船用螺旋桨的空泡效应

船用螺旋桨的空泡效应

船用螺旋桨的空泡现象

1、涡空泡

涡空泡发生在叶梢和毂部。桨叶随边出现的自由涡片的不稳定性，在尾端不远处就卷起两股大旋涡，在叶梢形成梢窝，在跟部处的涡汇集成毂涡。涡核中压力最低，当降至某一临界压力时就产生空泡。

2、泡状空泡

泡状空泡通常指在叶背上切面最大厚度处所产生的空泡，呈泡沫状。这时叶切面的攻角较小，导致没末出现负圧峰。

泡状空泡对螺旋桨的性能影响不大，但对桨叶材料有剥蚀作用。

3、片状空泡

片状空泡通常指在桨叶外半径部分导边附近产生，呈膜片状，长度不一。在攻角较大时最容易产生这类空泡。

超空泡流动：若空泡从叶切面导边一直延伸到随便以外，即叶片切面全部为空泡所覆盖。影响龙叶螺旋桨性能而无剥蚀作用。

局部空泡：若空泡起源于导边而在到随边之前结束。对螺旋桨有剥蚀作用。

空泡对螺旋桨性能的影响

第一阶段空泡对螺旋桨的水动力性能不产生影响，但使叶面产生剥蚀。

第二阶段空泡对螺旋桨的水动力性能产生影响，但对叶面无剥蚀作用。

延缓螺旋桨空泡发生的措施

1、从降低最大减压系数入手

减小叶跟附近切面的螺距。单桨船在叶根部分的拌流较大，易产生空泡现象，故可将根部切面的螺距适当减小，从而使该处的最大减压系数值降低，并易保持相当的叶宽以免厚度过大。

采用弓形切面或压力分布较均匀的其他切面形式，有利于延缓空泡的产生。

增加螺旋桨的盘面比，以减低单位面积上的平均推力，使叶背上的减压系数降低。

2、从提高螺旋桨的空泡数入手

尽量增加螺旋桨的浸没深度。

减小螺旋桨的转速，即尽可能选用低转速的主机。

提高桨叶的加工精度。

改善船尾部分的形状与正确安装桨轴位置可减小斜流拌流不均匀性的影响等。

3、其他措施

对高速船，特别是高速军舰而言，往往螺旋桨空泡在所难免。一般作如下处理：

允许桨叶上有部分空泡存在，在使用过程中应根据其剥蚀情况予以调换。

速度再高时，干脆设法促使其在第二阶段空泡下运转，即所谓全空泡（或称超空泡）螺旋桨的设计问题。