北京
問你一個(gè)問題，你知道船只尾部的螺旋槳是幾個(gè)葉片嗎？三個(gè)？四個(gè)？
其實(shí)這個(gè)問題并沒有一個(gè)統(tǒng)一的答案，因?yàn)椴煌呐灤菪龢~片的數(shù)量是不同的，即便是同一種艦船，船尾螺旋槳葉片的數(shù)量也并沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。那么，一艘船的螺旋槳到底要裝幾個(gè)葉片，是根據(jù)什么決定的呢？在解答這個(gè)問題之前，先讓我們來思考一個(gè)基本的問題，那就是螺旋槳是如何推動(dòng)船只前進(jìn)的？這個(gè)問題看似很好回答，當(dāng)然是依靠向后退水所產(chǎn)生的作用力與反作用力了。不過這只是正確答案的一部分，還有另一部分，就是伯努利原理。
根據(jù)伯努利原理，流體的運(yùn)動(dòng)速度越快，壓強(qiáng)就越小，反之運(yùn)動(dòng)速度越慢，壓強(qiáng)就越大。
飛機(jī)能夠飛上天就是利用了這一原理，通過對飛機(jī)機(jī)翼上下表面形狀的設(shè)計(jì)，在機(jī)翼上下表面制造出空氣流速差異，從而產(chǎn)生壓力差，這便是升力的來源。空氣是流體，水當(dāng)然也是流體，所以船只的螺旋槳也利用了相同的原理。螺旋槳本身存在著一定的曲率，這使得螺旋槳在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，前面的水流速度快，后面的水流速度慢。
于是，螺旋槳前面低壓區(qū)的水就會(huì)被吸入到螺旋槳后面的高壓區(qū)，再高速噴出之后，便產(chǎn)生了推動(dòng)船只前進(jìn)的反作用力。
由此可見，船只前進(jìn)的速度就是由螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的推力大小決定的，那么推力又是由誰決定的呢？是由螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)速度決定的，轉(zhuǎn)動(dòng)速度越快，前后壓差就越大，產(chǎn)生的推力自然也就越大。但是，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是有限的，所以螺旋槳的轉(zhuǎn)速自然也是有限的。如此說來，只需要制造更大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)不就可以提升船只的速度了嗎？沒有這么簡單。
隨著螺旋槳轉(zhuǎn)得越來越快，螺旋槳后前方的壓力會(huì)越來越低，于是水的沸點(diǎn)也就會(huì)越來越低，以致最終螺旋槳前方的水會(huì)開始沸騰。
沸騰會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，這些氣泡隨后會(huì)破裂釋放出大量的能量，對螺旋槳造成破壞，久而久之螺旋槳就會(huì)損壞，這就是空泡現(xiàn)象。由此可見，螺旋槳是不能轉(zhuǎn)得太快的。不能提高轉(zhuǎn)速，如何提升推力呢？自然就是增加葉片的數(shù)量。多了一個(gè)葉片，就多了一份推力，船只的速度自然也就更快了。
不過船用螺旋槳的葉片也不是越多越好。
首先一個(gè)原因就是效率低，相同轉(zhuǎn)速下，裝兩個(gè)葉片的推力并不能達(dá)到一個(gè)葉片的兩倍，如果繼續(xù)增加葉片，推力的增加量還會(huì)繼續(xù)降低。這是因?yàn)榍耙粋€(gè)葉片擾動(dòng)的水流還沒有恢復(fù)，下一個(gè)葉片就到了，所以推水的效率也就會(huì)下降，葉片的數(shù)量越多，下一個(gè)葉片到來的速度就越快，效率也就越低。另一個(gè)原因是推力不會(huì)憑空產(chǎn)生，它本質(zhì)上依靠的是發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，所以在發(fā)動(dòng)機(jī)功率相同的情況下，葉片越多，螺旋槳的轉(zhuǎn)速就越慢。最后，葉片多也會(huì)增加額外的阻力。
綜上所述，螺旋槳葉片的增加，有好處也有壞處，因此到底要裝幾個(gè)葉片，必須根據(jù)使用需求來決定。
比如潛艇后方的葉片數(shù)量就很多，可以達(dá)到七八片，這是因?yàn)閷τ跐撏碚f，隱蔽就是首要考慮因素，而采用多葉片、低轉(zhuǎn)速的策略，就可以最大限度減少航行時(shí)的噪音。對于大型游輪和貨輪來說，噪音什么的都不是問題，速度就是第一考慮要素，所以螺旋槳的葉片數(shù)量大多維持在三到四個(gè)。
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