螺旋桨设计计算表格
螺旋桨课程设计
JS813尾滑道渔船螺旋桨设计书指导老师：学生姓名：学号：完成日期：1. 船型单桨流线型舵，前倾首柱，巡洋舰尾，柴油机驱动，尾机型尾滑道渔船。
艾亚法有效功率估算表：2．主机参数3．推进因子的确定(1)伴流分数ω本船为单桨海上渔船，故使用汉克歇尔公式估算ω=0.77*Cp-0.28=0.222(2)推力减额分数t，用汉克歇尔公式估算-0.3=0.203t=0.77*CP(3)相对旋转效率近似地取为ηR =1.0(4)船身效率ηH =(1-t)/(1-ω)=(1-0.203)/(1-0.222)=1.0244．桨叶数Z的选取根据一般情况，单桨船多用四叶，加之四叶图谱资料较为详尽、方便查找，故选用四叶。
5．AE/A0的估算按公式A E/A0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p0-p v)D2 + k进行估算，其中：T=P E/(1-t)V=137.2/((1-0.203×11×0.5144)=30.3kN水温15℃时汽化压力p v=174 kgf/m2=174×9.8 N/m2=1.705 kN/m2静压力p0=pa+γhs=(10330+1025×1.5)×9.8 N/m2=116.302 kN/m2k取0.2D允许=0.7×T=0.7×2.2=1.5A E/A0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p0-p v)D2 + k=（1.3+0.3×4）×30.3/((121.324-1.705)×2.2×2.2)+0.2 = 0.494 6．桨型的选取说明由于本船为海上渔船，MAU型原型螺旋桨比较适合在海洋中工作的要求。
所以选用MAU型较适宜。
7．根据估算的AE/A0选取2~3张图谱根据A E/A0=0.494选取MAU4-40, MAU4-55，MAU4-70三张图谱。
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。
螺旋桨设计
螺旋桨设计计算书船舶原理·推进1.船体主要数据船型：单桨、集装箱船设计水线长L WL=215.00m垂线间长L PP=210.00m型宽B=32.00m设计吃水T=12.00m方形系数C B=0.655排水量∇=54000m3桨轴中心距基线Z P=4.00m 2.主机参数最大持续功率：32000kw转速：102r min⁄旋向：右旋3.推进因子伴流分数ω=0.24推力减额分数t=0.16相对旋转效率ηR=1.0船身效率ηH =1−t1−ω=1.1053船体有效马力曲线0.350.400.450.500.550.600.130.140.150.160.170.180.190.20τc =(T /A P )/(0.5ρV20.7R)σ0.7R =p 0/(0.5ρV20.7R)柏利尔空泡限界线图4.可以达到的最大航速的计算取功率储备15%，轴系效率 ηS =0.97螺旋桨敞水收到马力：P D =32000×0.85×ηS ×ηR =26384(kw )=35896.60hp假设有MAU5-70、MAU5-75、MAU5-80，按回归多项式以及回归系数计算。
（源代码见附表1）表1 按回归多项式以及回归系数计算表据表1中的计算结果可绘制P TE 、δ、P/D 及η0对V 的曲线，如图1所示。
图1 MAU5叶桨回归计算计算结果此处用MATLAB 求得相关曲线交点。
从P TE =f(V)曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可获得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素P/D 、D 及η0。
如表2所列。
表2按图1设计计算的最佳要素5.空泡校核按柏利尔空泡限界线中商船上限线，计算不发生空泡之最小展开面积比。
桨轴沉深h s =T −Z P =12−4=8mP o −P v =P a +γh s −P V =10330+1025.24×8−174=18357.92kgf m 2⁄ 计算温度 t =15℃ ρ=104.63kgf ∙s 2m 4⁄ P V =174kgf m 2⁄ P D =35896.60hp图2空泡校核计算结果 表3空泡校核计算结果据表3计算结果作图2，用MATLAB 求得相关曲线交点。
(完整word版)船用螺旋桨的功率计算
船用螺旋桨的功率计算功率（W）直径(D）螺距(P）转/分(N）功率（W）=(D/10）的4次方*（P/10）*（N/1000）的3次方*0。
45速度(SP）km/h=（P/10)＊(N/1000）*15.24静止推力（Th）g=(D/10）的3次方*（P/10）＊（N/1000）的2次方*22船用螺旋桨的工作原理可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。
流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。
在螺旋桨半径r1和r2(r1〈r2)两处各取极小一段，讨论桨叶上的气流情况.V—轴向速度；n—螺旋桨转速；φ-气流角，即气流与螺旋桨旋转平面夹角；α—桨叶剖面迎角；β—桨叶角，即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角.显而易见β=α+φ。
空气流过桨叶各小段时产生气动力，阻力ΔD和升力ΔL，合成后总空气动力为ΔR。
ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT，与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。
将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加，形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。
从以上两图还可以看到。
必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。
螺旋桨工作时。
轴向速度不随半径变化，而切线速度随半径变化。
因此在接近桨尖，半径较大处气流角较小，对应桨叶角也应较小。
而在接近桨根，半径较小处气流角较大，对应桨叶角也应较大。
螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。
所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。
从图中还可以看到，气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。
对某个螺旋桨的某个剖面，剖面迎角随该比值变化而变化。
迎角变化，拉力和阻力矩也随之变化。
用进矩比“J”反映桨尖处气流角,J=V/nD。
式中D-螺旋桨直径。
理论和试验证明:螺旋桨的拉力（T)，克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η）可用下列公式计算：T=Ctρn2D4 P=Cpρn3D5 η=J·Ct/Cp 式中:Ct—拉力系数;Cp—功率系数；ρ—空气密度；n—螺旋桨转速;D-螺旋桨直径。
渔船螺旋桨设计
船舶推进课程设计--渔船普通螺旋桨图谱设计计算书1、已知拖网渔船主要要素：垂线间长L pp=37.00m型宽B=7.60m型深H=3.80m平均吃水T m=2.90m棱形系数C p=0.620排水体积♦=452m3排水量Δ=463.3t主机功率MHP=600HP 转速RPM=400r/min 螺旋桨中心距基线高Z p=0.50m主机轴带20KW发电机一台2、船体阻力计算:(按日本渔船阻力图谱)B/T=2.73; ♦/(L/10)3=9.261gLVFr0.26 0.30 0.32 0.34 0.362 马力系数Eo 0.050 0.107 0.150 0.197 0.2513 144 309 433 569 7254 航速Vs（Kn）9.62 11.11 11.85 12.69 15.333、船身效率计算 根据汉克歇尔公式:伴流分数 ω=0.77Cp -0.28=0.1974 推力减额分数 t=0.77Cp-0.30=0.1774 船身效率 ȠH =(1-t)/(1-ω)=1.025 4、螺旋桨收到马力计算扣除主机拖带6.5KW 发电机一台，其轴带效率为0.916，轴系效率Ƞs 取0.97， 螺旋桨的收到马力P D =(MHP-916.036.1*20)*0.97*0.96=553.2HP （公制） 5、假定设计航速下有效推进马力计算根据B4-40,B4-55,B4-70的Bp-δ图谱列表计算序号 项目 单位 数值1假定设计航速VsKn 9 10 11 12 2 VA=(1-ω)Vs Kn 7.223 8.026 8.829 9.631 3 B P =NP D 0.5/γ0.5V A 2.5 66.27 50.92 40.12 32.28 4 8.14 7.14 6.33 5.68 5 MAU-40 δ 91.5 81.1 74.2 67.6 6 P/D 0.597 0.621 0.651 0.677 7 η00.502 0.534 0.555 0.594 8THP=P D ȠH ȠȠrHP 284.6 302.8 314.7 336.8 9 MAU-55 δ 90.1 80.2 73.0 66.3 10 P/D 0.631 0.660 0.692 0.720 11 η◦0.480 0.514 0.547 0.578 12THP=P D ȠH ȠȠrHP 272.2 291.5 309.6 327.7 13 MAU-70 δ 89.1 79.6 72.0 65.4 14 P/D 0.642 0.675 0.703 0.739 15 η◦0.465 0.497 0.527 0.554 16THP=P D ȠH ȠȠrHP263.7281.8298.8314.1将假定设计航速下推马力计算结果，按适当的比例绘制在有效马力曲线图上，从不同盘面比的THP曲线与EHP的曲线交点处，作垂线与横坐标V S相交一点，从而可查处不同面比所对应的各自航速V S ，如图所示9 10 11 12δP/D THP η95650.750.553502500.450.60MAU-40: Vs=11.17KnMAU-55: Vs=11.13KnMAU-70: Vs=11.10Kn6、初步确定桨的要素从THP－V s曲线与船体有效马力曲线之交点，可获得不同盘面比所对应的设计航速，根据不同盘面比所对应的设计航速列表继续查MAU图谱进行计算，可获得不同盘面比状态下的螺旋桨要素，即：桨的直径D，螺距比P/D，桨的效率η0，如下表所示：MAU Vs P/D δ D ηO4—40 11.17 0.659 72.91 1.634 0.5614—55 11.13 0.695 72.07 1.609 0.5504—70 11.10 0.704 71.72 1.597 0.5287、拖力计算（拖网航速Vs=4Kn）序号计算项目MAU4-40 MAU4-55 MAU4-70 1 直径D（m）1．634 1.609 1.5972 VA=0.5145·Vs (1-ω)(m/s) 1.65 1.65 1.653 Q=DHP·75·60/2πN 991 991 9914 假定转速N1250 300 360 250 300 360 250 300 3605 J=60V A / N1 D 0.242 0.202 0.168 0.246 0.205 0.171 0.248 0.207 0.1726 KQ=3600Q/ρN12 D50.045 0.031 0.023 0.051 0.035 0.024 0.053 0.036 0.0257 J(查图谱) 0.185 0.187 0.1888 K Q0.026 0.028 0.0299 K T0.239 0.248 0.25110 N=60·V A /JD 328 329 33011T拖=（P/D）·(KT/KQ)(kgf)5575.0 5455.2 5370.9 8、空泡校核按瓦根宁根限界线，计算不发生空泡之最小展开面积比。
螺旋桨设计
7螺旋桨设计螺旋桨设计主要有两部分工作：⑴、确定设计船的阻力或有效功率曲线EHP⑵、据此进行螺旋桨设计并预报设计船航速7.1阻力或有效功率的估算当主尺度和船型系数确定以后，必须知道自己功率以确保船舶达到规定的航速，或如果主机功率已知，则需估算阻力或有效功率以预报船舶的设计航速，进而可初步分析比较各种方案的优劣。
可采用海军系数法，比较估算法（具体公式参照《船舶原理》教材）。
采用艾尔法来估算有效功率曲线，具体方法如下：依据《船舶原理》上册第7章，第2节的经验公式之一的艾尔法公式7.1.1艾尔法的基本思想艾尔法首先针对标准船型直接估算有效功率，然后根据设计船与标准船之间的差异逐一进行修正，最后得到设计船的有效功率值。
7.1.2根据艾尔法进行列表计算下面是计算表格：表7.1 艾尔法计算有效马力速度v（kn） 8 9 10 11 12弗洛德数vs/sqrt(gL) 0.15662 0.176196 0.19577 0.215351 0.23493标准C0查图7-3 440 430 410 390 350标砖Cbc查图7-5 0.83 0.79 0.76 0.73 0.695实际Cb(肥或痩)（%）-6.75,肥-12.15肥 -16.5肥-21.3肥-27.4肥Cb修正（%）若肥：Cb肥（%）x3x实际Cb -78.907 -138.889 -180.67 -221.524 -255.67 vs/sqrt(L) 0.49046 0.551769 0.61308 0.674384 0.73569已修正Cb之C1 361.093 291.1111 229.326 168.4757 94.3348B/T修正（%）=-10Cb（B/T-2）% -0.3323 -0.33225 -0.3323 -0.33225 -0.3323B/T修正数量，△2[式(7-23)] -119.97 -96.7217 -76.194 -55.9761 -31.343已修正B/T之C2 241.12 194.3894 153.132 112.4997 62.9921标准xc，%L，船中前或后，查表7-5 0.95 0.79 0.55 0.16 -0.6实际xc，%L，船中前或后0.862 0.862 0.862 0.862 0.862相差%L，在标准者前或后0.125 -0.1022 -0.443 -0.9971 -2.076xc修正（%),查表7-7（b）3.7 3.2 2.6 2.1 1.5(△3)0 8.92143 6.22046 3.9814 2.36249 0.9448xc修正数量，△3[式（7-25）] 0 0 0 0 0已修正xc之C3 241.12 194.389 153.13 112.499 62.992长度修正（%）=（Lwl-1.025Lbp）/Lwl×100% -0.1165 -0.1165 -0.116 -0.1165 -0.116 长度修正数量，△4式[(7-25)] -0.2807 -0.2262 -0.178 -0.1309 -0.073已修正长度C4 240.839 194.163 152.95 112.368 62.918V3s 512 729 1000 1331 1728Pe=△0.64V3s/C4×0.735(kW) 299.052 528.158 919.69 1666.23 3863.3peb(无附体) 276.9 489.035 851.56 1542.80 3577.2Pe(hp) 406.597 718.094 1250.4 2265.44 5252.7根据计算结果，可以得到有效马力曲线，表7.2 有效马力曲线表V(kn) 8 9 10 11 12Pe(hp) 406.59 718.094 1250.43 2265.444 5252.727.2螺旋桨图谱设计7.2.1初步确定螺旋桨的最佳转速7.2.1.1 螺旋桨的叶数依据《船舶原理》下册第8章的有关内容，螺旋桨的叶数与主机气缸数的比值不能为整数（否则会对船体振动不利）。
螺旋桨设计计算说明书
某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书姓名：胡建学班级：20120115学号：2012011503日期：2014年12月8日1.已知船体的主要参数船长 L = 118.00 米型宽 B = 9.70 米设计吃水 T = 7.20 米排水量 △ = 5558.2 吨方型系数 C B = 0.658桨轴中心距基线高度 Zp = 3.00 米由模型试验提供的船体有效马力曲线数据如下：航速V （kn ） 13 14 15 16有效马力PE （hp ） 2160 2420 3005 40452.主机参数型号 6ESDZ58/100 柴油机 额定功率 Ps = 5400 hp额定转速 N = 165 rpm转向 右旋传递效率 ηs=0.983.相关推进因子伴流分数 w = 0.279推力减额分数 t = 0.223相对旋转效率 ηR = 1.0船身效率 0777.111=--=wt H η4.可以达到最大航速的计算采用MAU 四叶桨图谱进行计算。
取功率储备10%，轴系效率ηs = 0.98螺旋桨敞水收到马力：P D = 5400×0.9×0.98×1.0=4762.8hp根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp --δ图谱列表计算：项 目单位 数 值 假定航速Vkn 13 14 15 16 V A =(1-w)Vkn 9.373 10.049 10.815 11.536 Bp=NP D 0.5/V A 2.542.337 35.212 29.570 25.171 Bp 6.5075.934 5.438 5.017 MAU 4-40 δ 75.5071.84 65.28 60.32 P/D 0.6560.678 0.689 0.738 ηO 0.552 0.573 0.5950.628 P TE =P D ·ηH ·ηO hp 2833.344 2941.134 3054.0573223.442 MAU 4-55 δ 76.22 70.27 64.4358.94 P/D 0.683 0.704 0.7290.768 ηO 0.538 0.557 0.5810.603 P TE =P D ·ηH ·ηO hp 2761.148 2859.008 2982.1973095.120 MAU 4-70 δ 73.42 68.26 62.1857.88 P/D 0.708 0.724 0.7580.796 ηO 0.514 0.537 0.5680.586 P TE =P D ·ηH ·ηO hp 2638.295 2756.3512915.470 3007.120据上表的计算结果可绘制PT E 、δ、P/D 及ηO 对V 的曲线，如下图所示。
螺旋桨设计计算表格
螺旋桨直径 D= 3.023m Pd1746hp螺距比 P/D=0.688N200.000rpm型式 MAU叶数 Z= 4.000盘面比 Ad=0.546纵倾角ε=8.000°螺旋桨效率 η0=0.512毂径比 dn/D=0.180一 绘制伸张轮廓线螺矩P 2.080m螺旋桨半径R 1.511m最大叶片宽度b0.66R0.932m叶片宽度r/R0.2000.3000.4000.5000.600R 1.511 1.511 1.511 1.511 1.511r0.3020.4530.6050.7560.907母线到随边距离占最大宽度的百分比27.96033.45038.76043.54047.960母线到导边距离占最大宽度的百分比38.58044.25048.32050.80051.150最大叶片宽度b0.66R0.9320.9320.9320.9320.932母线到随边距离AH0.2610.3120.3610.4060.447母线到导边距离AJ0.3600.4120.4500.4730.477母线到随边距离占最大宽度的百分比母线到导边距离占最大宽度的百分比最大叶片宽度母线到随边距离母线到导边距离叶片宽度r/R b0.66R AH AJ b0.20027.96038.5800.9320.2610.3600.6200.30033.45044.2500.9320.3120.4120.7240.40038.76048.3200.9320.3610.4500.8120.50043.54050.8000.9320.4060.4730.8790.60047.96051.1500.9320.4470.4770.9240.66049.74050.2600.9320.4640.4680.9320.70051.33048.3100.9320.4780.4500.9290.80052.39040.5300.9320.4880.3780.8660.90048.49025.1300.9320.4520.2340.6860.95042.07013.5500.9320.3920.1260.5181.00017.2900.9320.161二 绘制叶切面0,0.04291645869465520.0124022341882876,0.06357766809479640.0248044683765752,0.07326452591444710.0372067025648628,0.08111210693289840.062011170941438,0.0932513338208151三 绘制正视图直径D 3.023螺距 2.080盘面比Ae/Ao0.546叶数Z 4.000螺距比P/D0.688叶倾角8.000毂径比0.18r/R0.2000.3000.4000.5000.6000.660四绘制侧投影r/R0.2000.3000.4000.5000.6000.660302.263453.394604.526755.657906.788997.467265.543243.214216.328190.009163.506147.570192.446183.854173.528162.854153.309146.0430.1400.1400.1400.1400.1400.140 Xa'223.065179.499131.37483.81636.0757.396 Xb'-234.923-247.569-258.482-269.047-280.740-286.218 Y'302.263453.394604.526755.657906.788997.467 t122.618x'80.141Y'302.263yH252.633385.281523.395666.091811.319902.011 yS210.166336.489480.036634.620798.464900.038 XH-227.949-237.997-247.081-256.460-267.324-272.803 XS236.008195.928148.868100.82551.29821.087 spline236.007912106677,210.165552029477195.927582448472,336.48855566468148.868095253228,480.036395165528100.825250475277,634.62045604166651.2976682513845,798.46403167180821.0873017604667,900.038021778329 -245.719979465939,1503.12523353177-282.773425256055,1385.21939280483-288.161764740243,1289.92834599714-286.148734635905,1118.50113276049-277.929811546305,960.936857348212-272.80309016539,902.01101304639-267.323898280845,811.319113322175侧视图上最大厚度线r/R0.2000.3000.4000.5000.6000.660302.263453.394604.526755.657906.788997.467 t0.1230.1090.0950.0810.0670.05812310995816758 X80.14144.8989.654-25.589-60.832-81.979spline80.1413539479564,302.26282287115944.897897388683,453.3942343067399.65444082940959,604.525645742318-25.5890157298638,755.657057177898-60.8324722891372,906.788468613477-81.9785462247012,997.467315474825五桨毂实取值桨轴直径dt255.907255.907PD1746.000hp456.500lineN200.000rpm684.750line power(PD/N,1/3) 2.059913.000line毂径dh537.405537.4051141.250lined2/dh0.7500.7501369.500lined1/dh 1.050 1.0501506.450lined2403.0541597.750lined1564.2751826.000lineL0639.7682054.250line191.930191.9302168.375line91.96491.9642282.500line99.74799.747r2132.996132.996d3206.694206.694l-319.884,201.527-319.884,0l319.884,282.1375319.884,0l-319.884,103.347319.884,127.9535l-319.884,201.527319.884,282.13750.6600.7000.8000.9000.950 1.0001.511 1.511 1.511 1.511 1.511 1.5110.997 1.058 1.209 1.360 1.436 1.51149.74051.33052.39048.49042.07017.29050.26048.31040.53025.13013.5500.9320.9320.9320.9320.9320.9320.4640.4780.4880.4520.3920.1610.4680.4500.3780.2340.126叶片厚度螺距t R r p122.6180.123 1.5110.3020.416 1.000 2.080 108.6140.109 1.5110.4530.6240.950 1.976 94.6090.095 1.5110.6050.8320.900 1.872 80.6040.081 1.5110.756 1.0400.800 1.664 66.5990.067 1.5110.907 1.2480.700 1.456 58.1960.058 1.5110.997 1.3730.600 1.248 52.5940.053 1.511 1.058 1.4560.500 1.040 38.5890.039 1.511 1.209 1.6640.4000.832 24.5840.025 1.511 1.360 1.8720.3000.624 17.5820.018 1.511 1.436 1.9760.2000.416 10.5790.011 1.511 1.511 2.0800.093016756412157,0.1045322315348390.124022341882876,0.1130542140470630.186033512824314,0.1223732165064740.198435747012602,0.1226184534133010.248044683765752,0.1198595382115010.31005585470719,0.1102952988452640.372067025648628,0.09582632134249450.434078196590066,0.07743355333049930.496089367531504,0.05548485016951850.7000.8000.9000.950 1.0000.7000.8000.9000.950 1.000 1057.9201209.0511360.1831435.7481511.314 134.48299.77055.39528.378142.889128.965106.88888.10834.4850.1400.1400.1400.1400.140 -14.188-70.138-135.752-173.388-291.559-298.874-298.035-289.874-246.871 1057.9201209.0511360.1831435.7481511.31410.579-201.8061511.314960.9371118.5011289.9281385.2191503.125 971.8601154.5821341.1931430.479-277.930-286.149-288.162-282.773-245.720 -2.094-62.483-133.084-172.648-2.09371804135856,971.860298750337-62.4834448170139,1154.58166482182-133.0836********,1341.19312743561-172.647649817075,1430.47887047229-256.459878261195,666.0908********-247.080686450922,523.394843052442-237.99735002755,385.281375555136-227.948749150267,252.633481145430.7000.8000.9000.950 1.000 1057.9201209.0511360.1831435.7481511.3140.0530.0390.0250.0180.0115339251811 -96.076-131.319-166.563-184.185-201.806-96.0759288484105,1057.91988004906-131.319385407684,1209.0512*******-166.562841966957,1360.182********-184.184570246594,1435.74840863801-201.806298526231,1511.3141143558-1000,456.51000,456.5-1000,684.751000,684.75-1000,9131000,913-1000,1141.251000,1141.25-1000,1369.51000,1369.5-1000,1506.451000,1506.45-1000,1597.751000,1597.75-1000,18261000,1826-1000,2054.251000,2054.25-1000,2168.3751000,2168.375-1000,2282.51000,2282.50.558100538472942,0.03102246871356510.589106123943661,0.01839276801199510.62011170941438,0.00551783040359853。
螺旋桨设计
计算步骤
1
2
r/R
面积系数Ka
0.2
0.674
0.3
0.674
0.4
0.674
0.5
0.6745
0.6
0.6745
0.7
0.677
0.8
0.683
0.9 1 1、螺旋桨重量
书P100
0.695 0.7
（1）叶片重量（未计及填角料） 每片重量=(1/3*(R/10)*∑
6+0.166*0.02*R)*γ=1388.54kgf 4个叶片重量 =4*1388.54=5554.16kgf
单位 kn m/s
hp hp
hp hp
hp hp
110%超载航行时可达最大航速约 为V=15.224kn,主机马力为 10499.81hp 满载航行，N=158r/min时，可达 最大航速约为V=15.64kn,主机马 力为10345.16hp,与设计要求基本 一致。
12、螺旋桨计算
总结
螺旋桨直径 螺距比 型式 叶数 盘面比 纵倾角 螺旋桨效率 设计航速 縠径比 旋向 材料 重量 惯性矩
D=4.83m P/D=0.7521 MAU 4 AE/A0=0.753 ε=8° η0=0.56 Vmax=15.64kn dh/D=0.186 右旋 铝镍青铜 9736.43kgf 111601.8kgf*cm*s²
13 2655 2351 2921
13 3451.5 3056.3 3797.3
kn
BP=NPD½/VA5/2
BP½
δ
P/D
MAU4-40
η0
PTE=PDηHη0
hp
δ
P/D
MAU4-55
AU(MAU)型螺旋桨型值(图谱)
AU(MAU)型螺旋桨型值(图谱) 表1 四叶模型螺旋桨要素表MAU4-40 MAU4-55 MAU4-70直径(m) 0.250 0.250 0.250 毂径比 0.180 0.180 0.180 盘面比 0.400 0.550 0.700 最大叶宽比 0.226 0.311 0.398 平均叶宽比 0.192 0.263 叶厚比0.050 0.050 0.050 后倾角 10? 10? 10?MAU4-40MAU4-558.80 0.301.00R 0.90R0.70R2.600.50R0.30R3.30 4.405.00 20.4013.40φ10.0410.04φ(a)MAU4-70 8.800.30 1.00R0.95R 2.600.80R0.70R0.60R 0.50R 0.40R0.30R3.324.40 0.20R5.0020.4013.60 φ13.4014.80φ(b)图 1表2 五叶模型螺旋桨要素表AU5-50 AU5-65 MAU5-80直径(m) 0.250 0.250 0.25010.180 0.180 0.180 毂径比0.500 0.650 0.800 盘面比0.226 0.294 0.364 最大叶宽比0.050 0.050 0.050 叶厚比(叶厚分10? 10? 10? 数)后倾角AU5-50AU5-658.800.301.00R0.95R0.80R2.600.70R0.60R0.50R0.40R3.300.30R4.400.20R5.0020.4013.60φ10.0410.04φ(a)MAU5-808.800.301.00R0.95R2.600.80R0.70R0.60R0.50R0.40R0.30R3.324.400.20R5.0020.4013.60φ12.4013.60φ(b)图 2表3 六叶模型螺旋桨要素表AU6-55 AU6-70 AU6-70 MAU6-85 WWW直径(m) 0.250 0.250 0.250 0.250毂径比 0.180 0.180 0.180 0.180盘面比 0.550 0.700 0.700 0.850最大叶宽比 0.208 0.264 0.264 0.322 叶厚比 0.050 0.050 0.050 0.050210? 10? 10? 10? 后倾角有有无有叶片剖面后缘有一定翘度AUW 6-55AUW 6-70AU 6-708.800.301.00R 0.90R2.600.70R0.50R3.300.30R4.403.0020.4013.60φ10.0410.04φ(a)MAUW 6-858.800.301.00R0.90R2.600.70R0.50R3.320.30R4.405.0020.4013.60φ12.4013.60φ(b)图 3表4 AU型螺旋桨桨叶轮廓的尺寸表 r/R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.66 0.7 0.8 0.9 0.95 1.0叶片从母线到叶片最大宽度宽度叶片随边 27.96 33.45 38.76 43.5447.96 49.74 51.33 52.39 48.49 42.07 17.29 在0.66处 = 以最的距离 0.226 D?a/0.1Z, E大叶片宽从母线到 D为螺旋桨直径度的叶片导边 38.58 44.25 48.32 50.80 51.15 50.26 48.31 40.53 25.13 13.55 a: 为盘面比 E %表的距离Z : 为叶数示叶片宽度 66.54 77.70 87.08 94.34 99.11 100.0 99.64 92.92 73.62 55.623叶片最大厚度叶片厚度用 4.06 3.59 3.12 2.65 2.18 1.90 1.71 1.24 0.77 0.54 0.30 在螺旋桨轴线 D的%表示处 = 0.05D 以叶片宽度%表示的从导边至最厚 32.0 32.0 32.0 32.5 34.9 37.9 40.2 45.4 48.9 50.0点的距离表5 AU型叶切面尺寸表1) X坐标值以叶宽的%表示;2)Y坐标值以Y的%表示最大r/R X 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.0060.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 00.20 Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.30 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.40 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.03 4.06 6.09 10.16 15.23 20.31 30.47 32.50 40.44 50.37 60.29 70.22 80.15 90.07 95.04100.00 0.50 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.18 4.36 6.54 10.91 16.36 21.81 32.72 34.90 42.56 52.13 61.76 71.28 80.85 90.43 95.21100.00 0.60 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.10 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.51 5.03 7.54 12.56 18.84 25.12 37.69 40.20 47.23 56.03 64.82 73.62 82.41 91.21 95.60100.00 0.70 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.84 5.68 8.51 14.19 21.28 21.28 42.56 45.40 51.82 59.85 67.88 75.91 83.94 91.97 95.99100.00 0.80 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 3.06 6.11 9.17 15.28 22.92 30.56 45.85 48.90 54.91 62.42 69.94 77.46 84.97 92.47 96.24100.00 0.90 Y 30.46 48.22 55.33 62.44 74.10 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 23.10 19.04 15.23 10.15 5.40 2.35 uX 0 3.13 6.25 9.38 15.63 23.44 31.25 46.87 50.00 55.88 63.23 70.59 77.94 85.30 92.65 96.32100.00 0.95 Y 0 15.88 25.99 39.66 50.55 68.36 83.75 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y u表6 改进AU型(MAU型)叶切切面尺寸表1) X坐标值以叶宽的%表示;2)Y坐标值以Y的%表示最大r/R X 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.0060.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00Y35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 00.20 Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.30 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.40 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 u4X 0 2.03 4.06 6.09 10.16 15.23 20.31 30.47 32.50 40.44 50.37 60.29 70.22 80.15 90.07 95.04100.00 0.50 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.18 4.36 6.54 10.91 16.36 21.81 32.72 34.90 42.56 52.13 61.70 71.28 80.85 90.43 95.21100.00 0.60 Y 34.0 49.60 58.00 64.75 75.20 84.80 91.80 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 23.60 18.10 14.25 9.45 5.00 2.25 uX 0 2.51 5.03 7.54 12.56 18.84 25.12 37.69 40.20 47.23 56.03 64.82 73.62 82.41 91.21 95.60100.00 0.70 Y 30.0 42.90 52.20 59.90 71.65 82.35 90.60 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 20.50 15.45 11.95 7.70 4.10 1.75 uX 0 2.84 5.68 8.51 14.19 21.28 28.38 42.56 45.40 51.82 59.85 67.88 75.91 83.94 91.97 95.99100.00 0.80 Y 21.0 32.45 41.70 50.10 64.60 78.45 88.90 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 14.00 10.45 8.05 5.05 5.40 1.15 uX 0 3.06 6.11 9.17 15.28 22.92 30.56 45.85 48.90 54.91 62.42 69.94 77.46 84.97 92.49 96.24100.00 0.90 Y 8.30 21.10 31.50 40.90 57.45 74.70 87.45 99.70 100.00 98.65 92.75 83.00 69.35 51.85 30.80 19.40 6.85 0Y 4.00 2.70 2.05 1.20 0.70 0.30 uX 0 3.13 6.25 9.38 15.63 23.44 31.25 46.87 50.00 55.88 63.23 70.50 77.94 85.30 92.65 96.32100.00 0.95 Y 6.00 19.65 30.00 39.60 56.75 74.30 87.30 99.65 100.00 99.00 93.85 84.65 71.65 54.30 33.50 21.50 8.00 0Y u表7 AU型叶切面尺寸表 w1) X坐标值以叶宽的%表示;2)Y坐标值以Y的%表示最大r/R X 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.0060.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 91.10 81.25 69.35 56.60 42.00 34.20 25.55 00.20 Y 24.25 19.05 15.00 5.40 2.35 2.25 5.00 10.00 15.80 19.55 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.30 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 91.50 79.85 66.95 52.40 37.40 29.55 19.80 0Y 24.25 19.05 15.00 5.40 2.35 1.00 4.00 7.50 12.15 14.85 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.40 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 90.30 78.50 63.95 47.95 31.16 22.40 12.80 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 0.25 2.30 5.75 8.05 uX 0 2.03 4.06 6.09 10.16 15.23 20.31 30.47 32.50 40.44 50.37 60.29 70.22 80.15 90.07 95.04100.00 0.50 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 90.00 78.20 63.20 45.65 26.25 16.35 5.60 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 0.25 1.20 uX 0 2.18 4.36 6.54 10.91 16.36 21.87 32.72 34.90 42.56 52.13 61.76 71.28 80.85 90.43 95.21100.00 0.60 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.75 15.10 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.51 5.03 7.54 12.56 18.84 25.12 37.69 40.20 47.23 56.03 64.82 73.62 82.41 91.21 95.60100.00 0.70 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 2.84 5.68 8.51 14.19 21.28 28.38 42.56 45.40 51.82 59.85 67.88 75.91 83.94 91.97 95.99100.00 0.80 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 24.25 19.75 15.00 10.00 5.40 2.35 uX 0 3.06 6.11 9.17 15.28 22.92 30.56 45.85 48.90 54.91 62.42 69.94 77.46 84.97 92.49 96.24100.00 0.90 Y 30.46 43.22 55.33 62.44 74.10 85.25 92.20 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 23.10 19.04 15.23 10.15 5.40 2.35 uX 0 3.13 6.25 9.78 15.63 23.44 31.25 46.87 50.00 55.88 63.23 70.59 77.94 85.30 92.65 96.32100.00 0.95 Y 0 15.88 25.99 34.66 50.55 68.36 83.25 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y u表8 改进AU(MAU)型叶切面尺寸表 WW51) X坐标值以叶宽的%表示;2)Y坐标值以Y的%表示最大r/R X 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.0060.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00Y35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 91.10 81.25 69.35 56.60 42.00 34.20 25.55 00.20 Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 2.25 5.00 10.00 15.80 19.55 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.30 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 90.50 79.85 66.95 52.40 37.40 29.55 19.80 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 1.00 4.00 7.50 12.15 14.85 uX 0 2.00 4.00 6.00 10.00 15.00 20.00 30.00 32.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 95.00100.00 0.40 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 90.30 78.50 63.95 47.95 31.16 22.40 12.80 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 0.25 2.30 5.75 8.05 uX 0 2.03 4.06 6.09 10.16 15.23 20.31 30.47 32.50 40.44 50.37 60.29 70.22 80.15 90.07 95.04100.00 0.50 Y 35.00 51.85 59.75 66.15 76.05 85.25 92.20 99.80 100.00 97.80 90.00 78.20 63.20 45.65 26.25 16.35 5.60 0Y 24.25 19.05 15.00 10.00 5.40 2.35 0.25 1.20 uX 0 2.18 4.36 6.54 10.91 16.36 21.81 32.72 34.90 42.56 52.13 61.70 71.28 80.85 90.43 95.21100.00 0.60 Y34.00 49.60 58.00 64.75 75.20 84.80 91.80 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 23.60 18.10 14.25 9.45 5.00 2.25 uX 0 2.51 5.03 7.54 12.56 18.84 25.12 37.69 40.20 47.23 56.03 64.82 73.62 82.41 91.21 95.60100.00 0.70 Y 30.00 42.90 52.20 59.90 71.65 82.35 90.60 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 20.50 15.45 11.95 7.70 4.10 1.75 uX 0 2.84 5.68 8.51 14.19 21.28 28.38 42.56 45.40 51.82 59.85 67.88 75.91 83.94 91.97 95.99100.00 0.80 Y 21.00 32.45 41.70 50.10 64.60 78.45 88.90 99.80 100.00 97.75 89.95 78.15 63.15 45.25 25.30 15.00 4.50 0Y 14.00 10.45 8.05 5.05 2.70 1.15 uX 0 3.06 6.11 9.17 15.28 22.92 30.56 45.85 48.90 54.91 62.42 69.94 77.46 84.97 92.49 96.24100.00 0.90 Y 8.30 21.10 31.50 40.90 57.45 74.70 87.45 99.70 100.00 98.65 92.75 83.05 69.35 51.85 30.80 19.40 6.85 0Y 4.00 2.70 2.05 1.20 0.70 0.30 uX 0 3.13 6.25 9.38 15.63 23.44 31.25 46.87 50.00 55.88 63.23 70.59 77.94 85.30 92.65 96.32100.00 0.95 Y 6.00 19.65 30.00 39.60 56.75 74.30 87.30 99.65 100.00 99.00 93.85 84.65 71.65 54.30 33.50 21.50 8.00 0Y u6。
螺旋桨图谱设计
2923.051 3274.899 4127.456 3215.356 3602.389 4540.201
伴流分数 推力减额分数 相对旋转效率
2推进因子的决定
ω=
0.279
t= 0.1674
ηR=
1
5473.954 功率 6021.349
14.77 3850.92
船身效率
ηн=(1-t)/(1-
ω)
7.6 g/cm2 6596 hp
4 161.8 r/min
8°
P/D η0 D
Vmax AE/A0
b0.66R b0.25R b0.6R
1.514082121 m 1.091956026 m 1.50060679 m
表5.5 强度校核计算表
项目 弦长b
K1 K2 K3 K4 A1=D/P(K1-K2D/P0.7)+K3D/P0.7-K4 Y=1.36A1Ne/(Zbne)
15.30802 mm 163.8 mm
实际桨叶 按t1.0与 t0.25连直 线决定
t0.2=
173.69947 mm
t0.3=
153.9005347 mm
0.2
t0.4=
134.1016 mm
t0.5=
114.3026733 mm
0.4
t0.6=
94.503743 mm
t0.7=
74.704812 mm
0.5800101
0.4 0.4
0.612596097
0.55 0.55
0.603577219 100AE/A0
0.7 100Ad 0.7 100Ad
P/D η0 D Vmax AE/A0 P
6.强度校核 G= Ne Z= N=ne ε=
螺旋桨设计表格
Y=1.36A1Ne/(Zbne)
X=A2GAdN D /10 Zb
2 3
10
计算功率Ne=2*1469=2938hp Ad=AE/AO= 0.688 P/D=0.71 ε =100 G= 7.6g/cm3 b0.66R=0.226DAd/(0.1Z)=0.226*2.521*0.688/0.4=0.98m b0.25R=0.7212b0.66R=0.7212*0.98=0.7067m b0.6R=0.9911b0.66R=0.9911*0.98=0.9713m 空泡校核计算结果 序号 项目 1 Vmax 2 VA=0.5144Vmax(1-w） 3 （0.7πND/60）2 4 V20.7R=VA2+(3) 5 0.5ρ V0.7R2 6 ζ =(po-pv)/0.5ρ V0.7R2 7 平均推力系数（查图6-20） 8 T=PD*η0*75/VA 9 Ap=T/[0.5ρ V0.7R *(7)] 10 AE=AP/(1.067-0.229P/D) 11 AE/AO=AE/(πD2/4) 根据表1-1计算结果作图 强度校核计算表 项目 弦长b 0.7R处D/P D/P K1 K2 D/P0.7
数值
/ VA
2.5
直径系数 P/D MAU4-40 D η
O
数值 MAU4-70 14.23 5.124 761.15 787.40 41193.03 0.450 0.17 86137 12.300 13.334 0.483 MAU4-70 MAU4-55
PTE=PDη Hη Hp O 直径系数 P/D D 效率 PTE Hp 直径系数δ ü P/D D 效率 PTE
表2 MAU 4-40 4-55 4-70 6.强度校核
按图1设计计算的最佳要素 Vmax/kn P/D 14.52 0.711 14.39 0.7 14.23 0.631
船用螺旋桨设计和分析参数
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船舶设计主要参数
船体
主机
齿轮箱
船总长(m)
方形系数
型号
型号
水线长(m)
棱形系数
额定功率(马力)
减速比
型宽(m)
`
船舶用途
额定转速(转/分)Байду номын сангаас
备注
设计吃水(m)
备注
排水量(T)
原有螺旋桨参数
直径
螺距
叶数
盘面比
后倾角
旋向
桨型
材料
最大限制直径
设计航速
实际航速
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船用螺旋桨设计和分析参数
选用合适的螺旋桨对船的的使用非常重要，一个与船体和主机匹配的效率最佳螺旋桨能使船发挥最佳航速和使主机耗油量最低。
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螺旋桨设计说明书
螺旋桨图谱设计计算说明书“信海11号”学院航运与船舶工程学院专业船舶与海洋工程学生姓名李金檑班级船舶1403班学号 631418020315组员李金檑、刘敬指导教师赵藤目录一、前言 (1)二、船体主要参数 (1)三、主机主要参数 (1)四、推进因子 (1)五、阻力计算 (2)六、可以达到最大航速的计算 (2)七、空泡校核 (4)八、强度校核 (5)九、螺距修正 (7)十、重量及惯性矩计算 (7)十一、敞水性征曲线的确定 (9)十二、系柱特性计算 (10)十三、航行特性计算 (11)十四、螺旋桨计算总结 (12)十五、桨毂形状及尺寸计算 (13)十六、螺旋桨总图(见附页) (14)十七、设计总结及体会 (14)十八、设计参考书 (14)一、前言本船阻力委托七零八研究所五室进行船模拖曳试验，并根据试验结果得出阻力曲线。
实验时对 3.4m d =吃水情况来进行。
虽然在船舶试验过程中将本船附体部分（舵、轴支架、舭龙骨等）也装在试验模型上，但考虑本船建造的表面粗糙度及螺旋桨等影响在换算本船阻力时再相应增加15%。
本船主机最大持续功率kw 10802⨯额定转速750转/分，考虑本船主机的经济性和长期使用后主机功率折损。
在船速计算中按%8510802⨯⨯kw 来考虑。
螺旋桨转速为300转/分。
二、船体主要参数表1 船体主要参数本船的H B =3.292； d H =1.41； B L pp =4.329； dB=4.647三、主机主要参数型 号：8230ZC 二台 额定功率：s P =1080kw(1469hp) 额定转速：750r/min 减速比：2.5 传送效率：M η=0.95四、推进因子伴流分数 0.165=ω； 推力减额 t=0.165 船身效率 1=H η； 相对旋转效率 1=R η五、阻力计算本船曾在七零八所水池进行船模阻力试验，表中数值为吃水3.4m 时船的阻力试验结果。
表2 模型试验提供的有效功率数据六、可以达到最大航速的计算采用MAU 4叶桨图谱进行计算。
船舶设计原理课程大作业螺旋桨设计【模版】
SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 螺旋桨设计计算书姓名:王志强学号：5130109174课程:船舶原理（2）专业:船舶与海洋工程日期:2016年4月一、船舶的主要参数船型：单桨集装箱船二、最大航速确定按满载工况、主机功率P s=0.85P max、螺旋桨转速102r/min，设计MAU型5叶右旋桨1只。
螺旋桨敞水收到功率：P D=0.85ηSηR P max=0.85×0.97×1.0×33000kW=27208.5kW 最大航速设计的步骤：假定若干个盘面比（ 0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8），对每一个盘面比进行以下计算：1）假定若干直径（范围7.5m ~ 8.5m，每隔0.01米取一次值）；2）对每个直径，假定若干航速（范围21节~25节，每隔0.001节取一次值）；3）对每个直径与航速的组合，用回归公式计算设计进速系数下不同螺距比（范围0.4~1.6）螺旋桨的推力、扭矩，通过插值（或二分法）确定满足设计功率要求（即：螺旋桨要求的扭矩与设计功率与转速下的收到转矩平衡）的螺距及相应的有效推力与敞水效率；4）对每个直径，根据阻力曲线及不同航速下的有效推力值，通过插值确定有效推力与阻力平衡的航速，以及对应的螺距和敞水效率；5）根据航速（或敞水效率）与直径的关系，确定最大航速（或最高敞水效率）对应的直径，该直径即为所假定盘面比下的最佳直径。
三、空泡校核柏立尔空泡限界线图空泡校核计算结果：P0=P a+γℎs=10330+1025×(12.7−4.7)kgf/m2=18530kgf/m2=181594N/m2做计算盘面比图~需要盘面比图，如下所示：图 1 计算盘面比~需要盘面比图由图插值可知，不发生空泡的最小盘面比为：0.7040作最大航速~盘面比，敞水效率~盘面比图如下所示：由图可知，在盘面比大于0.7040时，最大航速与敞水效率都随盘面比的增大而单调递减，因此，本螺旋桨设计选取盘面比为0.7040，将该盘面比输入之前计算最大航速的程序中可以得到对应的最佳螺旋桨要素。
螺旋桨计算模版
3.3 螺旋桨设计3.3.1 已知船体的主要参数船型：双桨、双机交通工作艇。
设计水线长WLL=32.052m设计水线宽B=6.704m设计吃水d=1.1m排水量△=106t方型系数BC=0.404菱形系数Cp=0.5桨轴中心线距基线PZ=0.53m螺旋桨数目2个V设定（kn）11.339 11.879 12.419 12.959 13.499 14.039 14.579 PE（hp）122.18 168.03 224.89 298.49 386.87 443.81 504.853.3.2 主机参数型号TBD234V8高速船用柴油机*2最大持续功率（单机）296KW（402.6hp）主机额定转速1800rpm齿轮箱型号300型齿轮箱速比 2.54：1螺旋桨转速708.7rpm3.3.3 推进因子的决定根据船舶设计手册推荐值w=0.12根据新海尔公式推力减额分数t=0.144取相对旋转效率Rη=1.0船身效率11Htwη-=-=0.9733.3.4 规定航速下的标准螺旋桨要素 采用MAU 四叶桨图谱进行计算。
取功率储备10％ 轴系效率s η=0.92螺旋桨敞水收到马力：P D =402.6×0.9×s η×R η=402.6×0.9×0.92×1.0=333.35hp 根据MAU4—40，MAU4—55，MAU4—70的P B —δ图谱列表计算：按图谱设计的计算表 项目 单位 数值 假定航速 kn 12 13 14 15 V=（1-w ）V kn 10.56 11.44 12.32 13.2 B p =NP 0.5D /V 2.5A 90.691 74.243 61.687 51.914 sqrt(Bp) 9.52 8.62 7.85 7.21 MAU 4-40δ80.133 74.223 69.323 65.533 P/D 0.565 0.578 0.594 0.614 η00.368 0.394 0.421 0.445 P TE =P D *ηH *η0 hp 119.254 127.820 136.515 144.471 MAU 4-55δ78.601 72.995 72.000 63.617 P/D 0.601 0.618 0.638 0.659 η00.361 0.387 0.412 0.436 P TE =P D *ηH *η0 hp 117.176 125.461 133.669 141.257 MAU 4-70δ74.701 69.248 64.587 60.663 P/D 0.604 0.621 0.641 0.663 η00.346 0.449 0.397 0.421 P TE =P D *ηH *η0hp112.300145.611128.656136.653根据上表中的计算结果可绘制TE P 、δ、P/D 及0η对V 的曲线：如图3.2 5. 空泡校核按柏利尔空泡限界线中商船上限线，计算不发生空泡之最小展开面积比。
螺旋桨设计计算表格
P/D=
0.400 0.135 0.152
J KT 10KQ
0.000 0.292 0.302
0.100 0.269 0.289
0.400 0.177 0.215
J KT 10KQ
0.000 0.262 0.246
0.100 0.231 0.231
0.400 0.124 0.146
J KT 10KQ
79.918554 59.308768 38.698982 18.089196 xR= 22.240867 27.801084 33.361301 44.481735 55.602169 66.722602 73.394863 77.843036 88.96347 100.0839 105.64412 111.20434
设计水线长 垂涎间长 型宽 设计吃水 排水体积 排水量 方形系数 浆轴中心线距基线
1.船体主要参数 Lwl= 66.360 m Lpp= 60.500 m B= 10.800 m T= 4.000 m DispV= 1757.2 m3 Disp= 1812 t CB= 0.618 Zp= 1.400 m
η 0 0.640404339 0.621590321 0.589013418
D/m 2.250063 2.210204 2.177138
5.空泡校核 按柏利尔空泡限界线中商船上限线，计算不发生空泡的最小展开面积比 浆轴沉深 hs= T-Zp 2.600 m p0-pv= pa+γ hs-pv 12821 kgf/m2 计算温度 t= pD= 15 ℃ 972 hp pv= ρ = 174 104.63
0.621748883 m 0.448405294 m 0.616215318 m 表5.5 强度校核计算表 单 位 m 值 0.25R 0.60R 0.44841 0.61622 634 207 250 151 1410 635 4 34 2258.192 814.2453485 6675.9495 1751.643413 82 23 34 12 41 65 380 330 1175.2063 1007.055241 0.2079824 0.129689242 1.38 1.38 75.472624 37.42948625 85.071318 48.48509107 不满足要求 满足要求 85.071 48.485 mm mm mm mm mm mm mm 数
螺旋桨-课程设计
山东104总吨钢质拖网渔船1.已知船体主要参数船型：单桨，转动导流管平衡舵，尾机型钢质拖网渔船。
设计水线长：L wl=27.50m垂线间长：L pp=26.00m型宽：B=5.40m型深：D=2.50m平均吃水：T m=1.90m尾吃水: T a=2.40m方形系数：C b=0.502棱形系数：C p=0.592宽吃水比：B/T m=2.84排水量：Δ=137.35t浮心纵向坐标（LCB）：X b=-0.78m桨轴中心距基线：Z s=0.35m用艾亚法估算船体有效功率数据表：首先计算所需参数如下：L/Δ1/3 = 5.04 Δ0.64 = 23.346 X c=-3%速度 v（kn）9 10 11速长比V/L1/20.974 1.083 1.191 傅汝德数Vs/(gL)1/20.290 0.322 0.354 标准Co 查图7-3 295 243 205 标准Cbc,查表7-5 0.593 0.56 0.546 实际Cb（肥或瘦）（%）15.35，瘦10.36，瘦8.06，瘦Cb修正（%）11.21 7.174 5.104 Cb修正数量△133 17 10已修正Cb之△1328 260 215 B/T修正（%）=-10Cb（B/T-2）% -4.2168 -4.2168 -4.2168 B/T修正数量，△2[式7-23] -14 -11 -9已修正B/T之C2 314 249 206标准Xc，%L，船中前或后，查表7-5 1.838，船中后2.3275，船中后2.4955，船中后实际Xc，%L，船中前或后3，船中后3，船中后3，船中后相差%L，在标准者前或后 1.162，后0.6725，后0.5045，后Xc修正（%），查表7-7（b）0.22 0.5 0.96 Xc修正数量，△3[式(7-24)] -1 -1 -2已修正Xc之C3 313 248 204长度修正（%）=（Lwl-1.025Lbp）/Lwl*100%3.2 3.2 3.2长度修正数量，△4[式(7-25)] 10 8 7已修正长度C4 323 256 211 Vs3729 1000 1331 Pe=△0.64*Vs3/C4*0.735(KW) 39 68 1092.主机参数主机型号6160A-123 功率（KW）136转速（转/分）850齿轮箱型号2HC250 减速比 1.97:13.推进因子的确定(1)伴流分数ω本船为单桨钢质拖网渔船，故使用汉克歇尔公式估算：ω=0.77*Cp-0.28=0.77*0.592-0.28=0.176(2)推力减额分数t对于单螺旋桨渔船，也使用汉克歇尔公式估算：t=0.77*C P-0.30=0.77*0.592-0.30=0.156(3)相对旋转效率缺少资料，故近似地取为ηR =1.0(4)船身效率ηH =(1-t)/(1-ω)=(1-0.156)/(1-0.176)=1.02434．桨叶数Z的选取根据一般情况，单桨船多用四叶，加之教材中四叶图谱资料较为详尽、方便查找，故选用四叶。
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取转速为 231
rpm
221
rpm
76
项目
单位
数
V
kn
10
VA=0.5144(1-ω)V
m/s
3.302448
J=VA/nD
#NAME?
KT
#NAME?
KQ
#NAME?
N=
231
rpm
PTE=KTρ n2D4(1-
PE/hp 111h01p00000
#NAME?
t)V/145.6
Ps=KQ2пnρ n2D5/75ηSηR
KT
#NAME?
1000
KQ
1000
#NAME?
N=
76
rpm
PTE=KTρ n2D4(1-
11
10-h01p0000
#NAME?
t)V/145.6
Ps=KQ2пnρ n2D5/76ηSη
30-h03p0000
#NAME?
R
航
50-050000
10
527.8912
70-070000
行
527.8912
单位 m
mm mm
0.25R #NAME?
634 250 1410 4 #NAME?
#NAME?
82 34 41 380 #NAME?
#NAME? 1.38 #NAME? #NAME?
数值 0.60R #NAME? 207 151 635 34 #NAME?
#NAME?
23 12 65 330 #NAME?
#NAME? m
d0/d=
#NAME?
榖重量Gn=
#NAME? kgf
③螺旋桨总重=
#NAME? kgf
（2）螺旋桨总惯性矩
桨叶最大宽度bmax= #NAME?
整个螺旋桨的惯性
矩Imp=
#NAME? (kgf·cm·s2)
由MAU4-40，MAU49-、55，敞P水/D性=0.征6，曲P/线D=之0.确7的定敞水性征曲线内差得到
0.200
0.300
0.400
KT 10KQ
#NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
MAU4-55 P/D= #NAME?
J
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
KT 10KQ
#NAME? #NAME?
1
t0.6= t0.8=
#NAME? mm #NAME? mm
0.9
t0.3=
#NAME? mm
0.8
t0.5=
#NAME? mm
t0.7=
#NAME? mm
0.7
t0.9=
#NAME? mm
பைடு நூலகம்x=
xR=
txR=
0.6
0.2 0.25
#NAME? #NAME?
0.5
#NAME? #NAME?
0.3
#NAME? #NAME?
采用MAU 4叶浆图进
行计算
取功率储备10%，轴
系效率
ηs=
螺旋桨敞水收到马
力：
PD=
3444.4898 hp
0.97
根据MAU4440,MAU4-55,MAU470的SqrtBp-δ图谱 列表计算 假定航速V/kn VA=V(1-ω)/kn
11 7.062
12 7.704
13 8.346
14 8.988
设计计算的最佳要 MAU
4-40 4-55 4-70
Vmax/kn
δ
13.63 #NAME?
13.53 #NAME?
13.31 #NAME?
#NAME?
#NAME?
P/D
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
η0 #NAME? #NAME? #NAME?
D/m
#NAME? #NAME? #NAME?
输入确定
模型试验提供的有 效功率数据 航速
有效功率PE
kn
10
11
12
13
满载PE/KW
388
527
736
1059
压载出港
PE/KW
338.724 460.071 642.528 924.507
压载换算到hp 460.849 625.947 874.188 1257.833
满载换算到hp 527.89116 717.0068 1001.360544 1440.816
Ne
3827.2109 hp
Z=
4
N=ne
231 r/min
ε=
8°
P/D η0 D
Vmax AE/A0
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
0.6423
b0.66R b0.25R b0.6R
#NAME? m #NAME? m #NAME? m
表5.5 强度校核计算表
项目 弦长b
K1 K2 K3 K4 A1=D/P(K1-K2D/P0.7)+K3D/P0.7-K4 Y=1.36A1Ne/(Zbne) K5 K6 K7 K8 A2=D/P(K5+K6ε）+K7ε+K8 X=A2GAdne2D3/(1010Zb) 材料系数K t=(Y/(K-X))0.5 MAU标准桨叶厚度t'
#NAME? #NAME?
由上图得J=0时， KT= 计算功率Ne=
10、系柱特性计算
#NAME? ，KQ= 3827.211 hp
#NAME?
系柱推力减额分数t0= 主机转矩Q 系柱推力T 车叶转速N
0.040 11865.965 kgf·m #NAME? kgf #NAME? rpm
11、航行特性计算
90h0p0 9000
#NAME?
J=VA/nD
#NAME?
KT
70070000
#NAME?
KQ
#NAME?
N=
221
rpm
PTE=KTρ
n2D4(1-
50h05p0000
#NAME?
t)V/145.6
Ps=KQ2пnρ n2D5/75ηSηR
J=VA/nD
hp
30030000
#NAME? #NAME?
1
#NAME? #NAME?
dh/D 设计桨（t/b)0.7R 标准桨（t/b)0.7R 1-s=30.866VA/(NP) Δ(t/b)0.7R Δ(P/D) 修正后P/D
7.螺距修正 0.18
#NAME? 0.055
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
8、重量及惯性矩计算
（1）螺旋桨总重
0.4
0.4
#NAME? #NAME?
0.5
#NAME? #NAME?
0.3
0.6 0.66
#NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
0.2
0.7
#NAME? #NAME?
0.1
0.8
#NAME? #NAME?
0.9
#NAME? #NAME?
0
0.95
#NAME? #NAME?
0
0.1
0.2
0.400 0.124 0.146
J
KT 10KQ
0.000 0.307 0.336
0.100 0.279 0.306
MAU4-55 P/D=0.7
0.200
0.300
0.246
0.215
0.277
0.246
0.400 0.172 0.215
MAU4-40 P/D= #NAME?
J
0.000
0.100
Bp=N*PD0.5/VA2.5 SqrtBp
102.29517 82.296951 67.37185111 55.97792 10.114108 9.0717667 8.208035765 7.481839
MAU4-440
δ
P/D
η0
PTE
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
MAU4- 64.23
P/D= #NAME?
J
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
KT 10KQ
#NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
螺旋桨效率 设计航速
毂径比 旋向 材料 重量 惯性矩
12、螺旋桨设计总结
D= P/D=
MAU Z= Ad= ε= η0= V max = dn/D= 右旋 铝镍青铜
N=
#NAME? m
N=
#NAME?
4.000
N=
0.642
8.000 °
#NAME?
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
MAU4-55
δ
P/D
η0
PTE
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME?