从流体的聚合控制,谈螺旋桨设计理念的变革

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导读:就螺旋桨的研究来讲,它在船舶制造方面是研究最多的课题。随着科学技术的不断发展,传统螺旋推进器的设计、生产、工艺及材料技术,几乎已经达到了极限,而现代远洋运输的航速也只是在30海里左右。现代陆路交通,已有了高速公路和高速铁路。这里以高速公路为例。中国的高速公路,设计时速已达120公里以上,发达国家的高速公路,设计时速已达到了160公里以上。那么,未来的海洋能不能达到这样的速度呢?以现在的科学技术水平,答案应该是肯定的! 从螺旋桨发明到至今,已有170年的历史了。但是,螺旋桨的设计理念且基本没有改变。试问

本文在这里主要是涉及大中型远洋船舶

要说螺旋桨的发明,推动了人类文明和世界经济的发展是一点都不夸张的。船舶运输约占世界货物运输量的75%。我国的外贸出口95%的货物靠远洋运输完成。船舶运输的费用,只是铁路运输的1/5,汽车运输费用的1/10,航空运输费用的1/30。但单从技术上来讲,船舶运输有着一个巨大的落点,就是速度慢。现代远洋运输的航速也只是在30海里左右。从理论上讲,如果我们的船舶航速提高1%,那么我国的远洋运输能力就能提高0.95%以上。

就螺旋桨的研究来讲,它是在船舶制造方面研究最多的课题。随着科学技术的不断发展,传统螺旋推进器的设计、生产、工艺及材料技术,几乎已经达到了极限,而现代远洋运输的航速也只是在30海里左右。现代陆路交通,已有了高速公路和高速铁路。这里以高速公路为例。中国的高速公路,设计时速已达120公里以上,发达国家的高速公路,设计时速已达到了160公里以上。那么,未来的海洋能不能达到这样的速度呢?以现在的科学技术水平,答案应该是肯定的!

从螺旋桨发明到至今,已有170年的历史了。但是,螺旋桨的设计理念且基本没有改变。试问,世界上有哪一种工业产品的设计能在一百多年的时间里基本不变呢?可以说是很难找到如此先例的。别说工业产品很难找到,就是农业产品也很难找到这样的先例。那么,造成这一现象的原因在那里呢?

水是大中自然中非常独特和神奇的物质。它是在自然环境条件下唯一以液、固、气(汽)三态同时存在的物质。水是唯一不以压力变化而变化的物质。水的其他物理化学特性是非常多的,在此就不繁述。

我们知道, 每一滴水的位移,或者说是运动。都会使一个水体产生瞬间的变化,并产生能量释放。参与位移的水体质量越大、速度越快、频率越高,所产生的能量就越大。 一石为什么能击起千层浪?为什么1960年的阿根廷海啸能在22小时内,在12000公里外的日本还能掀起9米高的巨浪?为什么“卡特里娜”飓风能以320公里/小时速度席卷墨西哥湾?科学研究证明,液体流、气体流在聚合的过程中,如综合数值达到一定的临界点,其能量会成倍级增长。并会在一定的条件下会发生巨变。在自然界中,这一现象是非常多见的,如飓风、龙卷风、旋风、旋流等。在这里,暂把这种现象称为《流体聚合效应》。传统的流体力学,在很大程度上,就是忽略了水这一特殊物质的特殊物理特性与流体之间的有机的密切联系。如果我们能从新的理论和技术角度加以研究和实践,我们就将会对以水为工作介质的产品设计有一个质的飞跃。

飓风、龙卷风、旋风、旋流、海啸等,它们的形成规模也有大有小。但是它们的成因机理都有着一个同样的基本共性:那就是双向或多向流体的运动聚合作用。双向或多向流体的聚合,就是形成《流体聚合效应》前提。在传统的流体力学里,往往把《流体聚合效应》误认为是“科氏力”效应。这是非常片面的。“科氏力”效应,是不具备产生飓风、龙卷风、旋风、旋流、的基本共性条件的。

关于“流体聚合效应,本人根据我个人的理解,简单的举例说明一下:

当两股或两股以上的液体流或空气流汇聚到一起的时,他们的流动速度就会加快。如果它们是对向的汇聚,就会产生螺旋状涡流。如果是气体流,就可以产生龙卷风(如果作用在海上或较大的水面上,就会产生所谓的“龙吸水”)。如果是液体流,就可以产生漩涡。(我这里讲的是两股液体流或者是气体流。)当他们的流动速度和规模,达到一定的量级的时,其能量就会成倍级增长。并会在一定的空间范围产生能量场。

“聚合效应”的应用,实际上是很多的。比如,放大镜取火,这就是利用了光能的聚合的原理。这也可以称为《光能的聚合效应》。

关于“科氏力”效应,针对不同流体运动形式,有各自不太相同的解释。我在这里的理解是:两个的对流锋面与锋面在聚合时,产生的运动与能量上的特殊变化规律或者说是现象,就可以称为是“科氏力”效应。如海啸、江潮等、对流云团等。“科氏力”效应,也可以说是“流体聚合效应”的另一种表现形式。


自然是科学的老师。 根据《流体聚合效应》的基本成因机理,本人经过多年的不断实践和理论上的总结,成功的研制出了具有N向螺旋流体控制能力的《聚合式螺旋桨》。

本发明的《聚合式螺旋桨》,在相对同等的工艺技术条件下,各项可比性技术指标,经济指标均明显优于传统的螺旋桨。是推进器技术上的一次真正重大突破。 本人愿与志立于螺旋桨研究的朋友和企业交流!

《聚合式推进器》设计:与相同直径的螺旋桨相比,在同样的转速下,具有航速高、噪声低、空泡负面效应小的技术特点。

《聚合式推进器》设计:因为在低转速下生产的推进力比传统螺旋桨大的多,所以,可起到节能降耗、减少污染和提高发动机的安全运行的能力。

《聚合式推进器》设计:可以在较短的时间内提高压力场的螺旋深度,所以可有效提高舰船的起航速度,转向速度及正常航行速度。

《聚合式推进器》设计:提高了螺旋桨的机械强度,使螺旋桨的使用寿命延长。

《聚合式推进器》设计:与传统的螺旋桨技术相比,各相可比性技术指标,完全优于传统的螺旋桨设计技术。经济成本与传统的螺旋桨基本一样。

《聚合式流体推进器》设计:可直接给螺旋桨飞机、气垫船、动力伞、航空器等产品的研发,带来新的技术变革。



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