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第1178章 麻烦的空泡(4k,还有5k)

    对于船舶来说,空泡这东西几乎全是害处,而且它主要攻击一个地方——那就是螺旋桨。

    而且攻击手段多种多样,有造成螺旋桨性能下降的,有对螺旋桨直接造成损害的空蚀,还有就是巨大的噪音。

    而且空泡这玩意,还五花八门多种多样,不仅仅是想象中圆圆的小气泡,这东西甚至还有片状的,紧贴着螺旋桨生成。

    高卢人那条还没076大的核动力航母,就是因为空泡的原因螺旋桨出过大问题,99年1月海试,就发现螺旋桨噪音大到影响水兵睡觉的程度,而到了2000年11月,4支螺旋桨均发生了严重空蚀,其中3支已经到了没法用的程度,2002年3月换的新螺旋桨,结果不久后再次因为空蚀导致螺旋桨断裂。

    连高卢人到了21世纪都还要在上面栽跟斗,而此时,我们建国也没多久,在这方面的研究自然不够深入。

    此时祝工过来问高振东,其实本来只是想碰碰运气,毕竟从他所知的情况来看,高振东对材料、流体力学都很熟悉,而且刚才还在超空泡方面有亮眼的表现,那来问问他是非常合适的一条路子。

    祝工很高兴的发现,自己这条路,走对了。

    甚至祝工自己都没想到这么齐全,毕竟空泡的危害,最明显的就是空蚀,但是在螺旋桨性能和噪声方面,还没怎么考虑到,说得难听点就是,此时的潜艇这东西,噪音大到我们的同志恐怕还没怎么往空泡上面去考虑。

    而实际上,螺旋桨空泡带来的噪音问题对潜艇的静音性能影响非常巨大,著名的鬼子违反“巴统协定”往老毛子卖机床,就是解决了老毛子的螺旋桨噪音问题。

    同时螺旋桨的性能问题,也还没怎么研究。现在最抠脑袋的、而且最为明确的危害,还是空蚀。

    “啊,看来高委员果然有研究啊,说实话,我们只是想解决空蚀的问题,其他两项,还没怎么考虑到。”祝工也不隐瞒。

    明人不说暗话,问题暴露得越彻底,高委员这边对情况掌握越清楚,自己这边得到帮助的可能性就越大,得到的帮助可能就越多。

    高振东沉默了一下,祝工以为他在思考,其实他是在系统里找东西,以他的知识储备,只是了解一点,但是要解决问题,还得开挂。

    过了一会儿,会议都宣布再次开始了,高振东才一拉祝工:“来来来,你就坐我边上,我们聊聊这个。”

    反正别的同志也要对今天的议题进行发言讨论,自己这边开开小差问题不大。

    高振东就这么明目张胆的拉着祝工坐在自己身边,两人窃窃私语的开起了小会。

    对于他的这种行为,其他同志视而不见充耳不闻,多大个事儿啊,振东同志和祝同志两人聊出灵感来了嘛,甚至只要必要,会停一会儿让他们讨论也不是不行。

    只不过从两人的表现来看,这边开会完全不耽误他们聊事情,那就没必要停下了。

    那边讨论他们的,高振东正拉着祝工在说空泡的事情。

    “从水的空化压力可知,当水在15摄氏度的时候,只要水的压强小于174帕斯卡,就会产生空泡,而螺旋桨的运动和形状,则为这个低压的产生创造了条件……”

    正常情况下,水的压强是不会这么低的,最简单来说,哪怕是水面上的水,已经是最低压强了,但是至少还受10万帕斯卡的压呢,也就是一个大气压,而水越深,这个压强就越大,水自身是有压强的。

    但是运动的螺旋桨给水带来了这个减小压强的机会,自然也就会产生空泡。

    “空泡产生主要经历两个阶段,第一阶段是局部空泡的产生……”

    “而第二阶段,则是局部空泡在桨叶背部扩展聚集……”

    高振东依葫芦画瓢,将空泡产生的成因做了一个详细介绍,其中有部分是祝工大概了解的,而另一部分,是祝工他们从来没有考虑过的范围。

    “……经过国外文献,还有我自己的一些思考和研究,我觉得空泡主要分成4种类型……”

    祝工一听就乐了,能说得这么头头是道,明显是有深入研究的,看来今天多多少少都必有收获。

    “……球空泡,这是因为……”高振东介绍着这种空泡的大致成因,进而分析道:“……而这种空泡一般发生在螺旋桨叶背上的切面最大厚度处。从危害来说,这种空泡对螺旋桨的性能影响不大,但是会产生强烈的噪声和严重的剥蚀现象。”

    听高振东解释着球空泡的成因和危害,祝工激动不已,做记录的手都在抖。

    “……而片状空泡,则是流体在桨叶导边发生分离,会产生附着于桨叶表面的片状空泡。这种空泡的危害很有意思,当其延伸至桨叶的随边以外,形成覆盖整个桨叶的‘全空泡’的时候,会造成螺旋桨推进性能的下降,这个你应该能想象得到吧?”

    祝工边听边点头,当整个桨叶都被空泡包裹在里面了,那它推进性能下降的原因其实和高委员刚才提出的“超空泡鱼雷”差不多,都是完整气泡导致的变化。

    “……而当其没有形成全空泡,仅仅是局部覆盖桨叶表面的时候,那它的危害就是剥蚀和噪音。”

    详细,太详细了,能不能解决问题先不说,至少先把成因和危害弄清楚了,就有了下一步工作的可能性。

    “而云状空泡,则是当螺旋桨在不均匀流场中转动时,产生大尺度空泡脱落的周期性现象……”

    “这种空泡对螺旋桨的性能并无明显影响,但是噪声十分强烈,剥蚀现象严重,危害非常大。”

    连危害的严重程度都有研究,搞到事咯~~~~~~

    “而涡空泡,则主要发生在叶梢和桨毂处,会因为……”

    “……最终形成漩涡管状的空泡,这种空泡对桨叶没什么损害,也不会影响推进性能,但是有一定可能剥蚀桨毂,但是它的主要危害,还是会使螺旋桨的噪声明显增大。”

    祝工听完高振东的分类,感觉收获满满。

    “那……高委员,看起来这里面最容易解决的,还是螺旋桨推进性能下降的问题了。”

    这个很容易判断,噪声、剥蚀几乎是每一种空泡都会带来的问题,而推进性能问题则是几乎只发生在片状空泡的“全空泡”状态,单一问题的解决想来要简单得多。

    而这也正是螺旋桨空泡问题中,一般来说推进性能下降很少被提到的原因——比较容易解决。

    毕竟破坏片状全空泡状态的办法实在是很多,就连祝工自己,在听完高振东的话之后,都能想到不止一种办法。

    对于祝工的感受,高振东给予了充分的肯定:“是的,从主要危害来说,的确是这样。而剥蚀主要需要面对的是球空泡、局部片状空泡、云空泡,而空蚀振动和噪声,则主要是云空泡和涡空泡。”

    高振东非常贴心,甚至把每一种危害所针对的空泡类型都分了类。

    “太感谢你了,高委员,真的太感谢了,有了你这个成果,我们在做工作的时候,就能有针对性。”

    相比在此之前几乎是空白的状态,现在在高振东这里学到的东西,已经能够支撑起他们做针对性的工作,不再像之前一样,处于老虎吃天无从下口的状态里。

    “嗯,至于剥蚀现象,我倒是有个建议。”高振东笑道。

    说实话,祝工是没想到居然还能在高振东这里找到解决方案,毕竟人家的专业不是干这个的,能够总结出前面的那些理论干货,就已经是给予了极大支持了,至于具体的办法,正常情况下谁会在非自己的本专业考虑那么多、那么深。

    但是他明显没想到,高振东这人吧,他就不正常。

    正不正常先不管了,甚至能找到一点解决办法或者思路,这等好事儿那真是打着灯笼也难找啊,祝工连连点头:“您请说,您请说。”

    “剥蚀这一块,主要从材料去解决问题吧。因为空泡的产生,是客观存在的,不可能不产生空泡,所以无论螺旋桨怎么优化,都必须直接面对剥蚀的存在。不如直接在材料上去解决这个问题。”

    其实某种程度上来说,只要舍得花钱,剥蚀不是最麻烦的,因为可以换螺旋桨啊。当然,剧烈的剥蚀会带来严重的桨叶损坏,甚至可能产生在执行任务过程中,那就乐子大了,而且给船换螺旋桨可不是个小活儿。

    所以剥蚀这个问题,能尽量解决还是要尽量解决的,至少把螺旋桨的寿命拉到足够长才行。

    听见高振东的话,祝工恍然大悟,得,这不又回到高委员的老本行上去了嘛,材料!

    “那您有这种材料?”他满心希望的看着高振东。

    高振东点点头:“不是我有,实际上是三线那边有。这种材料就是钛合金!你有两种选择,一种是往螺旋桨表面涂钛,一种是直接用钛合金造螺旋桨。”

    “钛合金?这东西可以?”在材料这件事情上,祝工就更是要听高振东的话了。

    “嗯,可以,钛合金耐腐蚀性好,力学性能足够,强度什么的都很好,而且足够轻,虽然每样都不是最顶尖,但是在这个事情上综合下来是当前最合适的材料之一。”高振东把钛合金在这件事情上的好处一一阐明。

    “可是我们国内钛材料比较缺吧?而且听说这东西不好加工?”对于钛,祝工还是多少有些了解的。

    “这个你不用担心,钛材料的生产和加工技术,三线那边,蜀省的红棉钢铁厂正在弄,已经有成果了。”高振东早有准备,胸有成竹。

    “真的?那太好了,回头我就找红棉厂那边去。”祝工没想到踏破铁鞋无觅处,得来全不费功夫。

    说实话,钛合金这东西的综合成本还是很高的,像老毛子那样拿来整一整条潜艇的确是用不起,但是单独一个螺旋桨,就好办得多。

    而高振东接下来的话,让祝工深深的意识到,这位不止是一位材料学专家,还是一位流体力学的顶级研究者。

    “当然,利用材料解决剥蚀问题,毕竟是个治标不治本的办法,我们还是要从螺旋桨本身入手,尽量降低空泡的产生,从而多角度的解决问题。毕竟只是解决剥蚀,不解决噪音,那对于你们来说也意义不是很大。”

    你想多了高委员,我们其实一开始就只是想解决一下剥蚀问题的。

    “那您有什么建议?”

    “我建议是从几个角度入手,一个,是增加螺旋桨的数量,这样可以降低螺旋桨单位面积上的推力,能延缓空泡的产生。噢,我忘记了,对于你们来说,这个建议意义不大。”

    随着潜艇的发展,绝大部分潜艇都是单桨,这个建议对祝工来说的确是意义不大。

    祝工苦笑着点点头,您知道就好啊。

    “那你们可以换一个思路,在直径一定时,增加桨叶数量,以增大盘面比,降低螺旋桨单位面积上的推力。或者说倒过来,在盘面比一定时,增加螺旋桨的直径,也能达到同样的效果。”

    祝工点点头,这方面他刚才也有一定的考虑,看来高委员绝不只是他说的仅仅是“了解”。

    “二来,你们可以选择合适的桨叶剖面,减小剖面的最大压降系数,用较小的相对厚度,让叶背压降分布更均匀。”

    最大压降系数小了,那叶背某点压强降低到产生空化的概率也就小了,能降低空泡的产生,空泡危害的一个首要的点,就是压强降低导致的空化。

    “嗯,这方面我们会尽量向着您的这个要求靠拢。”

    “第三,尽量避免伴流不均匀和斜流,这种不均匀流场是云空泡产生的首要原因,这对降低噪音和剥蚀非常重要。”

    说完,高振东笑道:“所以,我倒是有个桨型可以推荐给你。”
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