第九章螺旋槳圖譜設(shè)計(jì) 船舶阻力 與推進(jìn)

1、第九章 螺旋槳圖譜設(shè)計(jì) 9-1 設(shè)計(jì)問(wèn)題與設(shè)計(jì)方法螺旋槳設(shè)計(jì)是整個(gè)船舶設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分。在船舶線型初步設(shè)計(jì)完成后，通過(guò)有效馬力的估算或船模阻力試驗(yàn)，得出該船的有效馬力曲線。在此基礎(chǔ)上，要求我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)效率最佳的螺旋槳，既能達(dá)到預(yù)定的航速，又要使消耗的主機(jī)馬力??；或者當(dāng)主機(jī)已選定，要求設(shè)計(jì)一個(gè)在給定主機(jī)條件下使船舶能達(dá)到最高航速的螺旋槳。因此，螺旋槳的設(shè)計(jì)問(wèn)題可分為兩類(lèi)。一、螺旋槳的初步設(shè)計(jì)對(duì)于新設(shè)計(jì)的船舶，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)對(duì)船速的要求設(shè)計(jì)出最合適的螺旋槳，然后由螺旋槳的轉(zhuǎn)速及效率決定主機(jī)的轉(zhuǎn)速及馬力，并據(jù)此訂購(gòu)主機(jī)。具體地講就是： 已知船速v，有效馬力pe，根據(jù)選定的螺旋槳直徑d，確定螺

2、旋槳的最佳轉(zhuǎn)速n、效率0、螺距比p/d和主機(jī)馬力ps； 已知船速v，有效馬力pe，根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速n，確定螺旋槳的最佳直徑d、效率0、螺距比p/d和主機(jī)馬力ps。二、終結(jié)設(shè)計(jì)主機(jī)馬力和轉(zhuǎn)速?zèng)Q定后(最后選定的主機(jī)功率及轉(zhuǎn)速往往與初步設(shè)計(jì)所決定者不同)，求所能達(dá)到的航速及螺旋槳的尺度。具體地講就是：已知主機(jī)馬力ps、轉(zhuǎn)速n和有效馬力曲線，確定所能達(dá)到的最高航速v，螺旋槳的直徑d、螺距比p/d及效率0。新船采用現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)主機(jī)或舊船調(diào)換螺旋槳等均屬此類(lèi)問(wèn)題。在造船實(shí)踐中，一般采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型，所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中，極大多數(shù)是這類(lèi)設(shè)計(jì)問(wèn)題。目前設(shè)計(jì)船用螺旋槳的方法有兩種，即圖譜設(shè)計(jì)法及環(huán)流理論設(shè)計(jì)法。圖譜設(shè)計(jì)

3、法就是根據(jù)螺旋槳模型敞水系列試驗(yàn)繪制成專(zhuān)用的各類(lèi)圖譜來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。用圖譜方法設(shè)計(jì)螺旋槳不僅計(jì)算方便，易于為人們所掌握，而且如選用圖譜適宜，其結(jié)果也較為滿(mǎn)意，是目前應(yīng)用較廣的一種設(shè)計(jì)方法。應(yīng)用圖譜設(shè)計(jì)螺旋槳雖然受到系列組型式的限制，但此類(lèi)資料日益豐富，已能包括一般常用螺旋槳的類(lèi)型。環(huán)流理論設(shè)計(jì)方法是根據(jù)環(huán)流理論及各種槳葉切面的試驗(yàn)或理論數(shù)據(jù)進(jìn)行螺旋槳設(shè)計(jì)。用此種方法可以分別選擇各半徑處最適宜的螺距和切面形狀，并能照顧到船后伴流不均勻的影響，因而對(duì)于螺旋槳的空泡和振動(dòng)問(wèn)題可進(jìn)行比較正確的考慮。但由于此種方法計(jì)算繁復(fù)，加工工藝也較復(fù)雜，故目前在我國(guó)應(yīng)用較少。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)在造船事業(yè)中的應(yīng)用，加上設(shè)

4、計(jì)方法之優(yōu)越，今后必然會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。關(guān)于環(huán)流理論設(shè)計(jì)方法將在第12章中予以介紹。 9-2 b-型圖譜的設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用目前各國(guó)已發(fā)表的螺旋槳設(shè)計(jì)圖譜較多，有的只是表達(dá)形式不同而試驗(yàn)資料相同，有的則是螺旋槳形式不同。因此，在進(jìn)行螺旋槳設(shè)計(jì)時(shí)，必需針對(duì)船舶的特點(diǎn)和要求，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選用合適的螺旋槳圖譜。這里主要討論商船螺旋槳的設(shè)計(jì)，兼顧高速軍艦螺旋槳設(shè)計(jì)。目前在商船螺旋槳設(shè)計(jì)中，以荷蘭的楚思德b型螺旋槳和日本au型螺旋槳應(yīng)用最為廣泛。鑒于有關(guān)b型螺旋槳發(fā)表的資料較多，本節(jié)將以au型螺旋槳為對(duì)象，進(jìn)行較詳細(xì)的介紹，對(duì)于b型螺旋槳僅就其最近歸納發(fā)表的新形式圖譜作些介紹。我們認(rèn)為，只要對(duì)于螺旋槳的設(shè)

5、計(jì)問(wèn)題理解清楚以后就能融會(huì)貫通，即使對(duì)于不同的圖譜形式或不同的螺旋槳類(lèi)型都能靈活應(yīng)用。一、au型螺旋槳設(shè)計(jì)圖譜及其應(yīng)用au型螺旋槳是日本運(yùn)輸技術(shù)研究所發(fā)展的螺旋槳系列，近年來(lái)日本有關(guān)部門(mén)又對(duì)切面形狀等作了改進(jìn)，擴(kuò)大了盤(pán)面比和螺距比范圍，進(jìn)行了36葉螺旋槳模型的系列試驗(yàn)，并作成了設(shè)計(jì)圖譜。1. b-型設(shè)計(jì)圖譜的建立圖 9-1如果將au型5葉，盤(pán)面比= 0.50、螺距比分別為：p/d = 0.4，0.6，0.8，1.0，1.2的五個(gè)螺旋槳的敞水試驗(yàn)結(jié)果繪制在同一圖上，則可以得到如圖9-1所示的敞水性征曲線組。當(dāng)知道進(jìn)速系數(shù)以后，即可得到不同螺距比螺旋槳的性能。在螺旋槳的設(shè)計(jì)問(wèn)題中，一般不可能同時(shí)給

6、定直徑d和轉(zhuǎn)速n，而敞水性征曲線圖的橫坐標(biāo)進(jìn)速系數(shù)j卻同時(shí)包括了d和n二個(gè)參數(shù)，這給設(shè)計(jì)螺旋槳帶來(lái)不便，為此需將這類(lèi)性征曲線轉(zhuǎn)繪成專(zhuān)用圖譜，b-型圖譜就是目前應(yīng)用最廣的一種圖譜形式。如前所述，通常遇到最多的是終結(jié)設(shè)計(jì)問(wèn)題，即已知主機(jī)馬力和螺旋槳轉(zhuǎn)速，所以解決這類(lèi)問(wèn)題的計(jì)算系數(shù)應(yīng)該不包含未知量d。為此需導(dǎo)出這類(lèi)計(jì)算系數(shù)。按定義有： 又 將上面兩式消去直徑d得： 或 兩邊開(kāi)方得： 式中，pd為螺旋槳收到馬力(在設(shè)計(jì)圖譜中常簡(jiǎn)單地用p表示，為避免與螺距p混淆，本書(shū)中仍用pd表示。)，其單位為公制馬力(hp)；va為螺旋槳進(jìn)速，單位為米/秒(m/s)，n為螺旋槳轉(zhuǎn)速，單位是轉(zhuǎn)/秒。若將上式中va以節(jié)(

7、kn)來(lái)表示，轉(zhuǎn)速以n(rpm)來(lái)代替n(轉(zhuǎn)/秒)，為海水密度，取104.51 kgfs2/m4，則可得: (9-1)bp就是b型圖譜所采用的計(jì)算系數(shù)，稱(chēng)為收到馬力系數(shù)(或簡(jiǎn)稱(chēng)功率系數(shù))。同時(shí)，還引入直徑系數(shù)，定義如下： (9-2)bp和是螺旋槳設(shè)計(jì)中最根本的計(jì)算系數(shù)，為強(qiáng)調(diào)起見(jiàn)，將(9-1)和(9-2)式中有關(guān)參數(shù)的意義和單位重列于下：n 螺旋槳轉(zhuǎn)速(rpm)，pd 螺旋槳敞水收到馬力(hp)， va 螺旋槳進(jìn)速(kn)，d 螺旋槳直徑(m)，用kt、kq-j圖譜(如圖9-1)就可以作出圖譜。這類(lèi)圖譜的繪制方法如下： 在同一葉數(shù)和盤(pán)面比的螺旋槳敞水性征曲線組上(如圖9-1)，取一定值的螺距比

8、p/d，并設(shè)定一系列的j值，在同一p/d的性征曲線上讀取與j相應(yīng)的一系列kq及0值。 據(jù)(9-1)和(9-2)式分別算出相應(yīng)的和。 在縱坐標(biāo)為螺距比p/d，橫坐標(biāo)為的圖上，如圖9-2所示，通過(guò)上述計(jì)算的p/d圖 9-2值作一平行橫坐標(biāo)的水平線，并在該線對(duì)應(yīng)于每一值的點(diǎn)上標(biāo)明相應(yīng)的0和值，此線即能代表螺距比為p/d的螺旋槳水動(dòng)力特性。 對(duì)不同p/d的螺旋槳性征曲線都作上述處理，并繪在同一圖上，然后將0和值相同者分別連成光順曲線，即得0和的等值線。 將各=常數(shù)時(shí)(在圖譜上表現(xiàn)為垂直線)效率最高的點(diǎn)連成光滑的曲線，即得最佳效率線，如圖9-2中的點(diǎn)劃線。2au型螺旋槳型式通常所指的au型螺旋槳包括下列

9、幾種類(lèi)型： au型螺旋槳的原型這是初始階段發(fā)展的螺旋槳模型，為部分5葉和6葉螺旋槳所采用。 改進(jìn)au型。以mau表示之。這種型式是對(duì)原型au槳在葉梢部分切面的前緣形狀進(jìn)行了局部修正。au型的4葉螺旋槳系列就是采用這種形式。實(shí)踐證明，au原型槳的面空泡裕度過(guò)大，因此少量減小葉切面前緣的高度(見(jiàn)圖9-3(a)，適當(dāng)降低面空泡的裕度，以增大葉背的抗空泡性能。這種改動(dòng)反映在切面的拱線(或稱(chēng)中線)上表現(xiàn)為增大了拱度而減小了攻角，經(jīng)計(jì)算比較，mau型和au原型的水動(dòng)力性能是接近的，如圖9-3(b)所示。因此，au原型5葉及6葉螺旋槳的設(shè)計(jì)圖譜，完全能用于設(shè)計(jì)mau型5葉及6葉螺旋圖 9-3槳。 au型槳葉

10、切面的后緣具有一定翹度(這對(duì)于改善槳葉根部葉間干擾有一定效果)，在六葉上采用這種型式，稱(chēng)auw型。對(duì)于mau型的葉切面后緣具有一定翹度(即mauw)的設(shè)計(jì)，應(yīng)用本圖譜也具有相當(dāng)精度。au型螺旋槳是等螺距螺旋槳，槳模的幾何特征是： 4葉螺旋槳系列：屬于本組的模型螺旋槳列于表9-1中。槳葉輪廓的尺寸見(jiàn)表9-4，輪廓形狀如圖9-4(a)及(b)所示。 5葉螺旋槳系列：其要素列于表9-2中。槳葉輪廓的尺寸見(jiàn)表9-4，輪廓形狀如圖9-5(a)及(b)所示。 6葉螺旋槳系列：其要素列于表9-3中。槳葉輪廓的尺寸見(jiàn)表9-4，輪廓形狀如圖9-6(a)及(b)所示。表9-1 四葉模型螺旋槳要素表mau4-40m

11、au4-55mau4-70直 徑(m)轂徑比盤(pán)面比最大葉寬比平均葉寬比葉厚比后傾角0.2500.1800.4000.2260.1920.050100.2500.1800.5500.3110.2630.050100.2500.1800.7000.3980.05010圖 9-4表9-2 五葉模型螺旋槳要素表au5-50au5-65mau5-80直 徑(m)轂徑比盤(pán)面比最大葉寬比葉厚比(葉厚分?jǐn)?shù))后傾角0.2500.1800.5000.2260.050100.2500.1800.6500.2940.050100.2500.1800.8000.3640.05010圖 9-5表9-3 六葉模型螺旋槳要素

12、表auw6-55auw6-70au6-70mauw6-85直 徑(m)轂徑比盤(pán)面比最大葉寬比葉厚比 后傾角葉片剖面后緣有一定翹度0.2500.1800.5500.2080.05010有0.2500.1800.7000.2640.05010有0.2500.1800.7000.2640.05010無(wú)0.2500.1800.8500.3220.05010有圖 9-6表9-4 au型螺旋槳槳葉輪廓的尺寸表葉片寬度以最大葉片寬度的%表示r/r0.20.30.40.50.60.660.70.80.90.951.0葉片最大寬度在0.66處 =0.226 dae/0.1z,d為螺旋槳直徑ae : 為盤(pán)面比z

13、: 為葉數(shù)從母線到葉片隨邊的距離27.9633.4538.7643.5447.9649.7451.3352.3948.4942.0717.29從母線到葉片導(dǎo)邊的距離38.5844.2548.3250.8051.1550.2648.3140.5325.1313.55葉片寬度66.5477.7087.0894.3499.11100.099.6492.9273.6255.62葉片厚度用d的%表示4.063.593.122.652.181.901.711.240.770.540.30葉片最大厚度在螺旋槳軸線處 = 0.05d以葉片寬度%表示的從導(dǎo)邊至最厚點(diǎn)的距離32.032.032.032.534.9

14、37.940.245.448.950.0表9-4給出了au型(mau，auw)模型螺旋槳的伸張輪廓尺寸。表9-5，表9-6，表9-7，表9-8分別給出au型、mau型、auw型及mauw型的葉切面尺寸，據(jù)此可以求出螺旋槳的伸張輪廓和各半徑處的葉切面形狀。3. 圖譜的應(yīng)用在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先確定伴流分?jǐn)?shù)、推力減額分?jǐn)?shù)t、相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率r及傳送效率s。然后可應(yīng)用圖譜來(lái)解決螺旋槳設(shè)計(jì)中不同類(lèi)型的問(wèn)題，現(xiàn)分述如下。(1) 螺旋槳的初步設(shè)計(jì)問(wèn)題： 已知船速v，有效馬力曲線，根據(jù)選定的螺旋槳直徑d，確定螺旋槳的最佳轉(zhuǎn)速n，螺旋槳效率0，螺距比p/d和主機(jī)馬力ps。首先需選定螺旋槳的型式，葉數(shù)和盤(pán)面比。例如選用

15、mau型，4葉，盤(pán)面比為0.55的螺旋槳，則可決定所用的圖譜為mau4-55的圖譜。在此類(lèi)問(wèn)題中，欲求的是轉(zhuǎn)速n和主機(jī)馬力ps(或螺旋槳收到馬力pd)，由(9-1)和(9-2)式可見(jiàn)，無(wú)法確定其中任一個(gè)參數(shù)，因此需要假設(shè)一組轉(zhuǎn)速n來(lái)進(jìn)行計(jì)算，具體步驟可用表9-9的形式進(jìn)行。將表9-9的計(jì)算結(jié)果作圖9-7，圖中以轉(zhuǎn)速n為橫坐標(biāo)，并以ps、pte、p/d、0分別為縱坐標(biāo)。然后根據(jù)已知船速v時(shí)的有效馬力pe值作水平線與pte曲線相交，此交點(diǎn)即為所求的螺旋槳，由此還可讀出螺旋槳的轉(zhuǎn)速n、要求的主機(jī)馬力ps及螺旋槳的螺距比p/d、效率0等。表9-5 au型葉切面尺寸表1) x坐標(biāo)值以葉寬的%表示；2）y

16、坐標(biāo)值以y最大的%表示r/r0.20xy0yu035.002.0051.8524.254.0059.7519.056.0066.1515.0010.0076.0510.0015.0085.255.4020.0092.202.3530.0099.8032.00100.0040.0097.7550.0089.9560.0078.1570.0063.1580.0045.2590.0025.3095.0015.00100.004.500.30xy0yu035.002.0051.8524.254.0059.7519.056.0066.1515.0010.0076.0510.0015.0085.255.4

17、020.0092.202.3530.0099.8032.00100.0040.0097.7550.0089.9560.0078.1570.0063.1580.0045.2590.0025.3095.0015.00100.004.500.40xy0yu035.002.0051.8524.254.0059.7519.056.0066.1515.0010.0076.0510.0015.0085.255.4020.0092.202.3530.0099.8032.00100.0040.0097.7550.0089.9560.0078.1570.0063.1580.0045.2590.0025.3095.

18、0015.00100.004.500.50xy0yu035.002.0351.8524.254.0659.7519.056.0966.1515.0010.1676.0510.0015.2385.255.4020.3192.202.3530.4799.8032.50100.0040.4497.7550.3789.9560.2978.1570.2263.1580.1545.2590.0725.3095.0415.00100.004.500.60xy0yu035.002.1851.8524.254.3659.7519.056.5466.1515.1010.9176.0510.0016.3685.25

19、5.4021.8192.202.3532.7299.8034.90100.0042.5697.7552.1389.9561.7678.1571.2863.1580.8545.2590.4325.3095.2115.00100.004.500.70xy0yu035.002.5151.8524.255.0359.7519.057.5466.1515.0012.5676.0510.0018.8485.255.4025.1292.202.3537.6999.8040.20100.0047.2397.7556.0389.9564.8278.1573.6263.1582.4145.2591.2125.30

20、95.6015.00100.004.500.80xy0yu035.002.8451.8524.255.6859.7519.058.5166.1515.0014.1976.0510.0021.2885.255.4021.2892.202.3542.5699.8045.40100.0051.8297.7559.8589.9567.8878.1575.9163.1583.9445.2591.9725.3095.9915.00100.004.500.90xy0yu030.463.0648.2223.106.1155.3319.049.1762.4415.2315.2874.1010.1522.9285

21、.255.4030.5692.202.3545.8599.8048.90100.0054.9197.7562.4289.9569.9478.1577.4663.1584.9745.2592.4725.3096.2415.00100.004.500.95xy0yu003.1315.886.2525.999.3839.6615.6350.5523.4468.3631.2583.7546.8799.8050.00100.0055.8897.7563.2389.9570.5978.1577.9463.1585.3045.2592.6525.3096.3215.00100.004.50表9-6 改進(jìn)au

22、型（mau型）葉切切面尺寸表1) x坐標(biāo)值以葉寬的%表示；2）y坐標(biāo)值以y最大的%表示r/r0.20xy0yu035.002.0051.8524.254.0059.7519.056.0066.1515.0010.0076.0510.0015.0085.255.4020.0092.202.3530.0099.8032.00100.0040.0097.7550.0089.9560.0078.1570.0063.1580.0045.2590.0025.3095.0015.00100.004.500.30xy0yu035.002.0051.8524.254.0059.7519.056.0066.151

23、5.0010.0076.0510.0015.0085.255.4020.0092.202.3530.0099.8032.00100.0040.0097.7550.0089.9560.0078.1570.0063.1580.0045.2590.0025.3095.0015.00100.004.500.40xy0yu035.002.0051.8524.254.0059.7519.056.0066.1515.0010.0076.0510.0015.0085.255.4020.0092.202.3530.0099.8032.00100.0040.0097.7550.0089.9560.0078.157

24、0.0063.1580.0045.2590.0025.3095.0015.00100.004.500.50xy0yu035.002.0351.8524.254.0659.7519.056.0966.1515.0010.1676.0510.0015.2385.255.4020.3192.202.3530.4799.8032.50100.0040.4497.7550.3789.9560.2978.1570.2263.1580.1545.2590.0725.3095.0415.00100.004.500.60xy0yu034.02.1849.6023.604.3658.0018.106.5464.7

25、514.2510.9175.209.4516.3684.805.0021.8191.802.2532.7299.8034.90100.0042.5697.7552.1389.9561.7078.1571.2863.1580.8545.2590.4325.3095.2115.00100.004.500.70xy0yu030.02.5142.9020.505.0352.2015.457.5459.9011.9512.5671.657.7018.8482.354.1025.1290.601.7537.6999.8040.20100.0047.2397.7556.0389.9564.8278.1573

26、.6263.1582.4145.2591.2125.3095.6015.00100.004.500.80xy0yu021.02.8432.4514.005.6841.7010.458.5150.108.0514.1964.605.0521.2878.455.4028.3888.901.1542.5699.8045.40100.0051.8297.7559.8589.9567.8878.1575.9163.1583.9445.2591.9725.3095.9915.00100.004.500.90xy0yu08.303.0621.104.006.1131.502.709.1740.902.051

27、5.2857.451.2022.9274.700.7030.5687.450.3045.8599.7048.90100.0054.9198.6562.4292.7569.9483.0077.4669.3584.9751.8592.4930.8096.2419.40100.006.850.95xy0yu06.003.1319.656.2530.009.3839.6015.6356.7523.4474.3031.2587.3046.8799.6550.00100.0055.8899.0063.2393.8570.5084.6577.9471.6585.3054.3092.6533.5096.322

28、1.50100.008.00表9-7 auw型葉切面尺寸表1) x坐標(biāo)值以葉寬的%表示；2）y坐標(biāo)值以y最大的%表示r/r0.20xy0yu035.002.0051.8524.254.0059.7519.056.0066.1515.0010.0076.055.4015.0085.252.3520.0092.20 30.0099.8032.00100.0040.0097.8050.0091.1060.0081.252.2570.0069.355.0080.0056.6010.0090.0042.0015.8095.0034.2019.55100.0025.550.30xy0yu035.002.0

29、051.8524.254.0059.7519.056.0066.1515.0010.0076.055.4015.0085.252.3520.0092.20 30.0099.8032.00100.0040.0097.8050.0091.5060.0079.851.0070.0066.954.0080.0052.407.5090.0037.4012.1595.0029.5514.85100.0019.800.40xy0yu035.002.0051.8524.254.0059.7519.056.0066.1515.0010.0076.0510.0015.0085.255.4020.0092.202.

30、3530.0099.8032.00100.0040.0097.8050.0090.3060.0078.5070.0063.950.2580.0047.952.3090.0031.165.7595.0022.408.05100.0012.800.50xy0yu035.002.0351.8524.254.0659.7519.056.0966.1515.0010.1676.0510.0015.2385.255.4020.3192.202.3530.4799.8032.50100.0040.4497.8050.3790.0060.2978.2070.2263.2080.1545.6590.0726.2

31、50.2595.0416.351.20100.005.600.60xy0yu035.002.1851.8524.254.3659.7519.756.5466.1515.1010.9176.0510.0016.3685.255.4021.8792.202.3532.7299.8034.90100.0042.5697.7552.1389.9561.7678.1571.2863.1580.8545.2590.4325.3095.2115.00100.004.500.70xy0yu035.002.5151.8524.255.0359.7519.057.5466.1515.0012.5676.0510.

32、0018.8485.255.4025.1292.202.3537.6999.8040.20100.0047.2397.7556.0389.9564.8278.1573.6263.1582.4145.2591.2125.3095.6015.00100.004.500.80xy0yu035.002.8451.8524.255.6859.7519.758.5166.1515.0014.1976.0510.0021.2885.255.4028.3892.202.3542.5699.8045.40100.0051.8297.7559.8589.9567.8878.1575.9163.1583.9445.

33、2591.9725.3095.9915.00100.004.500.90xy0yu030.463.0643.2223.106.1155.3319.049.1762.4415.2315.2874.1010.1522.9285.255.4030.5692.202.3545.8599.8048.90100.0054.9197.7562.4289.9569.9478.1577.4663.1584.9745.2592.4925.3096.2415.00100.004.500.95xy0yu003.1315.886.2525.999.7834.6615.6350.5523.4468.3631.2583.2

34、546.8799.8050.00100.0055.8897.7563.2389.9570.5978.1577.9463.1585.3045.2592.6525.3096.3215.00100.004.50表9-8 改進(jìn)auw(mauw)型葉切面尺寸表1) x坐標(biāo)值以葉寬的%表示；2）y坐標(biāo)值以y最大的%表示r/r0.20xy0yu035.002.0051.8524.254.0059.7519.056.0066.1515.0010.0076.0510.0015.0085.255.4020.0092.202.3530.0099.8032.00100.0040.0097.8050.0091.1060

35、.0081.252.2570.0069.355.0080.0056.6010.0090.0042.0015.8095.0034.2019.55100.0025.550.30xy0yu035.002.0051.8524.254.0059.7519.056.0066.1515.0010.0076.0510.0015.0085.255.4020.0092.202.3530.0099.8032.00100.0040.0097.8050.0090.5060.0079.851.0070.0066.954.0080.0052.407.5090.0037.4012.1595.0029.5514.85100.0

36、019.800.40xy0yu035.002.0051.8524.254.0059.7519.056.0066.1515.0010.0076.0510.0015.0085.255.4020.0092.202.3530.0099.8032.00100.0040.0097.8050.0090.3060.0078.5070.0063.950.2580.0047.952.3090.0031.165.7595.0022.408.05100.0012.800.50xy0yu035.002.0351.8524.254.0659.7519.056.0966.1515.0010.1676.0510.0015.2

37、385.255.4020.3192.202.3530.4799.8032.50100.0040.4497.8050.3790.0060.2978.2070.2263.2080.1545.6590.0726.250.2595.0416.351.20100.005.600.60xy0yu034.002.1849.6023.604.3658.0018.106.5464.7514.2510.9175.209.4516.3684.805.0021.8191.802.2532.7299.8034.90100.0042.5697.7552.1389.9561.7078.1571.2863.1580.8545

38、.2590.4325.3095.2115.00100.004.500.70xy0yu030.002.5142.9020.505.0352.2015.457.5459.9011.9512.5671.657.7018.8482.354.1025.1290.601.7537.6999.8040.20100.0047.2397.7556.0389.9564.8278.1573.6263.1582.4145.2591.2125.3095.6015.00100.004.500.80xy0yu021.002.8432.4514.005.6841.7010.458.5150.108.0514.1964.605

39、.0521.2878.452.7028.3888.901.1542.5699.8045.40100.0051.8297.7559.8589.9567.8878.1575.9163.1583.9445.2591.9725.3095.9915.00100.004.500.90xy0yu08.303.0621.104.006.1131.502.709.1740.902.0515.2857.451.2022.9274.700.7030.5687.450.3045.8599.7048.90100.0054.9198.6562.4292.7569.9483.0577.4669.3584.9751.8592

40、.4930.8096.2419.40100.006.850.95xy0yu06.003.1319.656.2530.009.3839.6015.6356.7523.4474.3031.2587.3046.8799.6550.00100.0055.8899.0063.2393.8570.5984.6577.9471.6585.3054.3092.6533.5096.3221.50100.008.00表 9-9序號(hào)名 稱(chēng)單位數(shù) 據(jù)1螺旋槳直徑d (給定)m2h = (1- t)/(1-) 3va = v（1-）kn4pe (給定)5假定一組轉(zhuǎn)速 nrpmn1n2n3n46直徑系數(shù) 12347查ma

41、u4-55圖譜，由等值線與最佳效率曲線的交點(diǎn)得到：p/d ；0 ； (p/d)101(p/d)202(p/d)303(p/d)4048pd1pd2pd3pd49主機(jī)馬力 ps1ps2ps3ps410計(jì)算螺旋槳能克服的有效馬力pte = pd0hpte1pte2pte3pte4在以后的討論中將會(huì)看到，圖譜中的最佳效率曲線按理應(yīng)為最佳直徑曲線而不是最佳轉(zhuǎn)速曲線，因此表9-9為近似處理方法，其所得之轉(zhuǎn)速?lài)?yán)格講并非是最佳值。合理的做法是選用其它型式的圖譜，或按下述步驟進(jìn)行計(jì)算：假定若干個(gè)收到馬力pd，對(duì)于各個(gè)pd分別假設(shè)幾個(gè)轉(zhuǎn)速n。在已知船速v和螺旋槳直徑d的條件下，對(duì)某一個(gè)pdi，可求出相應(yīng)一組及，

42、按此二值由圖譜查得0，以n為橫坐標(biāo)，0為縱坐標(biāo)找出極大值，對(duì)應(yīng)的nopti即為所假定pdi下之最佳轉(zhuǎn)速。不同的pdi有不同的nopti及相應(yīng)的螺旋槳參數(shù)與ptei，然后由船速v時(shí)的有效馬力pe內(nèi)插決定最后的最佳轉(zhuǎn)速n、主機(jī)馬力ps和螺旋槳參數(shù)。 已知船速v，有效馬力pe，根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速n，確定螺旋槳效率最佳的直徑d，螺距比p/d及主機(jī)馬力ps。同樣在選定螺旋槳型式、葉數(shù)和盤(pán)面比(例如mau4-55)后，按表9-10的步驟進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)需假設(shè)一組螺旋槳直徑。將表9-10的結(jié)果作圖9-8，圖中以直徑d為橫坐標(biāo)，以ps、pte、p/d、0分別為縱坐標(biāo)。類(lèi)似于圖9-7可以求得螺旋槳直徑d、要求的主機(jī)馬力ps及螺旋槳的螺距比p/d、效率0等。(2) 螺旋槳的終結(jié)設(shè)計(jì)問(wèn)題： 已知主機(jī)馬力ps、轉(zhuǎn)速n和有效馬力曲線，確定所能達(dá)到的最高航速v及螺旋槳的尺度與效率。對(duì)于這類(lèi)設(shè)計(jì)問(wèn)題，在選定螺旋槳型式、葉數(shù)和盤(pán)面比(例如mau4-55) 后，通常先假定若干個(gè)船速進(jìn)行計(jì)算。終結(jié)設(shè)計(jì)是經(jīng)常遇到的設(shè)計(jì)問(wèn)題，故下面結(jié)合一個(gè)具體例子列表說(shuō)明。圖 9-7圖 9-8表9-10序號(hào)名 稱(chēng)單位數(shù) 據(jù)1螺旋槳轉(zhuǎn)速 n (給定)rpm2h = (1- t)/(1-) 3va = v（1-）kn4pe (給定)5假定一組直徑dmd1d2d3d46直徑系數(shù) 12347查mau