普通運(yùn)輸船舶有1~2個(gè)螺旋槳。推進(jìn)功率大的船,可增加螺旋槳數(shù)目。大型快速客船有雙槳至四槳。螺旋槳一般有3~4片槳葉,直徑根據(jù)船的馬力和吃水而定,以下端不觸及水底,上端不超過(guò)滿載水線為準(zhǔn)。螺旋槳轉(zhuǎn)速不宜太高,海洋貨船為每分鐘100轉(zhuǎn)左右,小型快艇轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘400~500轉(zhuǎn),但效率將受到影響。螺旋槳材料一般用錳青銅或耐腐蝕合金,也可用不銹鋼、鎳鋁青銅或鑄鐵。
60年代以來(lái),船舶趨于大型化,使用大功率的主機(jī)后,螺旋槳激振造成的船尾振動(dòng)、結(jié)構(gòu)損壞、噪聲、剝蝕等問(wèn)題引起各國(guó)的重視。螺旋槳激振的根本原因在于螺旋槳葉負(fù)荷加重,在船后不均勻尾流中工作時(shí)容易產(chǎn)生局部的不穩(wěn)定空泡,從而導(dǎo)致螺旋槳作用于船體的壓力、振幅和相位都不斷變化。
在普通螺旋槳的基礎(chǔ)上,為了改善性能,更好地適應(yīng)各種航行條件和充分利用主機(jī)功率,發(fā)展了以下幾種特種螺旋槳。
①可調(diào)螺距螺旋槳:簡(jiǎn)稱調(diào)距槳,可按需要調(diào)節(jié)螺距,充分發(fā)揮主機(jī)功率;提高推進(jìn)效率,船倒退時(shí)可不改變主機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。螺距是通過(guò)機(jī)械或液力操縱槳轂中的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)各槳葉來(lái)調(diào)節(jié)的。調(diào)距槳對(duì)于槳葉負(fù)荷變化的適應(yīng)性較好,在拖船和漁船上應(yīng)用較多。對(duì)于一般運(yùn)輸船舶,可使船-機(jī)-槳處于良好的匹配狀態(tài)。但調(diào)距槳的轂徑比普通螺旋槳的大得多,葉根的截面厚而窄,在正常操作條件下,其效率要比普通螺旋槳低,而且價(jià)格昂貴,維修保養(yǎng)復(fù)雜。
②導(dǎo)管螺旋槳:在普通螺旋槳外緣加裝一機(jī)翼形截面的圓形導(dǎo)管而成。此導(dǎo)管又稱柯氏導(dǎo)管。導(dǎo)管與船體固接的稱固定導(dǎo)管,導(dǎo)管被連接在轉(zhuǎn)動(dòng)的舵桿上兼起舵葉作用的稱可轉(zhuǎn)導(dǎo)管。導(dǎo)管可提高螺旋槳的推進(jìn)效率,這是因?yàn)閷?dǎo)管內(nèi)部流速高、壓力低,導(dǎo)管內(nèi)外的壓力差在管壁上形成了附加推力;導(dǎo)管和螺旋槳葉間的間隙很小,限制了槳葉尖的繞流損失;導(dǎo)管可以減少螺旋槳后的尾流收縮,使能量損失減少。但導(dǎo)管螺旋槳的倒車性能較差。固定導(dǎo)管螺旋槳使船舶回轉(zhuǎn)直徑增大,可轉(zhuǎn)導(dǎo)管能改善船的回轉(zhuǎn)性能。導(dǎo)管螺旋槳多用于推船。
③串列螺旋槳:將兩個(gè)或三個(gè)普通螺旋槳裝于同一軸上,以相同速度同向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)螺旋槳直徑受限制時(shí),它可加大槳葉面積,吸收較大功率,對(duì)減振或避免空泡有利。串列螺旋槳重量較大,槳軸伸出較長(zhǎng),增加了布置及安裝上的困難,應(yīng)用較少。
④對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳:將兩個(gè)普通螺旋槳一前一后分別裝于同心的內(nèi)外兩軸上,以等速反方向旋轉(zhuǎn)。因可減小尾流旋轉(zhuǎn)損失,效率比單槳略高,但其軸系構(gòu)造復(fù)雜,大船上還未應(yīng)用。
⑤直葉推進(jìn)器:由4~8片垂直的槳葉組成。直葉推進(jìn)器上部呈圓盤形,槳葉沿圓盤周緣均勻安裝,圓盤底與船殼板齊平相接,圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),葉片除繞主軸轉(zhuǎn)動(dòng)外,還繞本身的垂直軸系擺動(dòng),從而產(chǎn)生不同方向的推力,所以可使船在原地回轉(zhuǎn),不必用舵轉(zhuǎn)向,船倒退時(shí)也不必改變主機(jī)轉(zhuǎn)向。但因機(jī)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格昂貴,槳葉易損壞,僅用于少數(shù)港務(wù)船或?qū)Σ倏v性能有特殊要求的船上。