船舶航行於茫茫大海之上,螺旋槳就是它前進的腿,而驅動這個腿的還有機械動力,軸系,變速相等等。一艘大型船舶的螺旋槳是巨大的,我們舉一個例子,美國尼米茲核動力航母螺旋槳直徑達到了6.4米,這可是兩層樓的高度了。尼米茲級航母一艘就需要安裝4部螺旋槳,一個螺旋槳的葉片就近30噸,這麼大的螺旋槳安裝絕對是一個技術活。首先需要說清楚,並不是所有的大船下水時都不安裝螺旋槳,要根據船舶下水的方式來決定。
我們先說說船舶都有哪些下水方式:
船舶下水方式和船舶製造的平臺方式有關係,通常有以下方式:(一)重力下水方式:所謂的重力下水簡單講就是直接利用滑道衝下水面,有縱向油脂滑道下水、橫向油脂滑道下水、縱向鋼珠滑道下水三種方式,所謂的油脂就是在滑道上起到潤滑作用,鋼珠也是這個道理。重力下水的要點是利用船舶本身的重力結合滑道自行下水,是一個很暴力的下水方式,通常是小型船舶使用的方式。
(二)牽引式下水,這個簡單講也是利用船舶船排作為基座,利用機械牽引方式,將船舶牽引至水裡,和重力下水的區別主要是重力下水沒有輔助機械牽引力,而牽引力下水有機械牽引控制下水速度,屬於比較柔性的下水方式,牽引式下水也有橫向、縱向之分,同時還有利用機械牽引的小滑車載著船舶下水方式,氣囊下水方式也屬於牽引式下水方式。
(三)漂浮式下水:這個是採用浮力墩、船塢、浮船塢、注水式船塢等下水的一個方式,是重要船舶基本採用的下水方式,通常大型船舶都會採用這個方式。還有就是第四種下水方式,就是起升機械下水方式,有起重機下水和提船機下水兩種,這兩種下水方式只適合小型船舶,無法適應大型船舶。
大型船舶通常採用重力、牽引、漂浮三種下水方式。
螺旋槳的安裝和下水方式的關係:
螺旋槳安裝在船舶的尾部水線下部位,大型船舶螺旋槳直徑大,船舶採用重力水和牽引式下水方式基本都是橫向和船艉部首先入水。重力下水對船舶的水壓衝擊力最大,並且船舶越大重量越重,衝擊力也越大,會對舶的螺旋槳、傳動軸、軸系套件等等造成損傷。船舶螺旋槳和軸系是一個非常精密的部件,如果螺旋槳葉發生變形就會造成嚴重的損失,振動加大,水流紊亂,噪聲信號增加,同時對於傳動軸帶來損傷,增大摩擦阻力,產生溫度增高影響結構強度。大型船舶下水是否採取下水後安裝螺旋槳是需要船東和製造商共同協商決定的,這裡涉及責任和錢的問題。
採用船塢、浮船塢下水方式螺旋槳是否安裝不受影響:
漂浮式下水也就是船塢、浮船塢下水,船舶在這樣的平臺上製造,達到下水條件後就可以下水了。下水時,水是慢慢的進入船塢,慢慢上漲,不會衝擊螺旋槳,對船艇變形係數影響小,所以,可以根據需要安裝螺旋槳。漂浮式下水方式的優點是安全,建造用時短,對敏感部件衝擊小。缺點是檢驗性質不好,有的船舶需要來一個衝擊測試,出問題好找船廠,一般民用船舶基本都是重力水。例如,美國的瀕海戰鬥艦就是橫向重力下水,當然三體的可不行。
船舶下水時螺旋槳是否安裝是需要決定的;
船舶下水前安裝螺旋槳是一個普遍做法,優點是不影響動力、軸系的安裝,節省時間。螺旋槳的安裝要求很嚴苛,涉及到動力、軸系等等因素,通常船舶下水需要滿足下面幾個條件,一個是船舶焊接組裝從頭至尾要完成80%以上的船體建造。二是涉及到軸系範圍之內的水密艙室要測試驗收合格。三是主機的底座等設備安裝完畢併合格。四是已經進行了軸系拉線以及校中工作,沒有問題了才能下水。
船舶先下水後安裝螺旋槳是一個傳統做法,並不是什麼新工藝,主要是建造工藝的問題,船舶下水後會出現工藝係數變形,需要下水後校中。缺點是用時長,費用高。
現在基本上都是安裝好在下水,另外一個主流方式是,如果必須要後安裝螺旋槳,則先解決動力基座和軸系的問題,例如,可以先安裝部分軸系和部分動力基座。因為動力和軸線要有一個參數,必須安裝一部分。上圖就是先安裝螺旋槳,知道為什麼嗎?因為它是在船塢中建造的,沒什麼風險。但先安裝螺旋槳還要有一個條件,就是要掌握了船舶下水後的變形係數。為什麼過去都後安裝螺旋槳和軸系,就是工藝造成的變形係數大。還有一個需要下水後安裝螺旋槳的原因是需要對艦船和結構變形係數進行測試,大型驅逐艦首艦型下水時通常採用這個方式,需要對這個艦型有一個數據變形測試,如果問題不大,下一艘就直接上螺旋槳了。
總之,船舶是採用下水後安裝螺旋槳還是先安裝螺旋槳是根本船舶性質,船舶下水方式,等等方面綜合考慮,主要原則是安全,有利於縮短船舶的生產建造周期。即便是安裝了螺旋槳,動力總成大型船舶通常都不會全部安裝好,下水後繼續棲裝。小型船舶基本都是一氣呵成,大型船舶需要根據情況而定。下水後安裝螺旋槳主要解決螺旋槳首水壓影響變形的問題,另外一個就是測試性的要求,畢竟是一個精密部件。