第1181章 麻煩的空泡(4k,還有5k)

對於船舶來說,空泡這東西幾乎全是害處,而且它主要攻擊一個地方——那就是螺旋槳。

而且攻擊手段多種多樣,有造成螺旋槳性能下降的,有對螺旋槳直接造成損害的空蝕,還有就是巨大的噪音。

而且空泡這玩意,還五花八門多種多樣,不僅僅是想象中圓圓的小氣泡,這東西甚至還有片狀的,緊貼着螺旋槳生成。

高盧人那條還沒076大的核動力航母,就是因爲空泡的原因螺旋槳出過大問題,99年1月海試,就發現螺旋槳噪音大到影響水兵睡覺的程度,而到了2000年11月,4支螺旋槳均發生了嚴重空蝕,其中3支已經到了沒法用的程度,2002年3月換的新螺旋槳,結果不久後再次因爲空蝕導致螺旋槳斷裂。

連高盧人到了21世紀都還要在上面栽跟斗,而此時,我們建國也沒多久,在這方面的研究自然不夠深入。

此時祝工過來問高振東,其實本來只是想碰碰運氣,畢竟從他所知的情況來看,高振東對材料、流體力學都很熟悉,而且剛纔還在超空泡方面有亮眼的表現,那來問問他是非常合適的一條路子。

祝工很高興的發現,自己這條路,走對了。

甚至祝工自己都沒想到這麼齊全,畢竟空泡的危害,最明顯的就是空蝕,但是在螺旋槳性能和噪聲方面,還沒怎麼考慮到,說得難聽點就是,此時的潛艇這東西,噪音大到我們的同志恐怕還沒怎麼往空泡上面去考慮。

而實際上,螺旋槳空泡帶來的噪音問題對潛艇的靜音性能影響非常巨大,著名的鬼子違反“巴統協定”往老毛子賣機牀,就是解決了老毛子的螺旋槳噪音問題。

同時螺旋槳的性能問題,也還沒怎麼研究。現在最摳腦袋的、而且最爲明確的危害,還是空蝕。

“啊,看來高委員果然有研究啊,說實話,我們只是想解決空蝕的問題,其他兩項,還沒怎麼考慮到。”祝工也不隱瞞。

明人不說暗話,問題暴露得越徹底,高委員這邊對情況掌握越清楚,自己這邊得到幫助的可能性就越大,得到的幫助可能就越多。

高振東沉默了一下,祝工以爲他在思考,其實他是在系統裡找東西,以他的知識儲備,只是瞭解一點,但是要解決問題,還得開掛。

過了一會兒,會議都宣佈再次開始了,高振東才一拉祝工:“來來來,你就坐我邊上,我們聊聊這個。”

反正別的同志也要對今天的議題進行發言討論,自己這邊開開小差問題不大。

高振東就這麼明目張膽的拉着祝工坐在自己身邊,兩人竊竊私語的開起了小會。

對於他的這種行爲,其他同志視而不見充耳不聞,多大個事兒啊,振東同志和祝同志兩人聊出靈感來了嘛,甚至只要必要,會停一會兒讓他們討論也不是不行。

只不過從兩人的表現來看,這邊開會完全不耽誤他們聊事情,那就沒必要停下了。

那邊討論他們的,高振東正拉着祝工在說空泡的事情。

“從水的空化壓力可知,當水在15攝氏度的時候,只要水的壓強小於174帕斯卡,就會產生空泡,而螺旋槳的運動和形狀,則爲這個低壓的產生創造了條件……”

正常情況下,水的壓強是不會這麼低的,最簡單來說,哪怕是水面上的水,已經是最低壓強了,但是至少還受10萬帕斯卡的壓呢,也就是一個大氣壓,而水越深,這個壓強就越大,水自身是有壓強的。

但是運動的螺旋槳給水帶來了這個減小壓強的機會,自然也就會產生空泡。

“空泡產生主要經歷兩個階段,第一階段是局部空泡的產生……”

“而第二階段,則是局部空泡在槳葉背部擴展聚集……”

高振東依葫蘆畫瓢,將空泡產生的成因做了一個詳細介紹,其中有部分是祝工大概瞭解的,而另一部分,是祝工他們從來沒有考慮過的範圍。

“……經過國外文獻,還有我自己的一些思考和研究,我覺得空泡主要分成4種類型……”

祝工一聽就樂了,能說得這麼頭頭是道,明顯是有深入研究的,看來今天多多少少都必有收穫。

“……球空泡,這是因爲……”高振東介紹着這種空泡的大致成因,進而分析道:“……而這種空泡一般發生在螺旋槳葉背上的切面最大厚度處。從危害來說,這種空泡對螺旋槳的性能影響不大,但是會產生強烈的噪聲和嚴重的剝蝕現象。”

聽高振東解釋着球空泡的成因和危害,祝工激動不已,做記錄的手都在抖。

“……而片狀空泡,則是流體在槳葉導邊發生分離,會產生附着於槳葉表面的片狀空泡。這種空泡的危害很有意思,當其延伸至槳葉的隨邊以外,形成覆蓋整個槳葉的‘全空泡’的時候,會造成螺旋槳推進性能的下降,這個你應該能想象得到吧?”

祝工邊聽邊點頭,當整個槳葉都被空泡包裹在裡面了,那它推進性能下降的原因其實和高委員剛纔提出的“超空泡魚雷”差不多,都是完整氣泡導致的變化。

“……而當其沒有形成全空泡,僅僅是局部覆蓋槳葉表面的時候,那它的危害就是剝蝕和噪音。”

詳細,太詳細了,能不能解決問題先不說,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。

“而云狀空泡,則是當螺旋槳在不均勻流場中轉動時,產生大尺度空泡脫落的週期性現象……”

“這種空泡對螺旋槳的性能並無明顯影響,但是噪聲十分強烈,剝蝕現象嚴重,危害非常大。”

連危害的嚴重程度都有研究,搞到事咯~~~~~~

“而渦空泡,則主要發生在葉梢和槳轂處,會因爲……”

“……最終形成漩渦管狀的空泡,這種空泡對槳葉沒什麼損害,也不會影響推進性能,但是有一定可能剝蝕槳轂,但是它的主要危害,還是會使螺旋槳的噪聲明顯增大。”

祝工聽完高振東的分類,感覺收穫滿滿。

“那……高委員,看起來這裡面最容易解決的,還是螺旋槳推進性能下降的問題了。”這個很容易判斷,噪聲、剝蝕幾乎是每一種空泡都會帶來的問題,而推進性能問題則是幾乎只發生在片狀空泡的“全空泡”狀態,單一問題的解決想來要簡單得多。

而這也正是螺旋槳空泡問題中,一般來說推進性能下降很少被提到的原因——比較容易解決。

畢竟破壞片狀全空泡狀態的辦法實在是很多,就連祝工自己,在聽完高振東的話之後,都能想到不止一種辦法。

對於祝工的感受,高振東給予了充分的肯定:“是的,從主要危害來說,的確是這樣。而剝蝕主要需要面對的是球空泡、局部片狀空泡、雲空泡,而空蝕振動和噪聲,則主要是雲空泡和渦空泡。”

高振東非常貼心,甚至把每一種危害所針對的空泡類型都分了類。

“太感謝你了,高委員,真的太感謝了,有了你這個成果,我們在做工作的時候,就能有針對性。”

相比在此之前幾乎是空白的狀態,現在在高振東這裡學到的東西,已經能夠支撐起他們做針對性的工作,不再像之前一樣,處於老虎吃天無從下口的狀態裡。

“嗯,至於剝蝕現象,我倒是有個建議。”高振東笑道。

說實話,祝工是沒想到居然還能在高振東這裡找到解決方案,畢竟人家的專業不是幹這個的,能夠總結出前面的那些理論乾貨,就已經是給予了極大支持了,至於具體的辦法,正常情況下誰會在非自己的本專業考慮那麼多、那麼深。

但是他明顯沒想到,高振東這人吧,他就不正常。

正不正常先不管了,甚至能找到一點解決辦法或者思路,這等好事兒那真是打着燈籠也難找啊,祝工連連點頭:“您請說,您請說。”

“剝蝕這一塊,主要從材料去解決問題吧。因爲空泡的產生,是客觀存在的,不可能不產生空泡,所以無論螺旋槳怎麼優化,都必須直接面對剝蝕的存在。不如直接在材料上去解決這個問題。”

其實某種程度上來說,只要捨得花錢,剝蝕不是最麻煩的,因爲可以換螺旋槳啊。當然,劇烈的剝蝕會帶來嚴重的槳葉損壞,甚至可能產生在執行任務過程中,那就樂子大了,而且給船換螺旋槳可不是個小活兒。

所以剝蝕這個問題,能儘量解決還是要儘量解決的,至少把螺旋槳的壽命拉到足夠長才行。

聽見高振東的話,祝工恍然大悟,得,這不又回到高委員的老本行上去了嘛,材料!

“那您有這種材料?”他滿心希望的看着高振東。

高振東點點頭:“不是我有,實際上是三線那邊有。這種材料就是鈦合金!你有兩種選擇,一種是往螺旋槳表面塗鈦,一種是直接用鈦合金造螺旋槳。”

“鈦合金?這東西可以?”在材料這件事情上,祝工就更是要聽高振東的話了。

“嗯,可以,鈦合金耐腐蝕性好,力學性能足夠,強度什麼的都很好,而且足夠輕,雖然每樣都不是最頂尖,但是在這個事情上綜合下來是當前最合適的材料之一。”高振東把鈦合金在這件事情上的好處一一闡明。

“可是我們國內鈦材料比較缺吧?而且聽說這東西不好加工?”對於鈦,祝工還是多少有些瞭解的。

“這個你不用擔心,鈦材料的生產和加工技術,三線那邊,蜀省的紅棉鋼鐵廠正在弄,已經有成果了。”高振東早有準備,胸有成竹。

“真的?那太好了,回頭我就找紅棉廠那邊去。”祝工沒想到踏破鐵鞋無覓處,得來全不費功夫。

說實話,鈦合金這東西的綜合成本還是很高的,像老毛子那樣拿來整一整條潛艇的確是用不起,但是單獨一個螺旋槳,就好辦得多。

而高振東接下來的話,讓祝工深深的意識到,這位不止是一位材料學專家,還是一位流體力學的頂級研究者。

“當然,利用材料解決剝蝕問題,畢竟是個治標不治本的辦法,我們還是要從螺旋槳本身入手,儘量降低空泡的產生,從而多角度的解決問題。畢竟只是解決剝蝕,不解決噪音,那對於你們來說也意義不是很大。”

你想多了高委員,我們其實一開始就只是想解決一下剝蝕問題的。

“那您有什麼建議?”

“我建議是從幾個角度入手,一個,是增加螺旋槳的數量,這樣可以降低螺旋槳單位面積上的推力,能延緩空泡的產生。噢,我忘記了,對於你們來說,這個建議意義不大。”

隨着潛艇的發展,絕大部分潛艇都是單槳,這個建議對祝工來說的確是意義不大。

祝工苦笑着點點頭,您知道就好啊。

“那你們可以換一個思路,在直徑一定時,增加槳葉數量,以增大盤面比,降低螺旋槳單位面積上的推力。或者說倒過來,在盤面比一定時,增加螺旋槳的直徑,也能達到同樣的效果。”

祝工點點頭,這方面他剛纔也有一定的考慮,看來高委員絕不只是他說的僅僅是“瞭解”。

“二來,你們可以選擇合適的槳葉剖面,減小剖面的最大壓降係數,用較小的相對厚度,讓葉背壓降分佈更均勻。”

最大壓降係數小了,那葉背某點壓強降低到產生空化的概率也就小了,能降低空泡的產生,空泡危害的一個首要的點,就是壓強降低導致的空化。

“嗯,這方面我們會盡量向着您的這個要求靠攏。”

“第三,儘量避免伴流不均勻和斜流,這種不均勻流場是雲空泡產生的首要原因,這對降低噪音和剝蝕非常重要。”

說完,高振東笑道:“所以,我倒是有個槳型可以推薦給你。”

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