船舶推進(jìn)器，是指船舶推進(jìn)裝置中的能量變化器。它將發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的動力轉(zhuǎn)變成船舶行進(jìn)的推力，以克服船舶在水中航行的阻力，推動船的行進(jìn)。最常見的是螺旋槳，此外還有明輪、噴水推進(jìn)器、噴氣推進(jìn)器、導(dǎo)管推進(jìn)器和平旋推進(jìn)器等。廣義上講，推進(jìn)器也包括依靠人力或風(fēng)力驅(qū)動船舶前進(jìn)的篙、槳、櫓、纖和帆等。
簡介
船舶推進(jìn)器
船舶推進(jìn)器是，它的作用是將船舶動力裝置提供的。
推動船舶前進(jìn)的機(jī)構(gòu)。它是把自然力、人力或機(jī)械能轉(zhuǎn)換成船舶推力的能量轉(zhuǎn)換器。推進(jìn)器按作用方式可分為主動式和反應(yīng)式兩類。靠人力或風(fēng)力驅(qū)船前進(jìn)的纖、帆（見帆船）等為主動式，槳、櫓、明輪、噴水推進(jìn)器、螺旋槳等為反應(yīng)式。現(xiàn)代運(yùn)輸船舶大多采用反應(yīng)式推進(jìn)器，應(yīng)用最廣的是螺旋槳。
歷史
瑞典的前任軍官約翰·愛立信和英國工程師弗蘭西斯·佩蒂特·史密斯兩人都設(shè)計(jì)過用螺旋槳推進(jìn)的船。他們從古希臘人那兒得到啟發(fā)。古希臘人使用阿基米德螺旋，即一種"瓶塞鉆"狀裝置來提水。佩蒂特·史密斯的試驗(yàn)是成功的，他建造了一艘有木制螺旋槳的船，螺旋槳的一部分突然折斷了。奇怪的是，這個(gè)木制螺旋槳變短了，船反而走得更快了。這說明變短的木制螺旋槳推進(jìn)效率高度。因此他便建造了另一艘船-"阿基米德號"，該船于1838年下水，它是一艘真正意義上的用螺旋槳推進(jìn)的船舶。
布魯內(nèi)爾工程師受到啟發(fā)，在他設(shè)計(jì)、建造的"大不列顛島號"上使用了螺旋槳推進(jìn)器。這艘螺旋槳推進(jìn)的輪船在1845年第一次橫渡了大西洋。螺旋槳推進(jìn)器在船舶上廣泛采用。
船舶螺旋槳是一種水螺旋槳，其原理是螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)，槳葉不斷把大量水向后推去，在槳葉上產(chǎn)生一向前的力，即推進(jìn)力。螺旋槳槳葉像一小段機(jī)翼，槳葉上的水動力在前進(jìn)方向的分力構(gòu)成拉力，即船舶推進(jìn)力。
種類
船舶推進(jìn)器種類很多，按照原理不同，有螺旋槳、噴水推進(jìn)器、特種推進(jìn)器。
螺旋槳
由槳轂和若干徑向地固定于轂上的槳葉所組成的推進(jìn)器，俗稱車葉。螺旋槳安裝于船尾水線以下，由主機(jī)(見船舶動力裝置)獲得動力而旋轉(zhuǎn)，將水推向船后，利用水的反作用力推船前進(jìn)。螺旋槳構(gòu)造簡單、重量輕、效率高，在水線以下而受到保護(hù)。
分類
螺旋槳是現(xiàn)代船舶的主要推進(jìn)工具，現(xiàn)在大多數(shù)船舶是用螺旋槳來推進(jìn)的。螺旋槳又有許多類型。
按照槳葉多少，螺旋槳有2、3或4個(gè)槳葉，甚至更多。一般槳葉數(shù)目越多吸收功率越大。
按照構(gòu)造不同，螺旋槳分為定（槳）距和變距螺旋槳兩大類。
定距螺旋槳，螺距是固定不變的其特點(diǎn)是構(gòu)造簡單，重量輕，所以才船舶上得到廣泛應(yīng)用。
變距螺旋槳，螺距是可以調(diào)節(jié)的，通過螺旋槳變距機(jī)構(gòu)，有液壓或電力驅(qū)動來調(diào)節(jié)螺距。最初使用的是雙距螺旋槳。高速時(shí)用高距，低速時(shí)用低距，以后又逐步增加了槳距的數(shù)目。
應(yīng)用
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、鋁青銅或鑄鐵。
60年代以來，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、結(jié)構(gòu)損壞、噪聲、剝蝕等問題引起各國的重視。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。螺距是通過機(jī)械或液力操縱槳轂中的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動各槳葉來調(diào)節(jié)的。調(diào)距槳對于槳葉負(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。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，對減振或避免空泡有利。串列螺旋槳重量較大，槳軸伸出較長，增加了布置及安裝上的困難，應(yīng)用較少。④對轉(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)動時(shí)，葉片除繞主軸轉(zhuǎn)動外，還繞本身的垂直軸系擺動，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。
風(fēng)帆
自遠(yuǎn)古時(shí)代至19 世紀(jì)的初期，中國動力一直是船舶主要的推進(jìn)器。風(fēng)帆推進(jìn)器雖然可以利用無代價(jià)的風(fēng)力，但其所能得到的推力依賴于風(fēng)向和風(fēng)力，以致船的速度和操縱性能都受到限制。故自蒸汽機(jī)作為船舶主機(jī)以后，帆就被其他型式的推進(jìn)器所代替，僅在游艇、教練船和小漁船上仍有采用。目前由于燃料緊張，為節(jié)省能源，國內(nèi)外又在研究風(fēng)力的利用，提出了風(fēng)帆助推方案，并已在一些船上實(shí)施，稱為風(fēng)帆助航節(jié)能船。
明輪
明輪是局部沒水的推進(jìn)器，外形略似車輪，其水平軸沿船寬方向置于水線之上，輪之周緣裝有蹼板(或稱槳板)。明輪在操作時(shí)，其蹼板撥水向后，而自身受到水流的反作用力，此反作用力經(jīng)輪軸傳至船體，推船前進(jìn)。安裝于舷側(cè)的明輪叫邊輪，安裝于船尾的叫尾輪。邊輪增大船寬，對橫穩(wěn)性有利，但在風(fēng)浪中不易保持航向。尾輪適用于狹窄航道。明輪有定蹼式和動蹼式兩種。定蹼式明輪的蹼板沿徑向固接在輪幅上。它構(gòu)造簡單，造價(jià)低廉；但蹼板入水時(shí)易產(chǎn)生拍水現(xiàn)象，而在出水時(shí)又產(chǎn)生提水現(xiàn)象，因而效率較低。動蹼式明輪可以借偏心裝置控制蹼板，以調(diào)節(jié)出水和入水的角度，消除了上述缺點(diǎn)，故其效率較高。明輪曾廣泛用作海船的推進(jìn)器，但由于本身的機(jī)構(gòu)十分笨重，在波濤中不易保持一定的航速和航向，且蹼板易損壞，故目前僅用于部分內(nèi)河船舶。
直葉推進(jìn)器
直葉推進(jìn)器也稱豎軸推進(jìn)器或平旋輪推進(jìn)器，由若干垂直的葉片（4 葉至8 葉）組成，葉片在圓盤上是等間距的，圓盤與船體底部齊平。圓盤繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，各葉片以適當(dāng)?shù)慕嵌扰c水流相遇，因而產(chǎn)生推力。直葉推進(jìn)器的偏心裝置可以控制各葉片與水流相遇的角度，故能發(fā)出任何方向的推力。裝有直葉推進(jìn)器船舶的操縱性能良好，且在船舶倒退時(shí)也無須逆轉(zhuǎn)主機(jī)。此外，直葉推進(jìn)器的效率較高(約略與螺旋槳相同) ；在洶濤海面下，工作情況也較好。其缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，葉片的保護(hù)性差，極易損壞。目前這類推進(jìn)器常用于港口作業(yè)船或?qū)Σ倏v性有特殊要求的船舶。
噴水推進(jìn)器
是利用噴出的水反作用來產(chǎn)生推力的推進(jìn)器。噴水推進(jìn)器由水泵、吸水管道、噴水管道所組成，利用水泵作動力，將水從船底孔吸入，經(jīng)舷部管子，把水從船后方向排出，靠水的反作用力來推進(jìn)船舶。其機(jī)械部分裝于船內(nèi)，得到良好保護(hù)。噴管方向可變，便于船舶操縱。但噴管因直徑受限制、管路及水泵效率不高，所以整個(gè)系統(tǒng)效率較低，又因水泵及噴管中有水增加了船舶重量，所以很少使用。
參考資料 >