关于船舶对转桨节能，效率等优秀功能发挥到最佳状态条件

一、列表叙述对转桨优于传统单桨的优秀功能

船舶对转桨是同轴心同一边两个并排串联旋转方向相反的螺旋桨组成，它是由前桨运转中水平方向的损失能量被后桨吸收从而使推力增加达到节能效果，与单桨比较船舶对转桨节能15-20%，航速和推进效率提高10%以上，船舶调头灵活，原地回转，倒车快1.6倍航行安全，具有节能、环保、降噪的优秀功能，下面列表可以清晰的看出对转桨优于单桨的技术优势和创新特点：

船舶对转桨是80年前瑞典科学家Bjarne发明的，它的节能10%以上，已被前辈科学家的理论和实践中得到证明。对转桨研发团队继承前辈未完成的事业，历经三十年利用流体力学，桨距比理论和6条不同类型的船舶合计15年与单桨对比测试和航行得出大量节能数据，取得了历史性重大科技成果。

二、简述三十年来对转桨研发团队的重大科技成果

由发明人组建船舶对转桨研发团队历经30年，克服了常人难以想象的困难和艰辛自筹资金经样机制造和实船测试以及柴油机电动机作主机6条船合计航行15年，达到上述指标即节能15%左右，航速推进效率提高10%以上，船舶调头灵活，原地回转，倒车比单桨快1.6倍，航行安全，环保降噪。

2014年、2016年、2018年三次分别向全市船舶专业人员和退离休高级专家作对转桨技术创新和发展前景学术报告。2021年4月2日又在中国船舶行业协会国际船艇产业发展论坛上作船舶对转桨推进技术的环保，节能创新优势和未来发展前景的报告。

目前已有300KW以下适用电力推进游艇，800-1000kw柴油机和电动机带动推进游艇，市轮渡，集装箱船，货船，出海渔船，2x8000kw用于极地破冰船等多场合，适用民用、军用、科考船舶。

由于外国经常对我国关键领域“卡脖子”这项具有我国自主研发知识产权的专利设备能改善“雪龙号”等极地科考船舶动力性能、破冰效果好，成本更低，并有环保、降噪、节能、快速全方位破冰优点。

三、适合对转桨运作二种不同配套传动装置

传统的单桨技术已经相当成熟，它的运作功率损失已不可避免，再提高效率已不可能，只有选择所有推进中节能值最高的对转桨技术才能取得突破性成果。

对转桨的节能，提高航速和推进效率已被世界公认但它的节能到底跟哪些因素有关又如何使其优秀功能发挥到最佳水平，这是科学家们一直在探索的重要课题，下面就此问题发表论述。

1、采用简单角传动方式即在同一轴线上安装两个转速相同功率相同方向相反的螺伞齿，这虽技术成熟，提高推进效率、节能但机械损失大，两桨功率匹配没有自动适应和调整能力，当采用主机反转倒车时性能不好，这种方式两桨功率和扭矩平均分配。

2、设计专门为对转桨运作的特殊传动装置，它是一轴线传动包括倒车在内的极其巧妙的运作方式使动力分流，旋转降速，双桨自动匹配一次性全部完成，它使对转桨充分吸收前桨损失能量和先天性理想匹配，无论正车或倒车都使对转桨发挥最佳工况。

它在无需任何操作下远胜于电脑精确控制，自动修正各种误差，如果其中一桨损坏，另一桨还能弥补损坏桨的功率损失。这种方式两桨功率和扭矩不同。

整个推进装置相对中心零部件全部对称布置，运转平稳，其水润滑轴承达到无限使用寿命，机械损失最小，因两桨反向运转，振动平衡，因而振动大幅度减少。

四、影响船舶对转桨节能，效率发挥的二大核心技术

1、桨距比：

对转桨发挥最佳状态的核心技术桨距比它是根据船舶流体力学理论，当桨距比过大时前桨诱导速度最高值在后桨远方，中心线处反而小了，部分水流从两桨之间流失，后桨吸收前桨损失能力减少，节能和效率未达到最高，反之，桨距比过小时，其前桨诱导速度最高值在后桨远方，中心线处也小了，部分水流直接冲向叶片后方，后桨吸收前桨损失能量同样减少，节能值和效率也未达到最高，因此桨距比是按对转桨转速确定的确保最佳节能和效率的核心参数。

2、舷内机两对转桨功率和扭矩分担比例：

这是一项运用交叉学科领域创新基础理论的重大理论成果。

根据特殊传动装置内速比和齿数比由理论力学、材料力学、流体力学，机械原理，机械设计手册第四版第3卷等交叉学科领域，全系统受力分析，齿数配置，综合理论计算出三构件同时运转各种速比（3:1-5:1,5:1-8:1，8:1-15:1,15:1-40:1）和齿数比下的两对转桨扭矩之比，这是经过模型制作长期经验积累和运用交叉学科领域探索形成新的综合理论，机械设计手册找不到的（手册中只有二构件同时运转，一构件固定）全新的设计理论公式确定的，是研发团队长期攻克舷内对转桨配套的国内外独一无二的，按四种速比范围设计四个不同方案齿轮箱核心技术这一世界性难题，结合CCS规范的受力分析，运转工况，强度校核的安全可靠性指标，为设计任何大小，任何功率的船舶对转桨达到最佳节能和效率打开了大门。

五、船舶对转桨推进装置与单桨推进成本，重量比较

研发团队还对舷内机在相同功率下与单桨推进做过四个方案设计比较，由于功率由两个螺旋桨分担，在一定速比下，后桨功率和扭矩小于前桨，因此后桨轴径大大小于单桨轴径，前桨采用空心无缝钢管，安装高分子轴承，比重1.2因此整个对转桨推进装置总重量与单桨推进装置接近，成本略高于单桨5-10%，因节能值高仅半年航行即收回成本，以后可长期节能获益，如艉轴长度短成本更低。

由此可见，并不是两个螺旋桨放在一起只要反向旋转就能达到最佳节能，而是受配套齿轮箱影响，包括速比，齿数比，两桨桨距比最佳搭配，减少前桨顶部空泡的前后桨直径之比，桨本身叶数，叶型，直径、螺距 ，后倾角以及不发生空泡最小盘面比等众 多参数，才能使对转桨节能效率达到最佳状态。

六、结论

船舶对转桨推进装置是依据交叉学科领域创新综合基础理论设计的最佳节能，高效的推进装置，这是攻克了80年来一直无法解决的对转桨应用世界难题，它是自主创新，具有四项原创知识产权的高科技环保，节能项目。项目成本也在合理范围内。

目前研发团队具备按全新设计理论设计2x8000KW以下各种对转桨推进装置的能力，适用任何民用船舶，并特别适用军用船艇，已具备全面进入市场的条件。

因此在环保、节能改革中，船舶对转桨推进技术必定会取代传统的单桨推进技术。