幾萬噸甚至幾十萬噸油輪貨船怎麼只有一個螺旋槳而且還這麼小,這是為什麼?
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03-01
首先,大型商船的螺旋槳並不小,只是和碩大的船身相比顯得很小,推動它的是幾萬匹乃至十幾萬匹馬力以上的發動機,傳遞扭矩的軸,也是非常粗大。
大型商用船舶的柴油機有幾層樓高,幾萬匹馬力
其次,水的密度很大,約為海平面空氣密度的775倍,且不可壓縮,也就是說,按體積計算的同樣流量,水的推力是空氣的775倍以上。
反過來,水對螺旋槳施加的力也是極其巨大,螺旋槳槳葉是懸臂結構,我們知道, 懸臂結構的懸臂根部彎矩和懸臂長度的平方成正比,因此,隨著螺旋槳直徑的增大,螺旋槳槳葉根部應力會非常大,故船用螺旋槳不宜太大。
船用柴油機的曲軸
再其次,遠洋商船運輸節點之間距離非常長,對加減速的要求很低。
和飛行器需要有足夠的速度提供升力和足夠的動力爬高不同,船舶是自浮在水面上的,不需要通過動力獲得垂直方向的力。
也和地面交通工具不同,地面交通工具發車頻次高,需要頻繁加減速,地面交通工具速度也高,所以對加減速性能要求高。
因此,船舶並不需要太大的動力儲備,不大的螺旋槳(相對船身)即可滿足動力要求。
商船的經濟航速不高,所以單位噸位動力比地面和空中交通工具小很多
最後,船舶在水上行駛,低速時水的阻力大約和速度成正比關係。但隨著速度增大,阻力會更快地增加,會變成和速度的平方、三次方、甚至更高次方成正比,因此,商船考慮經濟性,行駛速度不高,一般不高於17海里每小時,甚至12海里每小時,維持這個巡航速度,也不需要太大的螺旋槳產生推力。
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