--系列螺旋桨

1985年版苏联《船舶原理手册》[3]发表了中速船用4叶低振螺旋桨系列M4-75图谱，用来取代此前苏联各版手册中推荐采用的螺旋桨。利用该系列，曾设计48000吨散货船用桨，经模型试验和在侧斜及纵倾方面的轻微调整，该螺旋桨圆满地满足了设计要求；随后有资料显示，从北欧采购的吊舱推进装置，当因出现唱音提出质询时，供货方称装置中的螺旋桨系委托俄国设计，其外形也接近M4系列。

手册称系列是在广泛用于欧、苏的荷兰B系列螺旋桨基础上发展而成的，其特点是采用机翼型剖面取代原来的（基本）圆背型剖面，是径向变螺距、叶梢卸载螺旋桨。该系列桨叶剖面相对宽度C/D及剖面中点到桨叶参考线（面）的距离Csk/D都是给定的。随着螺距比不同，桨叶剖面中点沿螺距线下滑而形成的侧斜角将不同。由于是单边侧斜，即桨叶剖面沿螺旋线下滑所形成的侧斜角将不同，而且叶梢部r=1.0处的侧斜角，就是桨叶的侧斜角度。对于系列中不同螺距比（P/D）0.7=0.6～1.4的对应桨叶侧斜角θsk值在30.69°到29.40°之间。由于桨叶梢卸载，桨叶梢部呈“匙形”（俄文“пожкообразность”），手册中对r＞0.9处的剖面移向船尾方向，而r＜0.9处的剖面向船首方向移，各半径的纵倾Rake与Csk有关，按Rake=Csk确定。经反复拆算，对M4-75系列的侧斜做了轻微的变动。将侧斜、纵倾“固化”，保持桨叶中线的侧斜（正投影）和纵向位置（侧投影）保持不变，即剖面中点的θsk、TAD/D与的关系不变，进行归一化。

因为做了以上对侧斜、纵倾的改动及对文献[3]中数据进行了重新整理、绘图，故将系列更名为RSM-4-75。图1中所有数据均取自[3]，包括空泡斗的数据，由于有的图纸尺度较小，例如空泡斗数据，将读数绘图时，参照了相邻螺距比的读得值，绘出比较协调的曲线族。利用重新绘制的RSM-4-75系列桨图谱设计的螺旋桨，在模型试验和实船使用中，与直接按M4-75设计的螺旋桨比，推进性能在工程计算精度范围内，基本相同。

应该特别指出的是，文献[3]中推出的M4-75等螺旋桨系列的桨叶剖面，吸收了苏联在北冰洋航行船舶保证桨叶强度的经验，列出了破冰船桨叶剖面加强的厚度分布ИК-80、ИК-82，随剖面t/C的变化，剖面首尾应如何加厚，给出了回应，其中包括适应中国船检CCS的B1#最高冰区级（俄国УЛ级）。

近年来北极圈气候变化，有可能开辟经北冰洋的亚欧航道，航行于北航道的船舶螺旋桨，叶剖面应如何加强，可能提上议事日程。

表1 RSM-4-75螺旋桨系列几何参数

（续表）

*注：系列只要求拱度f按系列图2严格给定，而厚度按军标或船检规范确定，在拱度线上下各添加t/2，形成剖面翼型，不影响系列的KT、10KQ～JP数据。

图1所示为RSM475系列桨的流体动力和空泡性能数据，取自手册[3]不同章节。由图1按任务书要求选定桨径D及桨的螺距比P/D值。图中所标P/D为表征值，即选用的变螺距螺旋桨=0.7半径处剖面的螺距比值。再由图2确定各具体半径处的剖面当地螺距比P/D及其相对拱度f/C（f为该剖面最大拱度值，C为剖面叶宽）。

由于严格给定了桨叶机翼型剖面的拱度线（最大拱度及拱度分布），桨叶剖面厚度变化，对螺旋桨流体动力（推进和空泡）性能的影响，工程上可以忽略不计。本系列桨的试验模型的叶厚，是按冰区加强Л2、Л3（苏联船检PeгистрCCCP）剖面ИК-80确定的，相当于我国船检CCS的B2、B3级冰区加强。所有试验模型均为200mm直径，试验转数是1800r/min。

据图2查得之f/C值，按图3算出剖面弦向各处的当地拱度值，得到桨叶剖面的拱度线，再按强度要求，确定剖面的厚度，及参照冰区航行要求，得出剖面弦向各处的当地厚度值t（按图3）。

得出桨叶剖面的弦向各处的拱度f、厚度t后，算出桨叶剖面在该处的垂直剖面基准线（等螺距直线）的叶背y S和叶面y P坐标值，得到桨叶剖面的全部型值。

图1（a） RSM-4-75系列桨推力系数KT、空泡斗（θsk≈30°）

（试验模型直径D=200mm，转数1800r/min）

图1（b） RSM-4-75系列桨扭矩系数KQ及推进效率ηP

图2 RSM-4-75桨各r处螺距比P/D及拱度f/C分布（按图1设计所得P/D=（P/D）my—横坐标查）

图3 剖面厚度分布“——ИК75”、“——ИК80”、“———ИК82”