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标题: 舰船模型的推进装置 [打印本页]

作者: skice 时间: 2010-7-14 03:44
标题: 舰船模型的推进装置
(转贴的)

一、舰船推进装置的一般概念：
舰船航行必须获得推进力量以克服各种阻力。供给舰船推进力量的装置称为舰船推进器。
外来的能量直接作用于船上，例如风作用于船帆、绳索牵引使舰船前进等，属于主动式推进器，装置在船上的推进器向后拨水，水的反作用力使船前进，例如桨板划水，螺旋桨、明轮、平旋轮、喷水和喷气推进器等，或利用空气反作用力的空气螺旋桨推进器，均属反应式推进器。
二、螺旋桨的结构、名称及有关数据：
螺旋桨是由几片桨叶装在桨榖上而组成的推进器（见图206）。桨叶与桨榖相连的一端为叶根，桨叶的外端称叶梢。螺旋桨正车旋转时，桨叶推水的一面叫叶面（或称工作面），另一面叫叶背。叶面是螺旋桨的工作压力面，它推水向后，所以又称吐出面。桨叶首先入水的一边是导边，另一边是随边。叶背的工作条件与叶面相反，因而又称吸入面。图206是右旋螺旋桨结构示意图。

螺旋桨旋转时，由船尾向前看，按顺时针方向旋转的称右旋螺旋桨，按反时针旋转的称左旋螺旋桨。装于船尾两侧之螺旋桨，在旋转时，如其上部向船的中心线方向转动称为内旋，反之称为外旋。
螺旋桨旋转时，叶梢绕桨榖中心画出的圆形轨迹称梢圆，此圆的直径（梢径）就是螺旋桨的直径，以D表示。通常认为螺旋桨的直径在下列范围内是合理的，单螺旋桨D=（0.6—0.75）Tk，双螺旋桨D＝（0.6—0.7）Tk。式中Tk为满载时船尾吃水。D，通常也作为一个标准数据来应用。如桨榖的直径是0.16一0.2 D，螺旋桨沉没在水中深度为叶梢距离水面0.2一0.5 D。梢圆的面积（即桨盘），也就是螺旋桨的盘面积，以Ad表示。因此：
            Ad＝πD2/4
桨叶的工作面积称为叶面积，一具螺旋桨的各叶面积之和就是该螺旋桨总的推水面积，又称为展开面积，以A表示。
螺旋桨的展开面积和圆盘面积之比称为盘面比。即：
            盘面比=A/Ad
驱逐舰、护卫舰、拖船、快速客船的盘面比接近100％，货船和一些低速船舶的盘面比则少于60％。
假设螺旋桨在刚性介质中旋转一圈，它所前进的距离叫螺距，又叫几何螺距，以H表示。而舰船螺旋桨实际是在柔性介质（水）中旋转的，水是流体，在螺旋桨的压力下，水被推向后移动，而螺旋桨也会随着被其推向后面之水向后滑动（滑失现象），因此螺旋桨对水而言要比假设在刚性介质中运动前进的距离要小。螺旋桨在水中旋转一圈推动船舶前进的距离称为实际螺距。
            实际螺距：V/N
式中V为单位时间的船舶航速，N为螺旋桨单位时间的转速。
因为实际螺距小于几何螺距，它们之间的差数称为滑脱，以SH表示。SH值与几何螺距的比为滑脱比，以S表示。通常5值在0.1—0.2。S值小，表示螺旋桨推进效率高。
几何螺距H与直径D的比为螺距比，以P表示。
            P＝H/D
通常负荷大速度慢的船舶P值较小，负荷小速度快的船舶P值较大，一般可在0.8—1.5之间。
三、船模螺旋桨的选择：
舰船模型要选择一个较理想的螺旋桨，必须考虑多方面的因素。一方面参照现有的比较成功的船模螺旋桨；另一方面根据模型的主要尺度、排水量、设计船速、主机功率及转速等来确定螺旋桨的数据，如螺旋桨桨数、桨叶数、螺旋桨直径、螺距、叶面积等。
船模螺旋桨的桨叶数通常有2一4叶。二叶螺旋桨适用于主机功率小、转速高、排水量小的模型。三叶螺旋桨多用于自航模型和遥控模型。四叶螺旋桨用于主机功率大、转速低、排水量大的舰船模型，以及在短时间内产生较大能量（扭力大）的橡筋动力模型。它的优点是振动小。
螺旋桨桨叶的形状，常用对称形（如椭圆形）或非对称形（如佩刀形），如图207所示。桨叶半径2/3处最宽，最大宽度约等于平均宽度的1.2—1.35倍。自航模型、遥控模型多用对称形叶片，竞速艇模型多用非对称形桨叶。

螺旋桨桨叶的展开平面形状，对螺旋桨推进效率的影响并不大，但桨叶横截面的形状对螺旋桨的推进效率却有着重大影响。船模常用的桨叶截面形状有弓形、机翼形、月牙形等。其中以弓形最为普遍，如图208所示。桨叶的厚度以叶根为最厚，逐渐向叶梢递减，至叶梢处最薄。焊接要牢固，保证足够的强度。

应根据主机功率和转速选取较大的盘面比，以获得较高的推进效率。
在主机功率允许的情况下，增大螺旋桨的直径来提高推进效率，是很有效的，但有限。因为螺旋桨的直径受尾吃水的限制，不可能增加很多。
螺距比是影响螺旋桨性能的因素之一。负荷大、速度慢的船模P值小些；负荷小、速度快的船模P值大些。一般P值在0.8—1.5之间。计算螺距时，可根据设计要求达到的船速Vp 和主机的转速N，按公式Vp/N求出船模螺旋桨的实际螺距，再把滑脱考虑进去，按下列公式求出几何螺距：
         H＝Vp(1+S)/N S值一般在0.1—0.2之间选取。
四、螺旋桨的制作：
（一）简易舰船模型螺旋桨的制作：
1．先将设计的桨叶外形图复印在薄铁皮上。剪下来，锉好外形，钻中心孔（孔径和桨轴直径相适应）并和桨轴（自行车辐条或较直的铁丝）焊接在一起。然后用圆嘴钳将各叶片扭成一定的螺旋面，螺旋桨就做好了（见图209）。

2．用薄铁片（或铜片）分别剪出螺旋桨的叶片，并叠在一起整形。然后按如下步骤将叶片焊在桨榖（自行车辐条、螺母）上；在表面平整的木块上画圆→按桨叶数将该圆等分→每个等分点钉大头针一根→把桨榖垂直固定在园心处→依次把桨叶按一定角度点焊在大头针上（每片桨叶周围钉2～3根大头针，把桨叶固定牢）→在叶根与桨榖接合处施焊（见图210）。

（二）主机功率较大、航速较高的舰船模型螺旋桨的制作，要具有较好的强度和精确度，制作顺序是：在车床上加工出黄铜桨毂（或用合适的子弹头），用厚度1毫米以上的磷铜片或黄铜片作桨叶。按桨叶数把桨榖外圆等分，并按相同的安装角度锯出可插进叶根的槽口，再将加工好的桨叶插到槽口里，焊牢整形即可。
舰船模型常用等螺距螺旋桨（各叶面相等半径处的螺距角相等；叶面不同半径处的螺距角不相同，叶根处螺距角最大，叶梢处螺距角最小）。求各处螺距角的方法如下：
把桨叶从叶根分成间距相等的若干部分。它们旋转一圈后移动的距离为H，将r1、r2、r3的螺旋线展开为斜边，各半径处的圆周长为底边、H为高，便可得出螺距三角形（见图211）。从螺距三角形中可得出r1、r2、r3处的螺距角θ1、θ2、θ3，并且θ1＞θ2＞θ3。螺距与螺距角和桨叶各处半径的关系用下列公式表示：
      tgθ＝H/(2πγ)
螺旋桨制作完工后，用简易测角器测定各桨叶面不同半径处的螺距角，如有误差，应加以调整。

简易测角器由底盘与量角尺组成。底盘用平整不易变形的材料（木板、金属板、塑料板、胶木板等）做成。量角尺由两条宽5毫米，长50毫米左右的平直铜片或不锈钢片的小尺组成，用铆钉将两条小尺的一端铆在一起，另一端可自由开闭，量角尺的夹角可用量角器测出（见图212）。

将螺旋桨套在底盘圆心棒上，桨叶中心线对准直线，把量角尺放在直线与各圆的交点上并与圆相切，即可测出桨叶各半径处的叶面角度（螺距角）。如图213所示。

五、螺旋桨的安装：
舰船模型上安装一具螺旋桨的为单桨船，安装两具螺旋桨的为双桨船。单桨船的螺旋桨安装在船尾中央。双桨船的螺旋桨以纵中剖面为对称的安装在船尾部（旋转方向从尾向首看为外旋）。要求桨叶叶梢不得超出船底基线和两舷宽度，并处于设计水线以下0.2D。一些小型军舰螺旋桨的直径较大，常伸至船底基线以下。
螺旋桨与安装螺旋桨轴的联接形式多样。简易模型通常直接焊在一起，较大型的自航和遥控模型多用螺丝或销子联接。
在船尾体型和主机安装位置允许的情况下，应尽量减小螺旋桨轴中心线与水线面、纵中剖面的夹角

作者: ray2010 时间: 2010-7-14 08:39
经典，学习了

作者: etl008 时间: 2010-7-14 17:06
少图片！猛一下子有点云里雾里的！呵！是要学点专业知识啊！LZ辛苦

作者: gw868 时间: 2010-7-15 14:01
晕头啊

作者: purple_apple 时间: 2010-7-15 16:37
船看似简单，其实很深奥

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