螺旋槳是一種常見(jiàn)的動(dòng)力機械，其重要組成部分、槳葉會(huì )在空氣或水里按照特定規律和速度進(jìn)行旋轉，常見(jiàn)于飛機和艦船。艦船螺旋槳包括輪轂、槳葉、葉根、隨邊、葉稍和導邊。會(huì )有兩個(gè)或多個(gè)槳葉與轂連接，而槳葉向后的一面就是其螺旋面。在圍繞軸承運轉時(shí)，螺旋槳必須要使其各剖面在升阻比較大的仰角工作，這樣才能讓拉力達到最大值，最終讓動(dòng)力效率達到提升。因此，螺旋槳的槳葉角會(huì )從槳尖到根部逐漸加大，從這一點(diǎn)上看，螺旋槳類(lèi)似可以扭轉的飛行器機翼。

隨著(zhù)艦船技術(shù)的發(fā)展，它們使用的螺旋槳也有了自己的特點(diǎn)，各國技術(shù)人員在均衡加工難度、成本、靜動(dòng)平衡以及推進(jìn)效率后，基本確定了三葉槳和五葉槳的發(fā)展模式（也有7槳葉和11槳葉的設計）。一些追求速度的特殊推進(jìn)器一般采用三葉槳，而五葉槳則一般都用于大型艦船，例如美國尼米茲級航母的四個(gè)螺旋槳都各有五片槳葉。一般而言，槳葉越少，轉速就越高，此外螺旋槳本身直徑越大，拉力也就越大，這對于巨型艦船而言至關(guān)重要。

艦船的螺旋槳位于水線(xiàn)以下，因此它不但要克服水體阻力，而且還要具有很高的抗腐蝕性。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，螺旋槳的制作材料也有了明顯變化。早年間的船用螺旋槳的主要材料是銅合金，當艦船噸位和動(dòng)力得到迅速提升后，不銹鋼則逐步取代了銅合金，而馬氏體不銹鋼更是在今天得到了廣泛應用。此外，錳、鎳等金屬元素也會(huì )按照比例摻入其中。

在專(zhuān)用軟件和計算機技術(shù)普及之前，螺旋槳的設計主要依靠相關(guān)技術(shù)專(zhuān)家的推理和經(jīng)驗積累，概念模型的構建也無(wú)法得到太多智能計算的協(xié)助。在計算機性能迅速升級后，數字化設計大力協(xié)助了螺旋槳的定型，甚至可以通過(guò)模擬環(huán)境來(lái)還原各種螺旋槳在相應環(huán)境中的表現。由此可見(jiàn)，盡管艦船用螺旋槳看似簡(jiǎn)單，但背后卻涉及了材料學(xué)、工程學(xué)、流體力學(xué)等綜合高端學(xué)科。

冷戰中，美國航母開(kāi)始了一條大型甚至巨型化之路，這就促使美國的艦船螺旋槳也越來(lái)越大。以尼米茲級航母為例，該艦總共有四個(gè)螺旋槳，其直徑可達6.4米左右，幾乎相當于兩層樓的高度！而每個(gè)螺旋槳又各有5片槳葉，每片的重量就達到了30噸，因此這種核動(dòng)力航母的螺旋槳部分重量就達到600噸！在這些巨型螺旋槳制造時(shí)，從曲面弧度、敞水效率到螺旋槳光潔度，都有很高的加工標準，如果沒(méi)有高端的多軸聯(lián)動(dòng)機床，就很難達到要求。時(shí)至今日，美國的軍用高端機床也保持著(zhù)巨大的領(lǐng)先優(yōu)勢。

新中國成立后相當一段時(shí)間內，中國在綜合領(lǐng)域的多個(gè)學(xué)科上都和西方有巨大差距，更缺乏尖端機床、計算機以及設計軟件，連螺旋槳用的很多合成材料以及零部件，都難免受制于人。所以高端的大型艦船用螺旋槳一直難以得到實(shí)質(zhì)性發(fā)展。冷戰時(shí)代的多數時(shí)間段，兩大陣營(yíng)集團都對中國進(jìn)行嚴密的技術(shù)封鎖，中國很早就提出發(fā)展航母的計劃，最后卻都無(wú)果而終，這其中很大因素就是航母工程的子系統技術(shù)難關(guān)導致的。

與其他技術(shù)難關(guān)一樣，中國開(kāi)始在困境中開(kāi)始獨立拼搏，無(wú)數設計人員開(kāi)始共同努力，不知道多少個(gè)方案從靈感中迸發(fā)，并由此經(jīng)歷了設計、演示到不幸被推翻之路，國產(chǎn)大型螺旋槳就是在這樣的坎坷中逐漸成型。當初遼寧艦接受升級改裝時(shí)，一則報道就顯示了該領(lǐng)域的成就，從遼寧艦的螺旋槳直徑看，大約為尼米茲級的三分之二，其螺旋槳系統總重的對比也與之近似，這不但說(shuō)明中國大型艦船螺旋槳實(shí)現了精密焊接、制造和安裝的一條龍，也標志著(zhù)中國造船技術(shù)得到? ??質(zhì)的飛躍。

中國能夠在大型船用螺旋槳方面有如此成就，很大程度要歸功于鎮江中船瓦錫蘭螺旋槳公司。該公司技術(shù)精英們曾歷經(jīng)上千個(gè)日夜的刻苦鉆研，一如當年兩彈一星的技術(shù)先驅們，最終完成了新型的七軸五聯(lián)動(dòng)數控機床，這種機床在制作加工時(shí)，只需按照電腦編程即可完成自動(dòng)化處理，最大限度保證品控質(zhì)量，傳統生產(chǎn)線(xiàn)上曾難以避免的精度誤差也被最大程度消除了。與之相比，今天的美國都不敢說(shuō)有能力做到如此。同時(shí)，中國還改變了此前多年使用的青銅鋅錫合金，取而代之的則是國際主流的鎳鋁青銅合金。據介紹，鎮江中船完成的超大型螺旋槳的直徑幾乎是尼米茲級螺旋槳的2倍左右，總重量可想而知。當然，這么大的螺旋槳并不會(huì )用于航母，而是用于中國最新的40萬(wàn)噸超大型運砂船，這種巨輪的甲板面積相當于三個(gè)足球場(chǎng)，是航母的幾倍。為了讓這種龐然大物有足夠動(dòng)力，必然要有巨大的高性能螺旋槳。盡管如此，但這也足以說(shuō)明中國有能力制造未來(lái)巨型核動(dòng)力航母所需的高性能螺旋槳。

一般而言，傳統的螺旋槳合成有三種方式，第一是環(huán)氧樹(shù)脂粘，即通過(guò)類(lèi)似膠水的效應，將主要部位粘在一起。但其弱點(diǎn)是會(huì )導致扭矩能力不足，所以充其量只能滿(mǎn)足小型艦船的需求。第二種則是有鍵機械連接，即使用機械鍵進(jìn)行連接，好處是可以傳遞較大扭矩。但這種方式的弱點(diǎn)是必須要有鍵槽，而扭矩力也都集中于此，難免會(huì )讓螺旋槳存在損壞隱患，而超大型艦船對動(dòng)力可靠性要求很高，所以這種方式同樣存在弊端。

目前世界主流的大型螺旋槳拼接工藝是液壓無(wú)鍵連接，其原理是利用高壓油帶來(lái)的擴張力，將螺旋槳進(jìn)行拼接，進(jìn)而將槳軸和螺旋槳拼接在一起，這樣既不會(huì )對拼接處帶來(lái)?yè)p害，又能保證動(dòng)力。在航母以及其他大型船舶的建造工程中，這種合成拼接法得到了廣泛應用，值得注意的是，鎮江中船在拼合這部超大型螺旋槳時(shí)就應用了這種方式，這也充分說(shuō)明中國從制造到拼合這一條龍作業(yè)中全程實(shí)現了看齊世界先進(jìn)水平。

近日的維克蘭特號航母在新一次試航中再次因頻繁“磕頭”而大出洋相，這還不算，據印度方面的消息顯示該艦多次測試最大速度時(shí)，居然難以突破28節大關(guān)！作為對比，遼寧艦和山東艦的最大速度卻可達30節以上，可不要小看了這看似不起眼的差距，因為艦載機起飛時(shí)必須最大程度利用甲板風(fēng)才能保證較高的成功率，而30節也是航母作戰的公認速度門(mén)檻。維克蘭特號之所以如此，除了其動(dòng)力方面的不足外，也因為它的螺旋槳配置存在很大問(wèn)題。

縱觀(guān)維克蘭特號全身上下，除了鋼板和齒輪箱還算得上印度國產(chǎn)貨以外，其余幾乎全來(lái)自海外，例如意大利設計的艦島、以色列的雷達和防空導彈、美國的發(fā)動(dòng)機、俄羅斯的升降機和攔阻索，而它的螺旋槳則來(lái)自芬蘭。這艘高度混血的印度“國產(chǎn)航母”采用雙軸推進(jìn)（一般航母為四軸推進(jìn)），只有兩部螺旋槳，每一臺都得到兩臺LM2500系列燃氣輪機驅動(dòng)。很明顯，這種非主流布局必然成為維克蘭特號的隱患。

在維克蘭特號定型時(shí)，計劃為其提供齒輪箱設計的艾列孔工程制造公司出現了嚴重失誤，而柴油發(fā)電機的零部件同樣事故不斷，而這就導致的工期不斷耽擱。由于最初階段螺旋槳的完成進(jìn)度較快，因此先行上艦，但不斷節外生枝卻使其長(cháng)時(shí)間被迫泡在水里，由于其黃銅材質(zhì)的抗腐蝕度不佳，加上工藝不過(guò)關(guān)，所以很快就被判定難堪大用。為此印度只能求助俄羅斯，但制造水平江河日下的俄羅斯也愛(ài)莫能助。就這樣，印度只能求助芬蘭的? ??錫蘭集團才算勉強解決問(wèn)題，但速度問(wèn)題依舊沒(méi)有被根治。

然而說(shuō)到底，在航母螺旋槳問(wèn)題上印度也只是完全依靠外援，而自身卻根本沒(méi)有借此讓自己的大型螺旋槳技術(shù)得到快速進(jìn)步。反觀(guān)中國的中船設備公司同樣和瓦錫蘭這個(gè)螺旋槳制造業(yè)巨頭合作成立聯(lián)合企業(yè)后，很快就學(xué)到了其技術(shù)精髓并將其結合本國需求后改進(jìn)自主化，自然和印度形成鮮明反差。所以就算印度未來(lái)繼續開(kāi)掛，搞定了核動(dòng)力裝置以及7萬(wàn)噸航母的其他技術(shù)問(wèn)題，但大型螺旋槳自主化和高性能化無(wú)法解決，那么其新航母就很可能成為放大版的維克蘭特二號。

不積跬步無(wú)以至千里，不積小流無(wú)以成江海。任何龐大的宏偉工程，都是由無(wú)數個(gè)看似不起眼的細節構成，而這些細節的局部提升，又反過(guò)來(lái)讓工程整體的規模和質(zhì)量得到巨大改變。對中國航母和其他超大型船舶而言，螺旋槳就是這樣偉大而又不可或缺的細節。中國制造，必將讓國產(chǎn)航母更大更強！

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