万吨船舶的螺旋桨为何看起来那么小?这样真的能推动船舶前进吗?

我之前发过不少船舶下水的视频,有很多网友在看到船舶的螺旋桨后提出了质疑:这么大的船螺旋桨居然那么小?像个小风扇一样,这么小的螺旋桨能推的动船舶吗?

万吨船舶的螺旋桨为何看起来那么小?这样真的能推动船舶前进吗?

船舶准备下水

说实话通过图片看的话,船舶的螺旋桨确实好小啊!感觉就像个小风扇挂在后面,比例非常的不协调,这也难怪网友们会那么惊讶了。而再看看飞机的螺旋桨,就感觉协调的多了。

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船舶下水

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飞机的螺旋桨

其实船舶的螺旋桨看起来小是有原因的。就拿现在的大型船舶来说吧,排水量动辄上万吨、甚至十几万吨,最大的能达几十万吨,而这么巨大的重量并不是作用在螺旋桨上,而是作用在水上,同时水又给了船舶浮力,重力和浮力相互抵消;这也是船舶能浮在水面的原因。这样螺旋桨只需要克服船舶行进的阻力,就能推动船舶前进了。

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浮力和重力

船舶在航行时的阻力主要来源于空气和水,因为空气的阻力占的比重较少,所以主要还是看水的阻力。而水的阻力又可以分为:摩擦阻力、粘压阻力、兴波阻力、突出体阻力等四种阻力。而这四种阻力在不同航速船舶中占的比例也有所不同,在低速船舶中,兴波阻力的占比很小,摩擦阻力的占比能达到70%~80%,粘压阻力为10%。对于高速船舶,兴波阻力的占比急剧增加,能达到40%~50%,摩擦阻力为50%,粘压阻力为5%左右了。通过阻力的占比我们可知道船舶的阻力受速度的影响很大,而一般来说排水型船舶,民船的航速都在10~20节左右,军舰的航速在30节左右,就这个速度而言远比小车在高速上的速度要慢的多,所以其单位质量对功率的需求相对较少;同时水的密度是空气的700多倍,这也就意味着,用直径更小的桨也能获得很大的推力。(注:1节=1.852千米/小时)

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阻力和推力

其实船舶的螺旋桨一点都不小,只是相对于动辄上百米甚至几百米的船体来说显得小而已。比如说像下图这样几千到万吨左右的小型船舶的螺旋桨就比人高不少。如果觉得还不够明显还可用一些著名的船舶来做对比。

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小型货船

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几千吨级船舶的螺旋桨比人高不少

比如100多年前的“奥林匹克级”邮轮“泰坦尼克号”。咱们单看螺旋桨和船舶对比,感觉螺旋桨好小,但是我们再看螺旋桨和人对比,会发现其非常大。实际中“泰坦尼克号”是一个长度超过269米,宽度 28.19米,排水量达46328吨的庞然大物,这样相比较起来才显得螺旋桨非常的的小,其实“泰坦尼克号”外侧两个螺旋桨的的直径超过了七米。

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泰坦尼克号

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泰坦尼克号的螺旋桨

再或者看看美国的“尼米兹级”核动力航母“布什号”。螺旋桨在其长达332.8米,宽40.8米(飞行甲板宽76.8米),排水量超10万吨的巨大身躯的承托下,看起来非常的小。而是事实上“布什号”的螺旋桨直径达到了6.4米,并且每个螺旋桨有5片桨叶,每片桨叶重达30吨,“布什号”有4个螺旋桨,光桨叶重量就高达600吨。(据说我国辽宁号航母的螺旋桨直径4.5米,总重400吨。)

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“尼米兹级”核动力航母

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“布什号”核动力航母的螺旋桨

最后再看看我国近年来的明星船,由我国自行设计自主制造的的世界最大“40万吨矿砂船”的螺旋桨。

该型船全长362米,宽65米,甲板面积有三个标准足球场之大,型深30.4米,自重达5.42万吨,满载排水量达45.4万吨,就排水量而言,这艘庞然大物能顶4艘10万吨级的航母啊!所以它的螺旋桨同样也是个庞然大物,还一举夺得世界最大直径螺旋桨的头衔,最主要还是咱们国家自己制造的。咱们来看看数据,看看到底有多大吧。该螺旋桨是由4片桨叶构成,直径11.2米,重达71.86吨。你没看错,直径达到了11.2米比三层楼还高,重量更是高达71吨,这重量两辆标载的半挂车都拉不。这样看来船舶的螺旋桨是真的不小啊!

万吨船舶的螺旋桨为何看起来那么小?这样真的能推动船舶前进吗?

40万吨矿砂船

万吨船舶的螺旋桨为何看起来那么小?这样真的能推动船舶前进吗?

40万吨矿砂船的螺旋桨

作者:小船人的梦想 2018年11月10号(凌晨)


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