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1、? ? 年第!期船舶节能国外新型螺旋桨的节能周熊编译在一定的航行条件下,提供推进效率仍是可能的,但是螺旋桨制造商在设计时往 往受到船舶技术条件的限制。一般情况下,螺旋桨设计要求提供下 列技术数据轴功率和转速,航速、尾框架尺寸和桨叶数。在这 些 约束条件下,设计者希望设计最有效的螺旋桨。当满足振动要求确定桨叶数时,一般选择最少 叶数的螺旋桨,这对螺旋桨效率有好处。英国 # % ?的集装箱船的主机功率为=6入,接近 于单桨吸收功 率的 极限。采用双桨,明显有利,因为双桨负荷较轻,螺旋桨效率高。但是康斯坦丁加 林+咙8;时,如果把转速7乃 ;相继减到#、 #、+#船舶节能? 年第!期乃&1&,并采用
2、叶螺旋桨,则节省的功率分别为4,?4和? !4。目前低转速大直径螺旋桨方法已相当普遍,但由于压载吃水较小而经常受到限制。当螺旋 桨 直径受到限制时,可采用双桨推进,螺旋桨转速可大幅度降低。然 而附件增加的阻力以及 由于有效伴流减少而引起船身效率的降低,抵 消了 由于低转速而增加的螺旋桨效率。部分重叠双桨布置具有很大的潜力,它会成为相当有吸引力的一种方案。由船模试验可知,船体激 振水平低于同等功率的单桨方案,空泡性能达到可接受的水平,但必须认真考虑螺旋桨的最佳相位。外旋螺旋桨在这类布置中性能较好。部分重叠螺旋桨在压载状况下具有优越性,在 同等功率和转速时所要求的吃水比单桨的少巧4左右由此后体吃水
3、可以减少。反之,如果部分重叠螺旋桨如保持原来的单桨吃水,那么就可以采用减少转速 的方法达到节能目的。如果两轴中心距为原螺旋桨直径 的=7 4一78 4,可取得最佳效果。对于 一艘航速为巧&的船舶,部分重叠螺旋桨与原来直径相同、转速为? 1 &的螺旋桨相比可节能巧4左右。这艘?6&船舶的部分重叠螺旋桨的布置见图三。图三部分重叠螺旋桨的布置图荷兰海运研究所的船模试验表明,将两个螺旋桨布置在纵向一前一后相互部分重叠位置上,使部分重叠螺旋桨就同单螺旋桨一样都可获得较大的伴流。由于伴流 的收益可使推进效率提高巧4,其优越性可与正反转螺旋桨相媲美,而且也未遇到空泡问题。目前部分重 叠螺旋桨尚未在大船上 应
4、用,但是可以预见在双桨船特别是游览客船上将会逐渐受到重视。四、叶梢端板 +下 /) #3螺旋桨有几种叶梢端板型式,有的端板向着螺旋桨的前方布置,有的向着螺旋桨后方布置,也有的一半 向螺旋桨前方,一半向螺旋桨后方布置。西班牙 西斯特玛+ 1# 3公司开发的尾流收缩叶梢有载+3螺旋桨的叶梢端板是向着螺旋 桨后方布置的,是二种在理论指导下设计的节能螺旋桨,其特征是叶背负压比常规桨小,叶面压力比常规桨大,由此产生较大的推力。除了螺旋桨本身有较好的性能外,在桨叶 叶梢处装有边界元件+叶梢端板3,目的在于使叶梢处前后两个压力场分开,有效地 阻止压力相互 干扰,从而维持桨叶有较大的压力差,提高螺旋桨效率。自
5、?7 年该项技术开发以来,每年均有几十艘大小不同的海船装上桨,包括调距桨也采用/丁技术。螺旋桨具有较高的效率,在一定航速下,螺旋桨本身效率的提高就能节 约燃油?84。螺旋桨配合不同的船型和推进装置,船舶的燃油节约明显地超过? 84。对肥胖、航速低、螺旋桨负荷重的大型船舶,其效果尤为显著,拖网渔船装上 5 ?、螺旋桨,拖力可增加 ? 4。自由航行时,也有明显 的节能效果。? 77年!月,第一艘装有 江,可 调螺距桨的“ &1 ) )”号海洋调查船试航,取得了十分满意的结果。此后,西斯特玛公司为更多的新造船舶提供 桨,有一些船东要求公司为其营运 的船舶设计 桨以取代原有的螺旋桨。? ? 年第!期船
6、 舶节能最近德国肖特尔 + 2.% /公司在型推进装置上采用梢涡鳍+3螺旋桨和毅涡鳍+/砰 3螺旋桨。据称 螺旋桨类似于桨,能提高螺旋桨效率? 4。 螺旋桨类似于日本(公司 开发的桨帽鳍螺旋桨,提高螺旋桨效率! 4。五、压力最佳分布螺旋桨+0 # # 御 11/0% / /3大方形 系数船舶如油船、散装货船的螺旋桨设计长期以来采用相对小的桨叶 面 积+小盘面比3来减低螺旋桨的诱导阻力以达到节约燃油 的目的。但是大多数减少了盘 面 比的螺旋桨在流体中运动时,叶剖面随边处的负压急剧上升,吸力面压力的 迅速产生使该处的水流速度骤增,导致了流体分离,影响了螺旋桨效率的提高。日本) ) #. 1二公司对
7、螺旋桨叶型 进行 研究,发展 了 一种效率好的压力最佳分布螺旋桨,特别适 用于小盘面比螺旋桨。其特点是,在螺旋桨运动时,桨叶剖面自随边沿叶背产生 的负压 缓慢地 上升,这样降低了螺旋桨的阻力,提高了 螺旋桨的效率,同时改善了激振和空泡性能。压力最佳分布 螺旋桨克服了传 统的(?和 叶型在低速肥大船上使用的局限性。一个叶盘面比为85! 7的压力最佳分布螺旋桨的效率比相 当的(?型螺旋桨的效率提高4。一艘?8888 载重 量散货船的压力最佳分布螺旋桨的效率比最佳直径(?桨提高6 4一=4。近年来螺旋桨有采用较小盘面比的趋势,对每叶盘面 比小于85?的各种压力最佳分布螺旋桨叶型都可 以用理论方法精确
8、算出螺旋桨的特征曲线。虽然压力最佳分布螺旋桨适用于大的低转速螺旋桨,但是拥有侧抖螺旋桨的集装箱船的船主对最佳压力分布桨颇感兴趣,因为这类船的螺旋桨即使能提高?4的效率也很受欢迎。为了满足新的设计要求,) ) #. 1 )公司和日本船舶研究中心联合开发了压力最佳分布螺旋桨设计的计算机程序。以前螺旋桨计算方法都是在决定了螺旋桨的主要参数后通过计算机计算出螺旋桨的特征曲线。但是新的压力最佳分布螺旋桨计算程序能够在决定了整个叶剖面 的压力分布后自动设计出 叶剖面形状,这就很方便而又精确地设计出压力最佳分布螺旋桨。近年来) )# .1/ & )公 司已交付?8 8多只压力最佳分布螺旋桨供用户使用,除肥大船外,压力最佳分布螺旋桨也用在集装箱船、双桨渡船以及每叶展开 面比为58? 的轻负荷可调桨的船上。目前,血) #. 1 )公司对压力最佳分布叶型作深人研究,进 一步提 高效率和改善激振和空 泡性能,使其应 用范围扩大到各种类型的民用船上。、节能宣传周征文启事根据国家经济贸易委员会等部委印发的“? 年全国节能宣传周”活动安排意见,为配合做好节能宣传周的宣传报导工作,本刊将重点报导有关+节能宣传周活动的文章和报导,欢迎踊跃来稿。来稿具体要求详见本刊征稿启事。本刊编辑部
