螺旋槳敞水試驗

模型試驗可以估算螺旋槳運轉性能。模型試驗必須測，出螺旋槳的特性曲線，這些特性曲線可作為新船螺旋槳設計的基礎。船的尾型可多方面變化，這會引起螺旋槳運轉條件的變化。因此用槳模在均勻流場中做試驗是方便的。這種模型試驗叫做螺旋槳敞水試驗。通常進行敞水試驗時要藉助於自動記錄的動力儀，而動力儀放在為這種試驗專門建造的敞水箱上。 ^[2] 

敞水箱具有一根向前伸出的軸管。螺旋槳在敞水箱前面均勻速度場中運轉，它幾乎是處於不受敞水箱勢流乾擾狀態。敞水箱固定在拖車上，如圖《敞水試驗敞水箱示意圖》所示，在圖中示出了這種佈置，通常由水面到槳軸的距離等於螺旋槳直徑D而定出敞水箱的位置。敞水箱也可做成雪茄形狀，可浸在水中，由一垂直臂固定在拖車上。如果滿足下麪條件：(a)幾何相似； (b)運動相似；(c)動力相似。作用在槳模和實槳上的比力將相同。當模槳和實槳有相同形狀時就遵守了幾何相似，從而可以估算螺旋槳在實際水流中的性能。 ^[2] 

螺旋槳模型敞水試驗的目的就是要測定螺旋槳的性能，故在試驗過程中應使進速係數有足夠大的變化範圍。各試驗池中不外乎採用下列兩種方法以得到不同的進速係數值，即：

第一種方法：保持模型的轉速不變，而以不同的進速進行試驗。

第二種方法：保持模型的進速不變，而以不同的轉速進行試驗。

採用第二種方法時因轉速不能無限加大，因而進速係數的變動範圍有一定限度，不能得到進速係數為零時的情況。故試驗池中常採用第一種方法或第一種與第二種結合的方式來進行螺旋漿模型的敞水試驗。

在進行試驗時，所有測量儀器及有關設備都安裝在拖車上，螺旋槳動力儀安置在流線型之銅質護匣內(通常稱為敞水箱)，其尾軸向前方伸出，故螺旋槳模型裝在儀器之前，且其葉背向前。為了避免敞水箱在水中運動時影響螺旋槳模型附近的水流情況，模型應在護匣之前足夠遠處。槳軸的沉沒深度應不小於模型的直徑，以清除興波的影響。試驗時需測量的數據為：螺旋槳模型的進速、轉速、推力及轉力矩。其中進速即為拖車前進的速度，可借記錄儀上所記錄的時同和距離來決定。轉速可由轉數儀來測定，推力及轉力矩塒則由動力儀上直接讀出。 ^[3] 

在船舶螺旋槳的性能研究與工程設計中，經常需要進行螺旋槳的模型敞水試驗，即將螺旋槳模型單獨在水池或水槽中進行水動力性能測試。敞水試驗有以下幾個方面的作用：

(1)進行系列實驗，繪製螺旋槳設計圖譜；

(2)根據系列試驗結果，分析幾何要素對性能的影響；

(3)驗證理論分析結果的真確性；

(4)配合自航試驗分析船體和螺旋槳的干擾，預報船舶航行性能。 ^[4]