螺旋桨激振力

propeller exciting force 螺旋桨运转时引起船体振动的作用力。可分为表面力和轴承力两类。当螺旋桨在船壳板附近运转时，桨叶周期性地接近或离开船体，使船尾部分壳板直接受到变化的脉动水压力作用，其作用面积约为螺旋桨直径的平方。这种脉动力随螺旋桨叶片数及桨叶与外板间隙的增大而减小；当螺旋桨产生空泡时，则成倍地剧增。脉动水压力沿船壳表面的总和就是螺旋桨所产生的表面力。当螺旋桨在船尾不均匀伴流场中工作时，因其加工误差或叶片损坏，各叶片所受的推力和阻力不等，形成周期性变化的力和力矩，通过轴系和轴承传给船体，即螺旋桨所产生的轴承力。以上两类螺旋桨激振力，按其频率可分为轴频激振力、叶频和倍叶频激振力。由螺旋桨加工误差或叶片损坏而产生的激振力是轴频激振力；因螺旋桨在不均匀伴流中旋转，每一叶片周期性地通过高伴流区和低伴流区所引起的激振力为叶频激振力。桨叶数为奇数时，同时伴生倍叶频的周期力分量；桨叶数为偶数时，特别是在单桨船上，因同时有偶数桨叶通过高、低伴流区，还伴生半叶频的周期力分量。鉴于螺旋桨激振力是引起船体剧烈振动的重要原因，机理又十分复杂，因而减小螺旋桨激振力及其引起的船体振动（尤其是尾部振动）成为重要的研究课题。需要从改善尾部线形、调整并适当增大螺旋桨与尾部的间距以及改变螺旋桨叶数等方面来努力。在设计螺旋桨时尤其要注意避免出现严重的空泡现象。采用特种推进器（如导管推进器、串列螺旋桨）对减小螺旋桨激振力是有效的。对于已建成的船舶，可采用整流罩和整流鳍，使伴流场均匀化和降低螺旋桨激振力。此外，也可在船尾脉动压力区设置避振装置以减轻尾部结构的振动。