喜欢船舶又同时喜欢飞机的朋友们,不难发现一个问题:对于单螺旋桨的飞机而言,既有把螺旋桨设置在飞机前面的,也有把螺旋桨设置在后面的,而船舶则不同,采用了常规推进方式的船舶,几乎无一例外的把螺旋桨布置在了船舶的尾部。这样,我们难免会产生一些疑问:船舶的螺旋桨为何不能像飞机一样,有些设置在前有些设置在后呢?

所有船舶都需要螺旋桨吗(为何船舶的螺旋桨都设置在尾部)(1)

螺旋桨在前面的飞机

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螺旋桨在后面的飞机

船舶的螺旋桨为何都设置在船舶艉部?

笔者认为,要解决船舶的螺旋桨为何都设置在船舶艉部的问题,就是要了解船舶螺旋桨设置在艉部有什么优势。

船舶螺旋桨设置在艉部的优势:

第一点,满足船舶具有一定的艉倾要求。工程师们在设计船舶的时候,一般都希望船舶在正常的航行中具有一定的艉倾(艉倾即艏部吃水浅一点,艉部吃水深一点,整体看上去头部有点上昂)。想要船舶获得一定的艉倾,即需要船舶尾部的重量比艏部重一些,这个可以通过压载水系统来调节。不过通过压载水调节,事实上给船舶以额外的负担,最理想的状态应该是船舶设计本身的浮态具有一定的艉倾。主机和螺旋桨都是质量较大的物体,把它们设置在船艉部,能有效保证船舶具有一定的艉倾。

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水面舰艇具有一定的艉倾更利于航行

船舶艉倾具有的优点:

1、我们知道船舶螺旋桨直径越大,转速越低,推进效率则越高。把螺旋桨设置在吃水较深的艉部(特别是空载状态下),能设计匹配尺寸更大的螺旋桨,而吃水越深也就能获得更好的推进效率。

2、利于船舶航行,能减少一定的航行阻力。

3、昂起的船艏更不容易上浪。

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一定的艉倾能保证水面舰艇螺旋桨的吃水

第二点,布置需要。对于设计航速较高的船舶来说,为了降低航行时的阻力,提高经济性,会在艏部位置设置能减少兴波阻力的球鼻艏。其次,对于水面作战舰艇来说,还需要在艏部设置声纳系统,而螺旋桨是重要的振动源和噪声源,它的运转会严重干扰声纳的工作。把桨设置在尾部能尽可能的减小螺旋桨对声纳的干扰。

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船舶球鼻艏

第三点,保护螺旋桨和机舱。海水中并不像空气中,具有良好的视野。对于大型船舶来说,吃水较深,有时无法很好的判断水下前部是否有障碍物,所以船舶艏部成为了最容易发生碰撞的位置。把机舱和螺旋桨布置在艉部,然后在艏部设置艏尖舱和防撞舱壁,在发生碰撞的时候,既能保护船舶安全,又能保护螺旋桨和机舱的安全。

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船舶艏部最容易发生碰撞

第四点,增加舵面效应,提高操纵性。从操纵性的角度来说,把舵设置在离船中心越远的位置,则产生的力矩越大。同时,将舵设置在螺旋桨的尾流区域内,充分利用螺旋桨的尾流,则能有效增加舵面效应,提高船舶操纵性。

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将舵设置在螺旋桨的尾流区域内

关于网上一些问题的看法

之前笔者在网上也查阅过这个问题,看到有网友回答说:主要原因是因为船舶靠螺旋桨推着前进,所以必须在艉部。在这里我也不多讲什么大道理,仅仅讲一个实例。并不一定所有船舶的螺旋桨是推着船舶前进的。如一些吊舱推进器的螺旋桨就是设置在推进电机的前端,靠螺旋桨产生的拉力传递到吊舱系统带动船舶前进。

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螺旋桨在前的吊舱推进器

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作者:小船人的梦想 2019年6月9号

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