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我們知道,水在一個標準大氣壓下,100攝氏度時沸騰,而沸騰就是水中產生大量氣泡的過程。在大約兩個標準大氣壓時,得達到120攝氏度時才會沸騰,這是家庭用高壓鍋里面的溫度。而在珠峰上,由于氣壓小,水低可到69攝氏度時才出現沸騰。壓強不同,沸點也不同。 反過來說也成立,即不同溫度下,水沸騰時的壓強是不同的,這個壓強就是飽和蒸氣壓。 這不難理解,螺旋槳高速旋轉,由于槳葉的高速移動,則槳葉背部的壓力必然降低,形成一個吸力面,低壓就這么產生了,當壓力低于海水的飽和蒸氣壓時,就會產生大量氣泡,就像沸騰一樣。
空泡對螺旋槳的損害有哪些呢?
空泡與沸騰不同的是,燒水出現的沸騰,其內部生成的氣泡還會不斷長大,因為氣泡可以不斷從周圍獲得熱量。而空泡的周圍,沒有熱量的輸入,只存在周圍高壓海水的強力擠壓,這就是空泡威力很大的成因。幾百萬分之一秒的時間里,螺旋槳產生的空泡呈現爆發式增長,之后,由于周圍海水的高壓,空泡又被急劇壓縮,直至崩潰,而崩潰時,會有性射流產生,這個射流的時速高達幾千公里以上,再堅硬的螺旋槳也經不起其長年累月的沖擊。 而且射流只是其中的一個傷害。空泡破滅時,還會產生性的沖擊波。 仔細看上面動圖,空泡破滅時向四周產生了一個明顯可見的沖擊波。所以,射流和沖擊波是空泡損傷螺旋槳的根本原因。
損傷只是一方面,大量空泡破裂時產生的噪音也是常規潛艇和核潛艇所痛恨的,因為這會很大增加潛艇被敵方聲吶探測到的機會。所以,越來越多的先進核潛艇不再使用常規的外露螺旋槳推進,而是采用泵射推進。
