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动力和阻力的方向相反吗

来源:baiyundou.net   日期:2024-08-08

你知道世界上最大的螺旋桨有多大吗?

我国镇江瓦锡兰螺旋桨公司制造的螺旋桨,堪称世界上最大的螺旋桨,直径达12.5米,重达480吨。

那么这么大的螺旋桨是如何生产的呢?螺旋桨是不是越大越好呢?这么大的螺旋桨有什么用?

什么是螺旋桨?

首先需要介绍一下螺旋桨,轮船由发动机提供动力,带动螺旋桨桨叶快速旋转,产生前进动力,推动轮船前行,螺旋桨通常由两个或者多个桨叶与叶毂组成。

桨叶绕轴承旋转时,顺着轴线方向的速度是稳定的,而垂直于轴线的桨叶,速度随着半径位置不同各不相同,螺旋桨各剖面在阻力较大的位置工作,可以获得更大的动力。

因此在气流阻力大的桨尖位置,设计桨叶弧度较小,而在桨跟位置,情况相反,设计桨叶弧度较大。

同时为了使用各剖面随着气流阻力变化随时都处于有利位置,设计各桨叶不同位置随着轴距增大逐渐减小,整根桨叶从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大,看起来像被一样被扭转了一样。常见的螺旋桨叶有机翼形切面、梭形切面、月牙形切面等。

很多人认为轮船的螺旋桨桨叶数量越多越好,越大越好,其实这是不对的,这是有前提条件的,是由发动机功率决定的。一般情况螺旋桨的发动机输出功率大小与桨叶直径大小、数目成正比。

直径越大,桨叶越多,发动机可输出功率越高,因此在结构允许的情况下尽可能选择直径大、桨叶数量多的螺旋桨,但是也不是越大越好。

当桨叶越大时,产生的阻力也越大,而发动机输出功率一定的情况下,桨叶数量越多,会导致每个叶片无法充分旋转产生足够的推动力,而且叶片数量增加也会导致阻力加大,反而增加了能源消耗,降低了动力转化,限制了轮船的最高速度。

而桨叶数量过少,会导致桨叶飞速旋转,过高的转速会产生空泡现象,即螺旋桨导致转速过快,导致螺旋桨前面压力降低,导致海水的气化,会产生大量的气泡,气泡破裂后会造成周围压力突变,发出噪声,对螺旋桨和船体表面产生冲击损失,同时导致阻力加大,影响到螺旋桨转速。

对于大体积船舶制造螺旋桨前,都需要科学的理论研究,包括前期的数字化设计,后期的计算机模拟试验,实体模型验证都是需要反复论证。

要考虑轮船发动机输出功率,不同状态下海水对螺旋桨的阻力,极端不利情况下的操作,综合成本等各类状况,在加工难度、生产成本、静动平衡及推进效率之间取平衡后,最终得出最佳设计,然后方可开始建造。

向着世界上最大螺旋桨进发

要建造大型螺旋桨,首先就是要选择合适的螺旋桨材料,螺旋桨在海水中长期浸泡,需要能抵抗海水的侵蚀性,而且海中浮游生物众多,大量的藻类、贝类等附着在船桨上会导致清理难度增大,因此选对材料很重要。

其次,大型螺旋桨的桨叶数量、大小、扭矩、螺旋角度等这些参数都至关重要,每一项都会影响到轮船动力输出,因此设计难度极大。

然后,螺旋桨表面曲线多,线条复杂,扭矩要求精度高,工艺加工难度极大,而且需要特殊的高精度车床加工。最后这么大的桨叶制造出来后,如何拼装也是问题。

在过去我国工业基础差,没有高精度车床,更没有计算机模型软件技术,无法加工出大型的螺旋桨,轮船业发展受限制,严重依赖外来进口,德日等国家更是实行技术封锁,国产高端的大型舰船用螺旋桨一直难以得到实质性发展。

而后国家大力扶持,一系列的科技企业如雨后春笋般拔地而起,新型材料加工,大型机床设备加工技术,计算机软件技术等技术难题相继被攻克,我国已经具备了制造大型螺桨的基本条件。

这时候中国镇江的中船瓦锡兰螺旋桨公司挺身而出,科研专家历经上千个日夜的刻苦钻研,终于打破日德等外国企业技术壁垒,研制出新型的七轴五联动数控机床。

将电脑编程与机械加工高度结合,实现自动化高精度加工,将加工精度误差大大消除,加工效率提高,节省了时间和成本,制造出的螺旋桨整体质量和性能位于世界前列。

就是利用这台自主研发的机器打造出世界上最大的螺旋桨,直径在12米,重达480吨,高度差不多有4层楼那么高,用于中国最新的40万吨超大型运砂船,这种巨轮体积是一般航母的几倍。

这台最大的螺旋桨一改过去传统的青铜锌锡合金、锰青铜、铸铁、不锈钢材质,而是采用国际主流的镍铝青铜合金。

铜合金具有耐腐蚀性,长期浸泡也不会生锈,同时有微量的毒性,海藻等浮游生物不会附着在其上,能保持几十年光亮如初,清理方便。同时适合加热、扭曲、切割等加工工艺,对刀具损耗小,容易加工。硬度和延展性好,轻易不会变形。

螺旋桨采用高精度一次浇铸成型工艺,拼接没有采用过去的环氧树脂粘连法、机械键拼接法,而是采用先进的液压无键连接技术,利用高压油对螺旋桨进行拼接,既可以保证安装质量,不会对拼接处造成损害,又能充分发挥桨叶的动力,安全可靠。

最后对螺旋桨进行打磨处理,先用铣床打磨光亮,然后人工抛光处理,最后亮到发光的大型螺旋桨就横空出世了。毫无疑问,这又是顶尖科技的完美展示,没有过硬的工业制造技术是无法完成这项浩大的工程。这是中国制造的又一次完美亮相。

结语

大型螺旋桨应用领域多种多样,是大型油轮、远洋货船、客轮等不可或缺的部分,助力中国船舶业、能源开发、海洋探索等领域进步,实现中国船舶运输业腾飞。

螺旋桨不在依赖进口,完全自主生产的大型螺旋桨帮助船舶增大动力,减少能源消耗,低噪音,大大节约成本,出色的性能和优异的品质更是被大国重器航母采用,彰显中国制造的实力。

看似简单的螺旋桨,实则是无数高精尖技术发展构成,正是在计算机软件、高精度数控机床、合成材料等领域的相继突破,大型螺旋桨的研制才水到渠成,而大型螺旋桨带动的造船工业的飞速发展才能实现航母的顺利下海,环环相扣,积小成多,螺旋桨发展的一小步,却是中国自主制造的一大步。

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冀之伯5088杠杆的阻力和,动力方向是相反的吗 -
殳纪和18657142594 ______ 不一定,动力、阻力作用在支点同侧,方向相反;作用在异侧,方向相同

冀之伯5088杠杆的支点是怎么看的啊如题,还有,阻力的方向是不是一定与动力方向相反咧? -
殳纪和18657142594 ______[答案] 1、杠杆的支点是根据题意确定出来的.但注意:支点一定位于杠杆上.它可能在杠杆的某一端,也可能在杠杆的中间.在杠杆转动时,支点是相对固定的.画杠杆简易图时,支点应画上“△”符号,并标注字母“O”; 2、阻力的方向不一定与动力方向相...

冀之伯5088怎样判断动力和阻力的方向 -
殳纪和18657142594 ______ 与物体运动方向相反的就是阻力. 相同则动力

冀之伯5088怎样判断动力和阻力的方向 -
殳纪和18657142594 ______[答案] 动力和运动方向一致,阻力和运动方向相反

冀之伯5088杠杆原理中阻力的方向什么时候与动力的方向相同?什么时候相反? -
殳纪和18657142594 ______ 看支点位置,如果支点在杠杆中间某位置,即动力、阻力位于支点两侧时,动力、阻力是同方向的; 如果支点在一端,动力、阻力都在杠杆的同侧,则动力、阻力方向相反.

冀之伯5088在力臂当中,动力方向和阻力方向是否一致 -
殳纪和18657142594 ______ 这要看动力点和阻力点的位置了,一般来说,动力点和阻力点都在支点的同一侧的时候,动力方向和阻力方向往往相反,比如镊子;动力电和阻力点分居支点的两侧的时候,方向往往相同,如撬棍、天平等

冀之伯5088动力和阻力是杠杆的转动方向是相同还是相反的? -
殳纪和18657142594 ______ 动力和阻力使杠杆的转动方向是相反的

冀之伯5088杠杆动力和阻力方向一定相反吗 -
殳纪和18657142594 ______ 不一定,支点在中间,两力方向相同.支点在一边,两力方向相反.

冀之伯5088动力作用方向总是与阻力方向相反这句对吗 -
殳纪和18657142594 ______ 对,阻力就是阻止运动的力,与动力方向相反

冀之伯5088九年级上册苏科版物理杠杆动力和阻力的方向是相反的吗?
殳纪和18657142594 ______ 有可能是相同的,看参照物

(编辑:自媒体)
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