船模螺旋桨

螺旋桨推进是船舶动力的主要方式。船模是船舶的缩影，船模螺旋桨当然也是船模爱好者们使用和研究的对象。船模的种类很多，船模螺旋桨的样式也很多，并不是随便找一个螺旋桨装上，船模就能正常行驶了。如何正确地使用螺旋桨，使你的船模和螺旋桨匹配，让船模能按你预想的速度航行？各种常用的螺旋桨性能如何？下面，我们就来研究这些问题。

一、螺旋桨的构造

如图1和图2所示，螺旋桨由桨毂和桨叶组成。从艉向艏方向看去，所见到的桨叶面称为叶面，另一面称为叶背。桨叶与桨毂连接处称为叶根，桨叶的最外端称为叶梢。螺旋桨正向旋转时，桨叶与水先接触的一边称为导边，另一边称为随边。螺旋桨旋转时，叶梢的圆形轨迹称为梢圆，梢圆的直径即螺旋桨的直径，梢圆的面积称为螺旋桨的盘面积。

二、两叶螺旋桨和多叶螺旋桨

1. 两叶螺旋桨

航海模型競赛规定，竞速艇模型用的螺旋桨可以自由设计制作，目前普遍采用两叶螺旋桨。因为两叶螺旋桨制作简单，便于批量生产，所以它适用于竞速艇模型螺旋桨容易损坏、需经常更换这种特殊情况。此外，这种螺旋桨的桨叶间水流相互干扰少，在高速旋转时可以提高螺旋桨的效率。但是，两叶螺旋桨的缺点是振动大。

2. 多叶螺旋桨

仿真的排水型船舶模型（商船、军舰）上安装的螺旋桨大多是多叶螺旋桨，桨叶为4叶、5叶、6叶的都有。航海模型竞赛规定，仿真船模的螺旋桨也必须按图纸比例仿真实船的螺旋桨。

多叶螺旋桨在功率不变的情况下，桨叶越多，桨叶之间水流的相互干扰也越大，螺旋桨的效率受到的影响也越大。但多叶螺旋桨的优点是转动平稳、振动小。配备多叶螺旋桨的船舶大都采用转速不太高的船用柴油机或通过其他船舶机械来带动螺旋桨，转速较慢，每分钟仅几百转，以此减少桨叶间水流干扰的程度。

三、水中螺旋桨和半浸螺旋桨

航行时全部浸没在水中旋转的螺旋桨是水中螺旋桨（图3）；螺旋桨一个桨叶浸在水中，另一个桨叶在空中的螺旋桨叫半浸螺旋桨（图4）。

1. 水中螺旋桨

竞速艇模型项目中的F1、F3、ECO、FSR-V等项目用的螺旋桨都是水中螺旋桨。水中螺旋桨旋转时全部浸没在水中，因此受到的水阻力很大。为了尽量减少水阻力，桨叶的螺距角要小一些。由于竞速艇底部安装位置的局限，桨叶直径不可能做得很大。为了提高效率，桨叶面积就要大一些，桨叶厚度在保证强度的前提下，就要尽可能修得薄一点。另外，为了减少螺旋桨的振动，两个桨叶的形状、面积、角度、厚度都要尽可能一致，最好用平衡校验器具校平衡。

简易的平衡校验器具如图5所示。用木板、木块制作一个架子，木块内侧用502胶水胶两片刀片（刀刃需水平等高），把固定在轴上的螺旋桨放到刀片上，螺旋桨的哪一片桨叶重了，就会转到下面去，这时就要修锉这片桨叶，直到螺旋桨两片桨叶完全平衡。

2. 半浸螺旋桨

在航海模型项目中，MONO、HYDRO、FSR-O级模型用的是半浸螺旋桨。半浸螺旋桨旋转时，一个桨叶在水中起推进作用，另一个桨叶在空中起平衡作用。由于它的安装位置空间较大，直径可以做得大一点，以加大推进效率；桨叶要窄一些，以减少阻力。为了保证桨叶强度，可以把桨叶做得厚一点。由于桨叶形状像一片柳叶，它也被称为“柳叶桨”（图6）。注意，半浸螺旋桨的振动比较大，所以船上的桨支架要做得牢固一些。

目前，市场上还没有成品的半浸螺旋桨售卖，所以爱好者们都是用水中螺旋桨代替半浸螺旋桨在使用。实际应用中，我们常把直径大一点的金属两叶水中螺旋桨的桨叶稍作修改，改装成一个半浸螺旋桨。

四、制作仿真船模螺旋桨

仿真船模的螺旋桨大多需要自己加工制作，特别是要参加比赛的仿真船模和要求在水中航行的船模。根据要制作的仿真船模的图纸，我们可以自己制作螺旋桨。

首先，用铜棒车制桨毂，在桨毂上用钢锯锯出等分的叶根槽（图7）。

然后，用1毫米厚的黄铜皮裁剪成所需要的桨叶形状，几叶桨就做几片桨叶。把它们整齐地叠起来用锡焊焊住，再用锉刀修整外形（图8）。接着，用电烙铁加热，将锡熔化，桨叶就分开了，成为外形完全一样的一套桨叶。

最后，将各片桨叶焊到桨毂的叶根槽中，修整光润后就成为漂亮的螺旋桨了。

五、竞速艇两叶螺旋桨的使用

1. 螺旋桨的修整

（1）螺旋桨旋转时，其靠近叶根处的线速度最小，推进效率也最低。如果此处的桨叶面积很大，会给螺旋桨带来很大的旋转阻力。新购买的螺旋桨叶根处的桨叶面积普遍比较大，我们可以试着将此处的叶片修剪掉一些，以减少旋转阻力（图9）。

（2）由于竞速艇螺旋桨在水里高速旋转，经常会碰到水中的树叶、树枝、水草甚至鱼类等杂物，轻微的碰撞就会将螺旋桨的导边打毛卷边，严重的会使桨叶扭曲、断裂。所以要经常检查螺旋桨，及时修光被打毛的桨叶，或更换损坏的螺旋桨。

2. 内燃机、电动机与螺旋桨的匹配

（1）如果发现竞速艇航行时内燃机或电动机运转比较吃力（声音闷响），转速降低，或竞速艇航行姿态不稳定，容易侧翻，就应该考虑这是否为螺旋桨太大所导致。此时，可以换一个直径小一点的桨试试。

（2）如果发现竞速艇航行时内燃机或电动机转得很轻松（声音尖锐），但艇速并不快，这说明螺旋桨太小，那就换大一点的桨试试。

（3）电动机动力竞速艇竞赛是规定好航行时间的，如ECO等项目都规定航行时间为6分钟。如果航行正常的艇在电池完好的情况下航行了5分钟，电池电能就消耗得差不多了（艇航行速度大幅度降低），这就说明螺旋桨太大；如果艇航行远超6分钟了，速度仍不变，那就是螺旋桨太小了。

（4）爱好者应在每次竞速艇模型试航时，做好笔记，把艇的航行姿态、调试措施、电动机（内燃机）的运行状况、螺旋桨的更换情况等都记录下来，并将螺旋桨编好号，以便下次试航时选用。endprint