舰艇螺旋桨的几何形状及其重要性

舰艇航行时会遭受阻力，为了克服阻力，需要主机输出能量，而推进器作为一种能量转换装置，能将主机输出的旋转能量转化为推动舰艇前进的能量。随着舰艇快速性设计技术的不断提升，推进器经历了橹、风帆、明轮、螺旋桨、特种推进器的发展历程，各个演变形式都对舰艇的快速航行起到了重要的作用，且不同的形式均有其适用性。

螺旋桨是舰艇推进器的一种典型形式。19世纪中叶，螺旋桨开始在舰艇上大量应用，到现在，螺旋桨仍然是各类舰艇使用最多的推进器，也是舰艇推进器最基本的形式。除了螺旋桨，目前还发展出诸如吊舱推进器、Z型全回转推进器、导管推进器、泵喷推进器、无轴推进器、直翼型推进器、仿生推进器、磁流体推进器等特种推进器，其在提高舰艇推进性能方面各有长处。

高效率是推进器选型和设计最基本的要求。近年来，随着各种需求的不断提出，人们对推进器的综合性能也提出了越来越高的要求。目前对螺旋桨的主要性能要求集中在以下几个方面：

（1）高效节能　推进器消耗扭矩，产生推力，因此在有限的主机功率下，产生最大的推力是螺旋桨设计的主要目标。另外，还可通过前置补偿导管、后置定子或前置导叶、毂帽鳍等装置来改善螺旋桨的流场环境，进而提高推进效率，实现舰艇的高效节能航行。(www.xing528.com)

（2）减振降噪　螺旋桨可能引起船体艉部的剧烈振动，是舰艇三大辐射噪声源之一。以减振降噪为目标，对螺旋桨的几何形状进行优化设计，可在高效推进的基础上进一步改善舰艇的隐身性能，如采用桨叶气幕降噪技术和大侧斜螺旋桨技术等来实现减振降噪。

（3）抗空化　空泡是螺旋桨高速旋转时常见的液体内气核逸出现象，严重时会造成桨叶的剥蚀和船体的振动，通过叶切面优化或采用整流装置，抑或换用抗空化性能优良的推进器形式，可增加螺旋桨和舰艇的寿命，改善总体性能。

螺旋桨特殊的外形设计使它能产生良好的水动力性能，掌握螺旋桨的几何外形特征是研究螺旋桨水动力性能的基础。本章将主要针对螺旋桨的几何形状进行介绍，其他形式的推进器可参考螺旋桨。