机加工界的黑科技，总重400吨的航母螺旋桨，中国技术再次突破

机加工界的黑科技，总重400吨的航母螺旋桨，中国技术再次突破美国非诚勿扰 船用螺旋桨是指靠桨叶在水中旋转，将发动机转动功率转化为推进力的装置，可有两个或较多的叶与毂相连，叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种船用推进器。 ▲船用螺旋桨水下转动 之

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船用螺旋桨是指靠桨叶在水中旋转，将发动机转动功率转化为推进力的装置，可有两个或较多的叶与毂相连，叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种船用推进器。

▲船用螺旋桨水下转动

之前船用螺旋桨设计是靠多年的经验积累和专家的直观推理。现在已经从经验方法过渡到数字化设计，进而应用计算机技术进行螺旋桨的最佳化设计。一个好的螺旋桨其设计是非常重要的，模型试验也起着主要的作用。

▲船用螺旋桨水下转动

船用螺旋桨必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大，所以说螺旋桨是一个扭转的机翼更为确切。

▲船用螺旋桨水下转动

以前的船用螺旋桨，主要是以铜合金为主，尤其是以镍铝青铜合金为主。随着技术的发展，需要更大吨位更强动力的轮船，以不锈钢为主的螺旋桨应运而生，尤其是马氏体不锈钢（13Cr-1Ni-1Mo）获得广泛应用。

▲船用螺旋桨水下转动

船用螺旋桨为什么大多是三叶桨或五叶桨？这是在加工难度、生产成本、静动平衡以及推进效率之间取得平衡。商品级水下推进器中，大部分三叶螺旋桨是高速桨，五叶螺旋桨多用于大型船舶，多数是低速桨。

▲船用螺旋桨转动形成的空泡

为了消除桨叶间的共振，大部分螺旋桨是素数叶数：3、5、7桨叶数（曾经有过用11叶桨的潜艇），但部分考虑到成本与效率因素，也会选择4叶桨。总体来说，高转速的桨叶少，低转速的桨叶多。

大型船用螺旋桨一般包括轮毂、桨叶、叶根、随边、叶稍和导边，超大型螺旋桨的制造涉及到铸造技术（防止空泡产生）、机械加工技术等多项难点，特别是形状复杂、精度要求较高的螺旋桨，要用到高端的多轴联动机床设备。

之前央视报道辽宁号航母更换螺旋桨的资料，这表明我国在大型船舶螺旋桨精密焊接、制造、安装等一体化的系统制造技术，已经完全获得突破。

大型船舶的螺旋桨技术曾在相当长的时间里，成为阻碍中国大型船舶发展的一个屏障。参照美国布什号航母螺旋桨的数据：尼米兹级布什号航母螺旋桨直径6.4米，一艘航母有4个螺旋桨，每个螺旋桨有5片桨叶，每片桨叶的重量是30吨，大概估算螺旋桨的总重就达600吨。

那么辽宁号航母的螺旋桨直径至少在4.5米，总重也在400吨左右。这是一个考验大国工业巨型构件技术水准的领域，从某种程度上讲，我国在大型船舶建造技术领域已经获得了质的飞跃。

镇江中船瓦锡兰螺旋桨公司研发出了7轴五联动机床，加工最大直径已经突破12.5米，160吨重的螺旋桨制造技术，比尼米兹级航母的螺旋桨大多了。话说大型船用螺旋桨是机械加工行业的黑科技一点也不为过，能掌握这项技术的国家在世界上也是少之又少。