在船尾后面，在一条泡沫流中。绘图、说明

在船尾后面，在泡沫状的溪流中。儿童科学实验室

儿童科学实验室

一艘灵活的赛车和一艘半公里长的油轮，一艘核潜艇和一艘内河拖船——这些不同的船只和其他数十艘船只在螺旋桨的帮助下在水下移动。现代自行式船舶十分之九是螺旋桨驱动的。

在船尾后面，在波涛汹涌的溪流中

水生生物学家研究了数百种河流、湖泊和海洋的生物——从虾到鱿鱼，从鲱鱼到鲸鱼，仔细研究了它们在水中的运动方式。它们中没有一个被大自然赋予了类似螺旋桨的东西。就像车轮一样，现代舰队的主要推动器在自然界中没有类似物。船用螺旋桨是杰出的阿基米德发明的用于提水的螺旋桨的后代。如果我们还回顾一下阿基米德定律，事实证明，今天的航运业对伟大的叙拉古人负有双重责任……

1793年，法国数学家庞顿建议使用螺旋桨来推动船舶。三十年后，捷克发明家 I. Ressel 发明了第一个螺杆设计——螺旋钻。 1836 年，一场事故导致该螺钉被今天形状的螺钉所取代——带叶片的螺钉。在测试过程中，一根像绞肉机一样的长螺旋钻断了，船行驶得更快。

1849年，螺旋桨的优势在一场公平的战斗中得到了证明。英国轮船、螺旋桨驱动的尼日尔号和轮式蛇怪号均配备 400 马力的发动机，通过电缆连接，向相反的方向出发。这就像一场拔河比赛。在一个多小时的时间里，这艘螺旋船以1,5节的速度牵引着对手。

确实，在这次比赛之后，明轮船的建造时间已经超过十年了。但最有可能的是，由于惯性......

Globtik Tokyo 是世界油轮船队的领导者，其船上发动机总容量为 45 马力。 s.，破冰船“Ermak”的发动机功率 - 000 42 l。 s.，客轮“Queen Eliabet-0” - 2 升。和。但获得能量并不是一切：必须使用它。

船舶靠抛掷水流来移动，换句话说，所有的自航船都是水文气象装置。轮子通过用刀片（一块板）压水来排出水。如果使用螺丝，这个过程就更复杂了。它的每个叶片都充当一种翅膀。当叶片在水柱中旋转时，机翼的一个表面上形成稀疏区，而另一表面上形成压缩区。压力差产生撞击的升力，叶片升力的总和就是螺旋桨停止。与普通螺杆不同的是，普通螺杆的头部每转一圈就会移动螺杆线的一个台阶，螺旋桨可以说是去除了螺纹，并喷回了大量的水。该质量越大，受力越强，螺钉越好。

看来，要提高重点，提高速度就足够了。但同时，那不再是粉碎，而是一根无形的水丝断裂。叶片前缘的压力进一步下降，水沸腾，形成无数气泡。一旦气泡飞出低压区，它就会崩溃：它被水柱压缩。每个气泡的死亡都伴随着微爆炸。

螺旋桨叶片上的气泡爆炸不仅会引起噪音和振动。保护性氧化膜脱离金属，空蚀开始。受到空化作用的螺旋桨叶片就像一个布满子弹的目标。

空化发生在某些螺旋桨转数时。为了摆脱这种极其不愉快的现象，你需要降低速度。但随后螺杆的推力就会下降，它的推力就会下降。

与航行金属侵蚀的斗争导致了一个矛盾的技术解决方案：他们决定增加空化。带有特殊形状叶片的螺旋桨被制造出来。在超高的速度下，导航气泡开始覆盖整个叶片的工作表面，形成一个巨大的蒸汽泡。增加这种螺杆的速度几乎不会改变蒸汽泡中的压力，并且叶片和整体止动件后面的压力增加。这种螺钉称为超空泡螺钉。对于普通船舶来说，它们的作用不大，但当你需要达到超过 40 节的航速时，它们却是必不可少的。例如，苏联燃气轮机水翼船“台风”就配备了超空泡螺旋桨。

叶片以连续的圆形舞蹈旋转。其中一个就足以“浪费时间”让整个螺旋桨振动起来，而其后面的整个进给也随之振动。碰巧由于螺旋桨的振动，需要重建这艘船。这就是为什么要特别小心地平衡螺钉，使用特殊模板验证刀片的形状及其倾斜度，每年至少一次将表面抛光至镜面。如果在检查使用一段时间的螺钉时，发现其表面有超过一毫米深的坑洼，则用环氧化合物进行腻子修补，并再次抛光至镜面。

一个特殊的问题是螺旋桨金属的选择。由于海水腐蚀严重，传统钢材实际上是不可接受的。可以说，“摩尔曼斯克”号破冰船运行两年，每个螺旋叶片减重200公斤。这是由特种合金钢制成的！

近年来，越来越多的船舶螺旋桨采用黄铜或青铜制成。黄铜的耐腐蚀性能是普通钢的一百倍。但在海水中，黄铜也容易腐蚀——锌会被冲走。锌含量低的区域布满裂纹，刀片的强度降低。螺丝每转一圈，就会有一条小裂纹打开又闭合，腐蚀产物会磨削其边缘，使其扩大。然后金属无法承受并破裂的时刻到来了......

黄铜不是一种非常耐用的金属。对于高速螺旋桨，更常用锰铝或镍铝青铜，其强度接近合金钢的强度，在海水中的阻力比黄铜高数倍。现代集装箱船和超级油轮的重达50多吨的螺丝就是用这种青铜铸造的。

然而，这种合金即使与轻冰也无法承受碰撞。因此，对于破冰船来说，需要用合金不锈钢制造螺旋桨，其中包括铜、锰、镍、钛和许多其他添加剂。

如果不提及塑料，关于现代船舶螺旋桨材料的故事就不完整。船舶已经配备了铸造尼龙螺旋桨。但仅限于小船上。即使是带有钢板边缘的尼龙叶片也无法承受大型船舶螺旋桨所承受的巨大机械载荷。但螺旋桨已经存在了一百五十年，而第一个塑料叶片的实验仅在大约十年前开始......

作者：M.Korotkiy, M.Nayding

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