萬噸船舶的螺旋槳為何看起來那麼小?這樣真的能推動船舶前進嗎?

我之前發過不少船舶下水的視頻,有很多網友在看到船舶的螺旋槳後提出了質疑:這麼大的船螺旋槳居然那麼小?像個小風扇一樣,這麼小的螺旋槳能推的動船舶嗎?

萬噸船舶的螺旋槳為何看起來那麼小?這樣真的能推動船舶前進嗎?

船舶準備下水

說實話通過圖片看的話,船舶的螺旋槳確實好小啊!感覺就像個小風扇掛在後面,比例非常的不協調,這也難怪網友們會那麼驚訝了。而再看看飛機的螺旋槳,就感覺協調的多了。

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船舶下水

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飛機的螺旋槳

其實船舶的螺旋槳看起來小是有原因的。就拿現在的大型船舶來說吧,排水量動輒上萬噸、甚至十幾萬噸,最大的能達幾十萬噸,而這麼巨大的重量並不是作用在螺旋槳上,而是作用在水上,同時水又給了船舶浮力,重力和浮力相互抵消;這也是船舶能浮在水面的原因。這樣螺旋槳只需要克服船舶行進的阻力,就能推動船舶前進了。

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浮力和重力

船舶在航行時的阻力主要來源於空氣和水,因為空氣的阻力佔的比重較少,所以主要還是看水的阻力。而水的阻力又可以分為:摩擦阻力、粘壓阻力、興波阻力、突出體阻力等四種阻力。而這四種阻力在不同航速船舶中佔的比例也有所不同,在低速船舶中,興波阻力的佔比很小,摩擦阻力的佔比能達到70%~80%,粘壓阻力為10%。對於高速船舶,興波阻力的佔比急劇增加,能達到40%~50%,摩擦阻力為50%,粘壓阻力為5%左右了。通過阻力的佔比我們可知道船舶的阻力受速度的影響很大,而一般來說排水型船舶,民船的航速都在10~20節左右,軍艦的航速在30節左右,就這個速度而言遠比小車在高速上的速度要慢的多,所以其單位質量對功率的需求相對較少;同時水的密度是空氣的700多倍,這也就意味著,用直徑更小的槳也能獲得很大的推力。(注:1節=1.852千米/小時)

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阻力和推力

其實船舶的螺旋槳一點都不小,只是相對於動輒上百米甚至幾百米的船體來說顯得小而已。比如說像下圖這樣幾千到萬噸左右的小型船舶的螺旋槳就比人高不少。如果覺得還不夠明顯還可用一些著名的船舶來做對比。

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小型貨船

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幾千噸級船舶的螺旋槳比人高不少

比如100多年前的“奧林匹克級”郵輪“泰坦尼克號”。咱們單看螺旋槳和船舶對比,感覺螺旋槳好小,但是我們再看螺旋槳和人對比,會發現其非常大。實際中“泰坦尼克號”是一個長度超過269米,寬度 28.19米,排水量達46328噸的龐然大物,這樣相比較起來才顯得螺旋槳非常的的小,其實“泰坦尼克號”外側兩個螺旋槳的的直徑超過了七米。

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泰坦尼克號

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泰坦尼克號的螺旋槳

再或者看看美國的“尼米茲級”核動力航母“布什號”。螺旋槳在其長達332.8米,寬40.8米(飛行甲板寬76.8米),排水量超10萬噸的巨大身軀的承託下,看起來非常的小。而是事實上“布什號”的螺旋槳直徑達到了6.4米,並且每個螺旋槳有5片槳葉,每片槳葉重達30噸,“布什號”有4個螺旋槳,光槳葉重量就高達600噸。(據說我國遼寧號航母的螺旋槳直徑4.5米,總重400噸。)

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“尼米茲級”核動力航母

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“布什號”核動力航母的螺旋槳

最後再看看我國近年來的明星船,由我國自行設計自主製造的的世界最大“40萬噸礦砂船”的螺旋槳。

該型船全長362米,寬65米,甲板面積有三個標準足球場之大,型深30.4米,自重達5.42萬噸,滿載排水量達45.4萬噸,就排水量而言,這艘龐然大物能頂4艘10萬噸級的航母啊!所以它的螺旋槳同樣也是個龐然大物,還一舉奪得世界最大直徑螺旋槳的頭銜,最主要還是咱們國家自己製造的。咱們來看看數據,看看到底有多大吧。該螺旋槳是由4片槳葉構成,直徑11.2米,重達71.86噸。你沒看錯,直徑達到了11.2米比三層樓還高,重量更是高達71噸,這重量兩輛標載的半掛車都拉不。這樣看來船舶的螺旋槳是真的不小啊!

萬噸船舶的螺旋槳為何看起來那麼小?這樣真的能推動船舶前進嗎?

40萬噸礦砂船

萬噸船舶的螺旋槳為何看起來那麼小?這樣真的能推動船舶前進嗎?

40萬噸礦砂船的螺旋槳

作者:小船人的夢想 2018年11月10號(凌晨)


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