螺旋桨的历史源远流长。早在春秋战国时期,中国人就发明了*种玩具叫 “竹蜻蜓”,它用竹片削成,叶片像螺旋桨,中间插*根竹竿,用力*搓竹竿,叶片就会升起来,这可以说是螺旋桨的雏形。明朝时期,苏州巧匠徐正明经过十多年钻研,造出了*架带有螺旋桨的直升飞机,虽只能飞离地面*尺多高,但这是人类在航空*域的*次大胆尝试。到了 18 世纪,瑞士物理学家伯努利和数学家欧拉等对螺旋桨进行了理论研究,1836 年,英国的 “阿基米德号” 使用了螺旋推进器,标志着螺旋桨在船舶*域的正式应用。
从结构上看,螺旋桨主要由桨叶和桨毂组成。桨叶好像*扭转的细长机翼安装在桨毂上,发动机轴与桨毂相连接并带动它旋转。其工作原理基于翼面的升力原理,当桨叶在空气或水中旋转时,由于桨叶的几何形状和攻角,使得流经桨叶上下表面的流体速度不同,根据伯努利定律,从而在桨叶上下表面产生压力差,这个压力差在前进方向的分量就是螺旋桨的推力。

螺旋桨的类型多样,根据不同的应用场景和需求,可分为调距桨、导管螺旋桨、串列螺旋桨、对转螺旋桨等。调距桨可按需要调节螺距,能充分发挥主机功率,提高推进效率,在拖船和渔船上应用较多。导管螺旋桨则是在普通螺旋桨外缘加装*机翼形截面的圆形导管,可提高推进效率,但倒车性能较差,多用于推船。
在船舶*域,螺旋桨是船舶的主要推进方式之*。它通常布置于船舶艉部,通过旋转将水推向船后,利用水的反作用力推船前进。船舶的螺旋桨数量和大小根据船舶的类型、排水量、功率等因素而定,普通运输船舶*般有 1 到 2 个螺旋桨,大型快速客船可能有双桨至四桨。在飞机*域,螺旋桨在喷气发动机出现以前,是所有带动力的航空器产生推动力的主要装置,即使在现代,螺旋桨仍用于装活塞式和涡轮螺旋桨发动机的亚音速飞机。
螺旋桨的几何参数对其性能有着重要影响。比如直径,它是螺旋桨的核心尺寸,与螺旋桨的需用功率、额定转速等均有关系,*般来说,直径增大拉力也随之增大,效率也会提高。还有桨叶的片数,增加桨叶数量会使桨叶载荷降低,但也会增加桨尖损失,其气动效率的变化会随螺旋桨整体桨盘载荷的不同而有所不同。
螺旋桨,这个经过数百年发展的动力机械,以其简单而**的工作方式,为船舶和飞机等提供了强大的推进力,推动着人类交通和工业的不断进步。随着科技的不断发展,相信螺旋桨在设计和性能上还会不断优化和提升,继续在各个*域发挥重要作用。