，通过有效马力的估算或船模阻力试验，得出该船的有效马力曲线。
在此基础上，设计一个效率最佳的螺旋桨，既能达到预定的航速，又要使消耗的主机功率小；或者当主机已选定，设计一个在给定主机条件下使船舶能达到最高航速的螺旋桨，本次课程设计属于第二种。
影响螺旋桨性能的因素有很多，主要有螺旋桨的直径，螺距比，盘面比，桨叶轮廓形状等因素。
本次课程设计是用船体的主要参数、主机与螺旋桨螺旋桨参数、设计工况算出以上数据，设计一个螺旋桨，并用CAD软件画出螺旋桨的外形。
关键词：螺旋桨设计；图谱；AUTOCAD目录1、已知船体的主要参数 (1)2、主机与螺旋桨参数 (1)3、设计工况 (1)4、按船型及经验公式确定推进因子 (2)5、可以达到最大航速的计算 (2)6、桨叶空泡校核，确定螺旋桨主要参数 (4)7、桨叶强度校核 (6)8、螺距修正 (8)9、重量及惯性矩计算 (8)10、绘制螺旋桨水动力性能曲线 (9)11、系柱特性与航行特性计算并绘制航行特性曲线图 (10)12、航行特性计算时取3挡转速按下表进行： (11)13、螺旋桨计算总结 (13)14、感想 (14)15、参考资料 (14)1、已知船体的主要参数船型：单浆、舵、钢质全焊接结构尾机型散货船。
总长L OA 60.50m设计水线长L WL 56.60m垂线间长L PP 55.00m型宽B 9.70m型深D 4.90m设计吃水d 4.0m设计排水量△ 1450t方形系数C B 0.635棱型系数C P 0.697螺旋桨数 12、主机与螺旋桨参数型号⨯台数道依茨BV6M628⨯1 台最大持续功率 1352 hp额定转速 750 rpm螺旋桨转速 360 rpm螺旋桨型式： MAU系列螺旋桨叶数：四叶螺旋桨材料： ZQAL 12-8-3-2 （K=1.2）材料重度： 7.4 g/m3螺旋桨构造型式：整体式桨轴距基线高度 1.48 m旋向右旋（此处对于为何选取四页浆做出说明：螺旋桨页数的选择与振动关系较大。
基于面元法理论的船用螺旋桨设计方法
02
基于面元法理论的船用 螺旋桨设计方法
面元法理论概述
面元法理论背景
面元法是一种用于分析复杂曲面和流 场特性的一种数值计算方法。该理论 起源于20世纪80年代，在船舶、航 空航天、能源等领域得到了广泛应用 。
面元法基本原理
面元法将复杂曲面或流场离散化为由 简单面元构成的集合，通过对面元的 参数化，建立面元之间的数学关系， 从而进行数值计算和分析。
总结词
高速、轻量化、抗空化
详细描述
该型高速船用螺旋桨设计重点考虑了高速航行时的性能表现和抗空化能力。通过采用轻量化的材料和 精简的设计结构，实现了螺旋桨的轻量化。同时，面元法理论在设计中得到了充分应用，提高了螺旋 桨的水动力性能和抗空化性能。该型螺旋桨适用于高速客船、快艇等船舶。
设计实例三：某型军用螺旋桨的设计
增加市场份额
随着面元法理论的不断发展和完善，螺旋桨的设计质量和性能不断提高，可以进 一步扩大市场份额，提高竞争力。
06
基于面元法理论的船用 螺旋桨设计总结与建议
设计总结
螺旋桨设计是一个复杂且需要精细平 衡的过程，需要考虑诸多因素，如水 动力性能、材料强度、噪音和振动等 。
在设计中，应注重优化桨叶形状、尺 寸和角度，以实现最佳的水动力性能 和最小的振动。
优化设计参数的关键技术
优化目标函数
明确优化目标函数，如最大推力 、最小振动噪声等。
优化算法选择
介绍常见的优化算法，如梯度下 降法、遗传算法、粒子群算法等
，并比较其优劣。
优化过程控制
对面元法在优化过程控制方面的 应用进行详细描述，包括优化过 程的稳定性、收敛性和计算效率
等。
04
基于面元法理论的船用 螺旋桨设计实例
船舶螺旋桨设计杂谈
武汉造船 W uhan Sh ip bu ild ing
N o. 1. 1998 ( Seria l N o. 118 )
船舶螺旋桨设计杂谈
——船舶推进设计
史一鸣 (长江船舶设计院)
摘 要 介绍和分析船舶螺旋桨设计中的船体自航因子成因、实质、取值与船舶快速性设计结果的风险 性关系, 以及如何由船舶试航测试数据分析自航因子等; 又从设计的合理性、科学性出发, 提出和解释了船舶 推进系统分析设计的新观念。
方法一 13. 04 13. 22 13. 33 13. 35 13. 42 0. 24 方法二 13. 20 13. 27 13. 33 13. 40 13. 46
航速差 0. 16 0. 05 0. 01 0. 05 0. 04
方法一 13. 14 13. 32 13. 47 13. 52 13. 57 0. 22 方法二 13. 34 13. 41 13. 48 13. 55 13. 61
船后螺旋桨的推进效率 Γd 表示为下式
Γd = Γo
Γr
11-
t W
=
Γo
Γr
Γh
式中: Γo ——螺旋桨敞水效率; Γh ——船身效率。
式中, W 越大, t 越小, 船身效率就越高, 但W 与 t
两者间有相互关系, 一般势推力减额分数与形势伴流 分数近似相等。
国内外众多的科研、设计机构对多种船型的设计
13. 13 13. 42 13. 63
- 2. 16 0. 00 1. 56
13. 04 13. 24 13. 46
- 4. 25 - 2. 79 - 1. 17
13. 00 13. 20 13. 40
船舶螺旋桨技术的最新进展与优化方案
船舶螺旋桨技术的最新进展与优化方案随着航运业的发展，船舶螺旋桨技术也在不断演进和进步。
本文将介绍船舶螺旋桨技术的最新进展和优化方案，以助于提高船舶性能和能源效率。
一、船舶螺旋桨技术的最新进展1. 利用计算流体力学(CFD)仿真模拟的应用计算流体力学是一种模拟流体运动和传热的数值计算方法，在船舶螺旋桨设计中起到了重要的作用。
通过使用CFD仿真模拟，设计人员可以预测船舶螺旋桨在水中的工作情况，从而对其进行优化。
这一技术的使用可以减少试验和改进周期，提高设计效率和成本效益。
2. 利用复合材料的应用传统的船舶螺旋桨通常使用铸铁或铜合金等金属材料制造，随着复合材料的发展，船舶螺旋桨也开始应用于复合材料制造。
复合材料螺旋桨具有更高的强度和更轻的重量，可以降低船舶的燃油消耗，提高航行速度和效率。
3. 螺旋桨翼型的优化设计船舶螺旋桨的翼型设计对于提高推进效率和减小噪音有重要影响。
近年来，研究人员通过优化螺旋桨的翼型设计，使得螺旋桨在水中工作时产生更小的湍流和阻力，从而提高推进效率和降低噪音。
二、船舶螺旋桨技术的优化方案1. 提高螺旋桨的材料和制造工艺船舶螺旋桨的材料和制造工艺对其性能有着直接的影响。
选择轻质、高强度的材料，并采用先进的制造工艺，可以提高螺旋桨的耐久性和抗腐蚀能力，同时降低螺旋桨的重量。
2. 优化螺旋桨的几何参数螺旋桨的几何参数是影响其推力和效率的重要因素。
通过调整螺旋桨的叶片数、叶片扭角、直径等几何参数，可以使螺旋桨在水中的工作更加有效，提高推进效率。
3. 运用可变螺距技术可变螺距技术可以根据船舶的速度和荷载情况自动调整螺旋桨的螺距，以提供最佳的推力和效率。
这一技术可以在不同工况下最大程度地利用螺旋桨的性能，提高船舶的能源利用效率。
4. 采用多螺旋桨系统多螺旋桨系统是一种将多个螺旋桨安装在船舶上的技术，通过相互配合和协同工作，可以提供更强的推力和精确的控制能力。
这种系统适用于大型船舶或需要高机动性的船只，可以显著提高船舶的操纵性和效率。
螺旋桨设计与绘制汇总
螺旋桨设计与绘制汇总螺旋桨是一种船舶和飞机上常用的推进装置，其设计与绘制涉及到多个方面，包括几何形状、流体力学、材料力学等等。
以下是关于螺旋桨设计与绘制的汇总，详细介绍了各个方面的内容。
一、螺旋桨的几何形状设计1.螺旋桨的基本几何形状包括螺距、叶片数、叶片截面形状等。
确定螺距时需要考虑推进效率和船舶/飞机的性能需求，叶片数的选择影响到螺旋桨的稳定性和噪音产生。
叶片截面形状通常为翼型，需要进行流线型设计，以减少阻力和音响。
2.利用计算机辅助设计软件进行螺旋桨的三维模型设计，可采用实体造型或曲面造型方法。
实体造型较为简单，但不易调整；曲面造型则可以更加灵活地对螺旋桨进行优化。
二、螺旋桨的流体力学设计1.螺旋桨受到的流体力学作用主要包括阻力、升力和扭矩。
螺旋桨的叶片形状和叶片曲度将直接影响这些力的大小和分布。
三、螺旋桨的静力学和强度设计1.螺旋桨在运行时会受到来自流体力学、离心力和惯性力等载荷的作用，因此需要进行强度和振动分析。
静力学分析用于确定螺旋桨的刚度和变形情况，而动力学分析则用于确定螺旋桨的共振频率和临界速度。
2.使用有限元分析软件对螺旋桨进行强度和振动分析，以确保螺旋桨在运行时不会发生破裂或共振失效。
四、螺旋桨的材料选择和制造工艺1.螺旋桨常用的材料包括高强度钢、铝合金、复合材料等。
材料的选择主要考虑到强度、耐腐蚀性和重量等因素。
复合材料由于具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能，逐渐在螺旋桨制造中得到应用。
2.螺旋桨的制造工艺包括铸造、锻造、机械加工和涂装等。
涂装工艺对螺旋桨的表面光滑度和耐腐蚀性都有重要影响。
总结：螺旋桨的设计与绘制涉及到几何形状、流体力学、静力学和强度分析、材料选择和制造工艺等多个方面。
设计过程中需要使用计算机辅助设计软件和CFD软件进行模拟和优化，并结合有限元分析软件进行强度和振动分析。
材料的选择需要考虑到强度、耐腐蚀性和重量等因素。
制造工艺包括铸造、锻造、机械加工和涂装等。
船舶螺旋桨设计方法的回顾与展望
船舶螺旋桨设计方法的回顾与展望摘要：船舶螺旋桨设计一般可分为图谱设计和理论设计两种，为满足螺旋浆越来越高的性能要求，对这两种设计方法的发展历史及其各自的优缺点分别进行了阐述。
经比较分析，面元法能为螺旋浆的设计提供可靠的理论基础和计算手段，并且对船舶螺旋桨的研究方法进行了展望。
随着造船工业的不断发展，现代船舶不断向大型化、高速化方向发展，船舶主机功率不断增加，从而对船舶螺旋桨的性能要求也越来越高。
螺旋桨工作在非均匀流场中，由于流场的非均匀性，使得螺旋桨在运转的过程中，往往难以避免桨叶上出现空泡现象，从而引起船尾的剧烈振动，导致螺旋桨空泡剥蚀，引发噪声等有害影响。
因而，在螺旋桨设计阶段应充分考虑并兼顾效率、空泡、振动和剥蚀等多种性能要求。
“图谱设计方法所谓图谱设计是根据螺旋桨敞水模型试验的结果绘制成的几何参数与性能相关的各类专用图谱进行设计的方法。
按照图谱法设计螺旋桨实际上是根据已知条件在图谱所提供的螺旋桨资料范围内选择最适宜的方案。
该方法具有计算简单，结果可靠的优点，对于一些典型的船舶螺旋桨设计可较为准确和迅速地获得理想的方案，曾对螺旋桨的设计起过重要作用，直至今天，对常规船而言，该方法仍不失为一种简单可靠的方法。
然而，图谱设计方法存在很多缺点，该方法需通过大量的试验绘制图谱，需耗费大量的人力、物力和财力，而且这种方法的灵活性不够，因为毕竟模型试验是有限的，不可能包括所有船型的螺旋桨。
同时该方法仅对伴流比较均匀的常规船型比较合适，不能解决振动和空泡等问题。
理论设计方法所谓理论设计是根据环流理论以及各种桨叶切面的试验或理论数据进行螺旋桨设计的方法。
螺旋桨诱导的船体振动、螺旋桨噪声、螺旋桨空泡和效率等问题一直是人们普遍关注的问题。
因此，为了不同的使用目的，各种不同桨叶形状和桨叶剖面形状的螺旋桨广泛应用于实船。
例如，为了减少船尾振动而采用大侧斜螺旋桨，为了提高螺旋桨效率而采用理论方法设计最佳螺旋桨等。
近几年来，民用高速船不断地投入使用，高速船螺旋桨的设计必须兼顾效率、空泡、振动、剥蚀等多种性能要求，常规的螺旋桨图谱设计方法已无法兼顾这些性能要求，因而理论方法设计螺旋桨逐步成为高速船螺旋桨设计的主流。
船用螺旋桨制作方法
船用螺旋桨制作方法
船用螺旋桨的制作方法如下：
1. 设计：根据船用螺旋桨的需求，包括船型、功率和转速等参数，进行设计。
2. 材料准备：根据设计要求，选取合适的材料，通常为高强度的不锈钢材料，用于制作螺旋桨的叶片和轴。
3. 加工叶片：使用数控机床或其他加工设备，根据设计要求，将不锈钢板材加工成螺旋状的叶片。
这一过程需要非常精确的操作，确保叶片的几何形状和比例符合设计要求。
4. 焊接：将加工好的叶片焊接到轴上，并进行均衡校验，确保叶片的重心均衡且轴与叶片的连接牢固。
5. 平衡调试：将制作好的螺旋桨放到平衡机上进行平衡调试，确保螺旋桨的平衡性能符合要求。
如果有不平衡的情况，可以通过调整叶片的重量或形状来进行修正。
6. 表面处理：对螺旋桨进行抛光处理，提高其表面的光滑度和防腐性能，以延长其使用寿命。
7. 测试和安装：将制作好的螺旋桨进行测试，确保其性能达到设计要求。
然后，将其安装到船舶上，开始使用。
值得注意的是，船用螺旋桨的制作过程需要严格按照设计要求
和相关标准进行操作，以确保其安全性和可靠性。
在整个制造过程中，需要注意材料选择、加工精度、焊接质量、平衡性能等方面的控制，以保证螺旋桨的质量。
螺旋桨推进力学分析及优化设计
螺旋桨推进力学分析及优化设计导语：螺旋桨作为船舶和飞机等交通工具的关键部件，其推进力学分析和优化设计对于提高交通工具的性能至关重要。
本文将对螺旋桨的推进力学进行深入探讨，并提出一些优化设计的思路。
一、螺旋桨的工作原理螺旋桨是通过旋转产生推力，从而推动交通工具前进。
其工作原理可以简单概括为流体力学中的牛顿第三定律：每个动作都有一个相等且反向的反作用力。
当螺旋桨旋转时，它将水或空气推向后方，而反作用力则将船舶或飞机向前推进。
二、螺旋桨的推进力学分析1. 推进效率推进效率是衡量螺旋桨性能的关键指标。
推进效率取决于螺旋桨的推力和功率之间的比值。
理想情况下，推进效率应该接近100%，即所有输入的能量都被转化为推进力。
然而，在实际应用中，由于流体的粘性和其他损耗，推进效率往往低于理想值。
2. 推力的产生螺旋桨产生推力的原理是通过改变流体的动量来实现的。
当螺旋桨旋转时，它将流体加速并改变其动量方向，从而产生推力。
推力的大小取决于螺旋桨的旋转速度、叶片的形状和数量，以及流体的密度和速度等因素。
3. 水动力学效应在水中运行的船舶螺旋桨面临着水动力学效应的挑战。
例如，螺旋桨叶片周围的水流会形成旋涡，这会导致推进效率的降低。
此外，螺旋桨叶片与水的相互作用还会产生噪音和振动等问题。
因此，在螺旋桨的优化设计中，需要考虑如何减小水动力学效应对推进效率的影响。
三、螺旋桨的优化设计思路1. 叶片形状的优化螺旋桨叶片的形状对于推进效率具有重要影响。
通过优化叶片的几何形状，可以减小水动力学效应，提高推进效率。
例如，采用更加流线型的叶片形状可以减小阻力，提高推进效率。
2. 叶片材料的选择叶片材料的选择也对螺旋桨性能有着重要影响。
优质的材料可以提高螺旋桨的强度和耐久性，减小振动和噪音。
同时，材料的轻量化也可以降低螺旋桨的重量，提高推进效率。
3. 流体力学模拟与实验验证为了更好地理解螺旋桨的推进力学，可以借助流体力学模拟和实验验证的方法。
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浅谈船舶螺旋桨的设计目录目录 (1)2 摘要 ......................................................关键词 (2)引言 (2)1结构与计算要素 ..........................................1.1结构组成 ............................................1.2计算要素 ............................................2项目设计过程及结果与分析 ................................2.1船体估算数据 .......................................2.2螺旋桨要素选取及结果与分析 ..........................2.3推力曲线及自由航行计算及结果与分析 ..................2.4计算总结 ............................................2.5螺旋桨模型的敞水实验 ................................3螺旋桨设计的发展 .......................................3.1节能减排促使螺旋桨加快创新 .........................结束语 ...................................................3 3 3 5 6 6 7 9 9 11 111314 14 14参考文献 ................................................. 致谢 ..................................................... 附录 .....................................................摘要螺旋桨是造船行业必备的推进部件，它的设计精度将直接影响船的推进速度，它为船的前进提供的推力。
螺旋桨设计是整个船舶设计的一个重要组成部分，它是保证船舶快速性的一个重要方面。
一般螺旋桨设计是在初步完成了船舶线型设计，并通过估算或用船模试验的方法确定了船体有效功率之后进行的。
影响螺旋桨推进性能的因素很多，在本设计过程中主要对螺旋桨的直径、螺距比、盘面比、桨叶轮廓形状等因素进行研究，并通过在工作中积累的经验，设计一艘内河 A级拖船的螺旋桨。
关键词螺旋桨直径螺距比盘面比桨叶轮廓形状引言船在水面或水中的航行时遭受阻力，为了使船舶能保持一定的速度向前航行，必须供给船舶一定的推力，以克服其所承受的阻力。
作用在船上的推力是依靠专门的装置或机构通过吸收主机发出的能量并把它转换成推力而得，而这种专门吸收与转换能量的装置或转换能量的装置或机构统称为推进器。
推进器种类很多，例如风帆，民轮，直叶推进器，喷水推进器及螺旋桨等，螺旋桨构造简单，造价低廉，使用方便，效率较高，是目前应用最广的推进器。
1结构与计算1.1结构组成螺旋桨俗称车叶，通常由桨叶和浆毂组成。
螺旋桨与尾轴连接部分叫浆毂，浆毂是一个锥形体。
为了减小水的阻力，在浆毂后端加一整流罩，与浆毂形成一光顺流线形体，称为毂帽。
螺旋桨在水中产生推力的部分叫桨叶，桨叶固定在浆毂上。
普通螺旋桨常为 3叶或 4叶，2叶螺旋桨仅用于机帆船或小艇上，近年来有些船舶（如大吨位大功率的油船），为避免震动而采用 5叶或 5叶以上的螺旋桨。
由船尾向前看时所见到的螺旋桨桨叶的一面称为叶面，另一面称为叶背。
桨叶与毂连接处称为叶根，桨叶的外端称为叶梢。
螺旋桨正车旋转时先入水的一边称为导边，另一边称为随边。
螺旋桨旋转时叶梢的圆形轨迹称为梢圆。
梢圆的直径称为螺旋桨直径，以 D表示。
梢圆的面积称为螺旋桨的盘面积以 Ao表示，可用下式表示它们之间的关2系： Ao=πD/4由船后向前看去，螺旋桨正车旋转为顺时针者称为右旋桨，反之，则成为左旋桨。
装于船尾两侧之螺旋桨，左桨左旋，右桨右旋称为外旋桨，左桨右旋，右桨左旋称为内旋桨。
1.2结构计算要素1）螺旋桨直径：首先考虑与尾型和吃水的关系，在绘制船体线型时，已基本决定了螺旋桨的轴线位置和可能的最大直径。
从尾型和吃水条件看，普通船舶的螺旋桨直径大约在下列范围：单桨 D=(0.7~0.8)Tw; 双桨 D=(0.6~0.7)T w.式中 Tw为船舶满载时的船尾吃水。
只要螺旋桨直径未超过尾型和吃水条件的限制，就可以通过设计图谱求得敞水效率最佳的螺旋桨直径。
但是由于船后伴流不均匀性的影响，敞水最佳直径与船后最佳直径略有差别。
随着伴流不均匀的程度，最佳直径应有不同程度的减小：单桨所处的位置的伴流不均匀性较大，最佳直径要减 3~5%；双桨所处的位置伴流比较均匀，最佳直径约减少 2~4%。
2）盘面比：若螺旋桨的直径、螺距、转速和叶数均相等，则推力和转距均随盘面比的增加而增大。
但盘面比大时，翼栅作用较甚，桨叶的摩擦阻力也较大，螺旋桨的效率就较低。
盘面比太小时，因强度需要，势必增加桨叶厚度，这时桨叶单位面积所发出的推力较大，容易发生空泡，且会增加涡旋阻力，致使效率反而降低。
所以在设计螺旋桨时，均选择不发生空泡的最小盘面比。
3）桨叶轮廓形状：桨叶的外形轮廓多螺旋桨的效率和空泡性都能有影响。
但是通过我们现场反馈的意见表明，对一般接近椭圆形的桨叶，叶形的变化对螺旋桨效率影响不大。
4）叶数：螺旋桨叶数的选择应根据船型、吃水、推进性能、振动和空泡多方面加以考虑。
一般认为若螺旋桨的直径及展开面积相同，则叶数少者效率略高，叶数多者因叶片与叶片间产生的相互干扰作用较大，效率常略低。
叶数多者对减小振动有利，叶数少者对避免空泡有利。
5）螺旋桨转速：螺旋桨转速低一些，则直径可以较大，效率也会较高，但对主机来说，转速高，则机器效率高，主机的重量和尺寸也可以减小，从这里可以看出螺旋桨转速和主机转速要求之间是相互对立而又互相联结。
因此就需要螺旋桨的转速和主机的转速之间要匹配好。
但在进行一般民用船舶的螺旋桨设计时，主机往往是从现已生产的一定功率的几种船用主机中加以比较选取，更多的情况是先有主机再进行船舶设计。
因此在设计螺旋桨时，螺旋桨的转速常是给定的。
在功率相同的情况下，则但螺旋桨船的推进效率高于双螺旋桨，这时因为单螺旋桨位于船尾纵中剖面上，伴流较大，而且单桨的直径较双桨大，故其效率较高。
2 .项目设计过程及结果与分析船体主尺度及船型系数这个螺旋桨设计来自于一艘内河 A级拖船，以下是与该设计有关的船体的主尺度及船型系数：总长型宽23.75.30米米水线长型深23 米2.0 米设计吃水 1.25 米设计排水量 ~88.7 吨艏舷高 2.55 米艉舷高 2.25 米方形系数 0.578 中剖面系数 0.917 水线面系数 0.809 纵向菱形系数 0.630浮心纵向位置 -0.6512.1船体估算数据该船体有效效率估算（兹万科夫法），见表 1垂线间长 : L 22.0 m 型宽: B 5.3 m 有隧道 : m 1.2 水温: t 1.5 ℃吃水: T 1.25 m 舯横剖面面积 : Am 6.0884 m 2浸水面积 :Ω 99.462m方形系数 : Cb 0.57摩擦阻力系数 :f 0.1497 1船速 Vs剩余阻力系数 :ξ 2.2350kn 7 8 9 10 112 V3 V1.834 f*Ω*V1.83 m/s 3.600810.434.115213.31198.20.2801.1212.82154.104419.6617.84.629616.52245.90.3151.2612.96193.497725.2971.05.14420.03298.10.3501.4013.101160.6831246.31544.45.658423.85355.00.3851.5413.241275.3082135.42490.3 155.25 Fn 0.2456 4Fn自航船7 X=1.7+（6）8 V9 ξ*Cb*Am*(8)10 R=(4)+（9）0.9812.68131.021240.6 kgf 395.811 EHP=(10)(2)/75 12 1.2*R hp kgf 475.0 19.0 33.9741.4 40.7 59.9 1165.3 71.9 105.9 1853.3 127.1 187.9 2988.4 225.513 1.2*EHR hp 22.8表 12.2螺旋桨要素选取及结果与分析 2.21螺旋桨要素选取（见表 2）静深水状态下 的设计拖带航速 :Vs=13km/h ≈ 7.0kn 螺旋桨直径： D=1.10m 主机型号： NT/NTA885-M 数量： 2台螺旋桨转速 :N=436rpm 轴系效率：ηs=0.96 齿轮箱传递效率：ηg=0.97 伴流分数： w=0.13 MCR:200hp x1744rpm 功率储备： 10%推力减额： f=0.14 设计点 工况： 180hp x1744rpm 齿轮箱减速比： 4 : 1船身效率：ηh=0.989项目 单位 数值 伴流分数 w0.137 拖航状态设计航速 V kn kn hp kn rqm mV =V(1-w)A6.09 167.6 6.09 436 1.10P =MCR x 0.9 x ηs x ηgDVAN D2.5Bp x ρ /ρ =( N xP ) / VA x ρ /ρ淡水海水 淡水 海水 D (MAU 图谱为海水中图谱，本船为内河船 ) 7.95 δ=(N x D)/ V78.75A表 2根据δ，Bp查 MAU图谱得（如表 3所示）：图谱类型MAU4~40 MAU4~55 MAU4~70 螺距比 P/D0.84敞水效率0.4750.82 0.4690.80 0.457表 32.22结果与分析经计算分析可知满足空泡要求的最小盘面比约为 Ae/Ao=0.65根据 MAU4~40、MAU4~55、MAU4~70查得结果内插可知：在该盘面比下的螺距 P/D=0.807,敞水效率ηo=0.4612.3推力曲线及自由航行计算拖船有两种典型的航行状态：自航状态和拖航状态。
拖船在自由航行状态时，螺旋桨发出的推力只用于克服船体阻力 ;拖船在拖带航行时，除了克服船体自身阻力外，还需要克服拖钩上的拉力。
两种不同工况螺旋桨的工作状态相差很明显，因此，设计状态的选取需要进行具体的分析比较。
2.31设计航速时有效推力（如表 5所示）：扭矩： M=75 x 60 x Po/2πN= 275.3kgf.m序号项目单位数值1 2 3 4 5 6 假定航速 Vs kn 7VA=Vsx (1-w) x 0.5144 m/sJ3.1330.3920.2270.03053205.3 KTKQ TT=2x(K /K Q )(M/D)(1-t) kgf表 5当拖船高于设计拖速航行时，相当于阻力减小，由于进速 V ’ A比原设计状态有所增加 ,即 V ’＞V 此时螺旋桨发出 的推力与吸收 的A A 转矩减小，因而螺旋桨负荷变轻，则主机就可毫不费力地转动螺旋桨， 使转速越转越快并超过额定转速而出现飞车现象。