浅谈船舶螺旋桨的设计..
螺旋桨设计
螺旋桨设计
螺旋桨设计是指为飞行器、舰船等设备设计合适的螺旋桨
形状和尺寸。
螺旋桨的设计需要考虑多个因素，包括推力、效率、噪音和振动等。
在螺旋桨设计中，最重要的因素是效率和推力。
效率是指
螺旋桨转化输入的动力到产生推力的比例。
为了优化效率，需要设计合适的桨叶形状、桨叶数量和桨叶尺寸。
通常，
较大的桨叶和更多的桨叶会产生更大的推力，但也会增加
飞行器的重量和阻力。
因此，设计过程需要找到最佳的平
衡点。
此外，噪音和振动也是螺旋桨设计中需要考虑的因素。
螺
旋桨的运转会产生噪音和振动，特别是在高速运转时。
为
了减少这些问题，需要优化桨叶的轮廓形状和间距。
减少
振动不仅可以提高乘坐舒适度，还可以减少机身和附件的
磨损。
螺旋桨的设计是一个复杂的工程问题，需要使用数值模拟
和实验验证。
现代设计工具和计算机技术使得螺旋桨的设
计更加精确和高效。
此外，材料选择和加工工艺也对螺旋
桨的性能和寿命有重要影响。
总的来说，螺旋桨设计需要综合考虑多个因素，包括推力、效率、噪音和振动等。
通过合理的设计和优化，可以实现
更高的效率和更好的性能。
船用螺旋桨设计与优化技术研究
船用螺旋桨设计与优化技术研究船用螺旋桨的设计与优化技术是船舶工程领域中的重要研究内容。
船用螺旋桨是推动船舶前进的关键设备，其设计的好坏直接影响到船舶的航行性能和能源消耗。
本文将从螺旋桨设计的基本原理、设计过程以及优化技术等方面进行详细阐述。
一、螺旋桨设计的基本原理船用螺旋桨的基本原理是通过螺旋桨叶片的转动产生的水流与船体相互作用，产生推力将船体推动前进。
根据流体动力学原理，螺旋桨的叶片设计应满足最大化推力、最小化振动和噪声以及最高效能的要求。
螺旋桨一般由叶片、母体以及杆连接组成。
叶片的设计关键包括叶型的选择、叶片的几何参数（如子翼比、展弦比等）、叶片面积分布等。
母体的设计关键包括母体的形状和强度。
杆的设计关键是杆的直径和材料的选择。
二、螺旋桨设计的基本过程螺旋桨的设计过程包括初步设计、中间设计和最终设计三个阶段。
1. 初步设计阶段：根据船舶的工况要求和基本参数，确定螺旋桨的直径、叶片数、种类以及安装位置。
同时，进行一些基本的叶片几何参数的估算，如叶片的展弦比、子翼比、弯曲强度等。
2. 中间设计阶段：根据初步设计结果，通过一系列的流场计算和性能试验来进一步优化螺旋桨的叶片几何参数。
此阶段的重点是确定叶片的几何参数，如叶片的弯曲角、扭曲角以及叶片的厚度分布等。
3. 最终设计阶段：根据中间设计结果，进行最终的螺旋桨设计，包括叶片的细化设计、母体的优化和杆的设计等。
在此阶段，通常需要进行大量的流场计算和模型试验来验证和优化设计结果。
三、螺旋桨设计的优化技术螺旋桨的设计优化是为了在满足船舶工况要求的前提下，进一步提高推力效率和减小振动和噪声。
常用的螺旋桨设计优化技术包括参数化模型优化、流场计算优化、进化算法优化等。
1. 参数化模型优化：通过建立螺旋桨的参数化模型，将螺旋桨的几何参数与推力效率进行关联，然后利用数值方法进行优化计算，寻找使得推力效率最大化的最优参数组合。
2. 流场计算优化：运用计算流体力学（CFD）方法对螺旋桨的水流场进行数值模拟，以评估螺旋桨的性能。
船用螺旋桨的设计关键分析
船用螺旋桨的设计关键分析船、机、桨系统中，船体是能量的需求者，主机是能量的发生器，螺旋桨是能量转换装置，三者之间是相互紧密联系的，但同时又要遵从各自的变化特性。
1.螺旋桨民用船使用的图谱桨，一般以荷兰的B型桨和日本的AU桨为主。
AU桨为等螺距桨、叶切面为机翼型；B型桨根部叶切面为机翼型、梢部为弓形，除四叶桨0.6R至叶根处为线性变螺距外，其余均为等螺距，桨叶有15°的后倾。
为便于设计方便，由．KT、KQ——J敞水性征曲线图转换为BP一δ图谱。
桨与船体各自在水中运动时，都会形成一个水流场。
水流场与桨的敞水工作性能和船的阻力性能密切相关。
当桨在船后运动时，2个原本独立的水流场必然会相互作用、相互影响。
船体对螺旋桨的影响体现在2个方面：（1）伴流。
由于船尾部螺旋桨桨盘处因水的粘性等因素作用，形成一股向前方向的伴流，使得螺旋桨的进速小于船速。
（2）伴流的不均匀性。
船后桨在整个桨盘面上的进速不等(在实用上可取相对旋转效率为1)。
2.螺旋桨对船体的影响由于螺旋桨对水流的抽吸作用，造成桨盘处的水流加速，由伯努利定律可知，同一根流线上，水质点速度加快，必然会导致压力下降，从而造成船的粘压阻力增加。
也就是桨产生的推一部分用于克服船体产生的附加阻力。
如果用伴流分数ω表征伴流与船速的比值，用推力减额t表征船体附加阻力与船体自身阻力的比值。
那么，敞水桨与船后桨的差别就在于一个船身效率(1一t)／(1一ω)从中可以看出，伴流分数ω越大、推力减额t越小，则船身效率越高。
从螺旋桨图谱可以看出，横坐标的参数为√BP或BP。
BP称为收到功率系数(或称为载荷系数)，其值为：BP=NPD0.5 /VA2.5式中：N为螺旋桨转速；PD为螺旋桨敞水收到功率；VA为螺旋桨进速。
BP值越小，对应的螺旋桨敞水效率越高；反之，则螺旋桨效率越低。
从个体因素来讲，N值和PD0.5 /VA2.5值越小，BP 值就越小。
PD和VA参数有联动关系，在相对低速的范围内，PD值变大、BP值变小；在相对高速的范围内，PD值变大、BP值也变大。
浅谈船舶螺旋桨的设计
浅谈船舶螺旋桨的设计目录目录 (1)2 摘要 ......................................................关键词 (2)引言 (2)1结构与计算要素 ..........................................1.1结构组成 ............................................1.2计算要素 ............................................2项目设计过程及结果与分析 ................................2.1船体估算数据 .......................................2.2螺旋桨要素选取及结果与分析 ..........................2.3推力曲线及自由航行计算及结果与分析 ..................2.4计算总结 ............................................2.5螺旋桨模型的敞水实验 ................................3螺旋桨设计的发展 .......................................3.1节能减排促使螺旋桨加快创新 .........................结束语 ...................................................3 3 3 5 6 6 7 9 9 11 111314 14 14参考文献 ................................................. 致谢 ..................................................... 附录 .....................................................摘要螺旋桨是造船行业必备的推进部件，它的设计精度将直接影响船的推进速度，它为船的前进提供的推力。
cssrc商用船舶螺旋桨设计和空泡试验总结
cssrc商用船舶螺旋桨设计和空泡试验总结cssrc商用船舶螺旋桨设计和空泡试验总结一、CSSRC 商用船舶螺旋桨设计总结1. 螺旋桨的参数选择螺旋桨的参数选择是根据船舶的具体要求，结合船舶的实际功率与转速，以及船舶在不同工况下的最大和最小转速来进行确定的。
2. 螺旋桨的形状设计商用船舶螺旋桨的形状设计采用了常规的四叶片螺旋桨，每一叶片的设计以满足商用船舶的使用要求为主，并考虑到船舶的航行安全。
螺旋桨的形状设计主要考虑到桨叶前缘角度、桨叶后缘角度、桨叶斜投角度、桨叶厚度以及桨叶的起翼等参数的设计。
3. 桨架设计桨架设计主要考虑到桨架的结构强度、桨架的刚度以及桨架的寿命。
桨架的设计也要考虑到船舶航行过程中可能出现的不同情况，以达到满足船舶航行安全的要求。
4. 螺旋桨的安装螺旋桨的安装需要按照螺旋桨设计参数所示的安装要求进行安装，以保证螺旋桨的正常使用。
二、CSSRC 空泡试验总结1. 空泡试验背景CSSRC空泡试验是为了研究船舶在不同的水流条件下的推进性能，以及船舶在不同的工况下所产生的水动力特性，进而检验船舶螺旋桨的设计参数是否符合要求。
2. 试验方法CSSRC空泡试验的试验方法主要分为实验船舶的试航、螺旋桨的水动力测试、空泡试验以及推进性能测试。
(1) 实验船舶的试航：实验船舶在航行中，以不同的船速，航行不同的航段，以确定船舶在不同航段时的功率和转速。
(2) 螺旋桨的水动力测试：在实验船舶航行过程中，测量螺旋桨的水动力，以验证螺旋桨的设计参数是否正确。
(3) 空泡试验：在实验船舶航行过程中，测量不同的水流状态下的推进性能，以研究船舶在不同水流情况下的推进性能。
(4) 推进性能测试：在实验船舶航行过程中，测量船舶在不同工况下的推进性能，包括船舶的推进性能、功率曲线、推进效率和节油效率等参数。
3. 试验结果经过CSSRC空泡试验，取得了较为准确的结果，证明了船舶在不同的水流情况下的推进性能，以及螺旋桨的设计参数是否正确，为船舶的推进性能的优化提供了有效的数据和参考。
螺旋桨设计(内河货船)解析
6螺旋桨设计及航速预报螺旋桨设计是整个船舶设计中的一个重要组成部分。
在船舶型线初步设计完成后，通过有效马力的估算，得出该船的有效马力曲线。
在此基础上要求我们设计一个效率最佳的螺旋桨。
既能达到预定的航速，又使消耗的主机马力小；或是当主机已经选定时，要求设计一个在给定主机条件下使船舶达到最大航速的螺旋桨。
本设计采用螺旋桨图谱设计，就是根据螺旋桨模型敞水试验绘制而成的专用图谱来进行设计。
在获得设计船的有效马力曲线以后，主要分以下几步进行：1.初步设计：确定螺旋桨的最佳转速，进而确定之前选择的主机是否满足要求，通过最佳转速，求得减速比，选取合适的减速齿轮箱。
2.终结设计：确定螺旋桨的转速后，通过一系列的图谱设计计算，确定螺旋桨的直径，盘面比等尺度要素，并进行空泡校核。
3.若计算结果直径超过限制直径，则做限制直径螺旋桨。
6.1设计螺旋桨时应考虑的若干问题6.1.1螺旋桨的数目选择螺旋桨的数目应该综合考虑推进性能、振动、操纵性能及主机能力等各方面的因素。
一般来说，在总布置合理的情况下，增大螺旋桨直径可以提高敞水效率。
对于本货船，由于吃水有限制，船型选择为双尾船，采用双螺旋桨。
6.1.2 螺旋桨的桨叶数的选取叶数的选择应根据船型，吃水，推进性能，振动和空泡等多方面加以考虑。
一般认为，若螺旋桨的直径及展开面积相同，则叶数少者效率略高，叶数多者因叶栅干扰作用增大，故效率下降。
但叶数多者对减小振动有利，叶数少者对避免空泡有利。
同时，螺旋桨叶数与主机缸数不能为整倍关系，否则容易发生共振现象。
本船选用6缸主机，故采用4叶桨，避免共振。
6.1.3 设计图谱可供采用的图谱很多，对中低速船舶，通常采用MAU 系列或B 系列，其中MAU空泡性能较好。
本船采用MAU系列图谱。
6.2已知条件（1）船型参数表6.1 船型参数（2）有效马力曲线根据型线特征，本船采用爱尔法估算船舶有效功率比较合适，结果见下表：表6.2 有效马力曲线表（3）部分取值推进因子：根据船型按经验公式决定伴流分数：ω=0.55Cb-0.20=0.2186。
船用螺旋桨制作方法
船用螺旋桨制作方法船用螺旋桨是船舶的重要设备之一，它通过转动产生推力，驱动船舶前进。
下面将介绍船用螺旋桨的制作方法。
一、设计螺旋桨的几何形状设计船用螺旋桨的几何形状是制作螺旋桨的第一步。
船舶设计师需要根据船舶的需求和性能要求，确定螺旋桨的直径、螺距、叶片数等参数。
同时，考虑到船体与螺旋桨的匹配，还需要确定螺旋桨的进气角、弯曲角等参数。
二、制作螺旋桨模型制作螺旋桨的模型是制造螺旋桨的关键步骤之一。
通常，制作螺旋桨模型的方法有数控机床铣削、电解加工和3D打印等。
其中，数控机床铣削是最常用的方法之一。
制作模型时，需要根据设计要求将模型材料切割成相应的形状，然后利用数控机床进行精确铣削。
三、制造螺旋桨母模制造螺旋桨母模是制造螺旋桨的关键步骤之一。
制造螺旋桨母模的材料通常选用耐磨性好、强度高的材料，如铸铁、铸钢等。
制造螺旋桨母模时，需要根据螺旋桨的几何形状，在模具中进行铸造或锻造。
制造螺旋桨母模时，需要注意模具的精度和表面质量，以确保螺旋桨的制造质量。
四、制造螺旋桨叶片制造螺旋桨叶片是制造螺旋桨的关键步骤之一。
制造螺旋桨叶片时，通常采用模铸法或数控机床铣削法。
在模铸法中，需要将螺旋桨的几何形状制作成模具，然后将熔化的金属注入模具中，待金属凝固后取出螺旋桨叶片。
在数控机床铣削法中，需要根据螺旋桨的几何形状，在金属材料上进行精确铣削。
五、组装螺旋桨组装螺旋桨是制造螺旋桨的最后一步。
在组装螺旋桨时，需要将螺旋桨叶片与螺旋桨母模进行组装，并进行合理的校正和调整。
同时，还需要在螺旋桨的轴上安装螺旋桨叶片，并进行固定，以确保螺旋桨的稳定性和可靠性。
六、测试与调试制造完成的螺旋桨需要进行测试与调试，以确保其性能和质量符合设计要求。
测试与调试包括静态平衡试验、动态平衡试验、推力试验等。
通过这些试验，可以检验螺旋桨的平衡性、推力性能等指标是否达到设计要求。
船用螺旋桨的制作方法包括设计螺旋桨的几何形状、制作螺旋桨模型、制造螺旋桨母模、制造螺旋桨叶片、组装螺旋桨以及测试与调试。
浅谈船舶螺旋桨的设计
卷：000
期：001
页码：P.20-20
页数：1
中图分类：A
正文语种：CHI
关键词：螺旋桨;船舶
摘要：螺旋桨是船舶的重要组成部分之一，螺旋桨设计是船舶设计过程中有关船舶快速性性能设计的重要组成部分，在本设计过程中主要对螺旋桨的直径、螺距比、盘面比等因素进行研究，并通过在工作中积累的经验，设计一艘干货船的螺旋桨。
螺旋桨是船舶的重要组成部分之一螺旋桨设计是船舶设计过程中有关船舶快速性性能设计的重要组成部分在本设计过程中主要对螺旋桨的直径螺距比盘面比等因素进行研究并通过在工作中积累的经验设计一艘干货船的螺旋桨
浅谈船舶螺旋桨的设计
浅谈船舶螺旋桨的设计
作者：车冬磊;
作者机构：辽宁省营口市交通局，辽宁营口115000;
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浅谈船舶螺旋桨的设计目录目录 (1)摘要 (2)关键词 (2)引言 (2)1 结构与计算要素 (3)1.1 结构组成 (3)1.2 计算要素 (3)2 项目设计过程及结果与分析 (5)2.1 船体估算数据 (6)2.2 螺旋桨要素选取及结果与分析 (6)2.3 推力曲线及自由航行计算及结果与分析 (7)2.4 计算总结 (9)2.5 螺旋桨模型的敞水实验 (9)3 螺旋桨设计的发展 (11)3.1 节能减排促使螺旋桨加快创新 (11)结束语 (13)参考文献 (14)致谢 (14)附录 (14)摘要螺旋桨是造船行业必备的推进部件，它的设计精度将直接影响船的推进速度，它为船的前进提供的推力。
螺旋桨设计是整个船舶设计的一个重要组成部分，它是保证船舶快速性的一个重要方面。
一般螺旋桨设计是在初步完成了船舶线型设计，并通过估算或用船模试验的方法确定了船体有效功率之后进行的。
影响螺旋桨推进性能的因素很多，在本设计过程中主要对螺旋桨的直径、螺距比、盘面比、桨叶轮廓形状等因素进行研究，并通过在工作中积累的经验，设计一艘内河A级拖船的螺旋桨。
关键词螺旋桨直径螺距比盘面比桨叶轮廓形状引言船在水面或水中的航行时遭受阻力，为了使船舶能保持一定的速度向前航行，必须供给船舶一定的推力，以克服其所承受的阻力。
作用在船上的推力是依靠专门的装置或机构通过吸收主机发出的能量并把它转换成推力而得，而这种专门吸收与转换能量的装置或转换能量的装置或机构统称为推进器。
推进器种类很多，例如风帆，民轮，直叶推进器，喷水推进器及螺旋桨等，螺旋桨构造简单，造价低廉，使用方便，效率较高，是目前应用最广的推进器。
1结构与计算1.1结构组成螺旋桨俗称车叶，通常由桨叶和浆毂组成。
螺旋桨与尾轴连接部分叫浆毂，浆毂是一个锥形体。
为了减小水的阻力，在浆毂后端加一整流罩，与浆毂形成一光顺流线形体，称为毂帽。
螺旋桨在水中产生推力的部分叫桨叶，桨叶固定在浆毂上。
普通螺旋桨常为3叶或4叶，2叶螺旋桨仅用于机帆船或小艇上，近年来有些船舶（如大吨位大功率的油船），为避免震动而采用5叶或5叶以上的螺旋桨。
由船尾向前看时所见到的螺旋桨桨叶的一面称为叶面，另一面称为叶背。
桨叶与毂连接处称为叶根，桨叶的外端称为叶梢。
螺旋桨正车旋转时先入水的一边称为导边，另一边称为随边。
螺旋桨旋转时叶梢的圆形轨迹称为梢圆。
梢圆的直径称为螺旋桨直径，以D表示。
梢圆的面积称为螺旋桨的盘面积以Ao表示，可用下式表示它们之间的关系： Ao=πD2/4由船后向前看去，螺旋桨正车旋转为顺时针者称为右旋桨，反之，则成为左旋桨。
装于船尾两侧之螺旋桨，左桨左旋，右桨右旋称为外旋桨，左桨右旋，右桨左旋称为内旋桨。
1.2结构计算要素1）螺旋桨直径：首先考虑与尾型和吃水的关系，在绘制船体线型时，已基本决定了螺旋桨的轴线位置和可能的最大直径。
从尾型和吃水条件看，普通船舶的螺旋桨直径大约在下列范围：单桨D=(0.7~0.8)Tw;双桨D=(0.6~0.7)T w. 式中Tw为船舶满载时的船尾吃水。
只要螺旋桨直径未超过尾型和吃水条件的限制，就可以通过设计图谱求得敞水效率最佳的螺旋桨直径。
但是由于船后伴流不均匀性的影响，敞水最佳直径与船后最佳直径略有差别。
随着伴流不均匀的程度，最佳直径应有不同程度的减小：单桨所处的位置的伴流不均匀性较大，最佳直径要减3~5%；双桨所处的位置伴流比较均匀，最佳直径约减少2~4%。
2）盘面比：若螺旋桨的直径、螺距、转速和叶数均相等，则推力和转距均随盘面比的增加而增大。
但盘面比大时，翼栅作用较甚，桨叶的摩擦阻力也较大，螺旋桨的效率就较低。
盘面比太小时，因强度需要，势必增加桨叶厚度，这时桨叶单位面积所发出的推力较大，容易发生空泡，且会增加涡旋阻力，致使效率反而降低。
所以在设计螺旋桨时，均选择不发生空泡的最小盘面比。
3）桨叶轮廓形状：桨叶的外形轮廓多螺旋桨的效率和空泡性都能有影响。
但是通过我们现场反馈的意见表明，对一般接近椭圆形的桨叶，叶形的变化对螺旋桨效率影响不大。
4）叶数：螺旋桨叶数的选择应根据船型、吃水、推进性能、振动和空泡多方面加以考虑。
一般认为若螺旋桨的直径及展开面积相同，则叶数少者效率略高，叶数多者因叶片与叶片间产生的相互干扰作用较大，效率常略低。
叶数多者对减小振动有利，叶数少者对避免空泡有利。
5）螺旋桨转速：螺旋桨转速低一些，则直径可以较大，效率也会较高，但对主机来说，转速高，则机器效率高，主机的重量和尺寸也可以减小，从这里可以看出螺旋桨转速和主机转速要求之间是相互对立而又互相联结。
因此就需要螺旋桨的转速和主机的转速之间要匹配好。
但在进行一般民用船舶的螺旋桨设计时，主机往往是从现已生产的一定功率的几种船用主机中加以比较选取，更多的情况是先有主机再进行船舶设计。
因此在设计螺旋桨时，螺旋桨的转速常是给定的。
在功率相同的情况下，则但螺旋桨船的推进效率高于双螺旋桨，这时因为单螺旋桨位于船尾纵中剖面上，伴流较大，而且单桨的直径较双桨大，故其效率较高。
2 .项目设计过程及结果与分析船体主尺度及船型系数这个螺旋桨设计来自于一艘内河A级拖船，以下是与该设计有关的船体的主尺度及船型系数：总长 23.7米水线长 23米型宽 5.30米型深 2.0米设计吃水 1.25米设计排水量 ~88.7吨艏舷高 2.55米艉舷高 2.25米方形系数 0.578 水线面系数 0.809中剖面系数 0.917 纵向菱形系数 0.630浮心纵向位置 -0.6512.1 船体估算数据该船体有效效率估算（兹万科夫法），见表1垂线间长: L 22.0 m 型宽: B 5.3 m吃水: T 1.25 m方形系数: Cb 0.57 有隧道: m 1.2水温: t 1.5 ℃舯横剖面面积: Am 6.0884 m²浸水面积: Ω 99.462m表12.2 螺旋桨要素选取及结果与分析2.21 螺旋桨要素选取（见表2）静深水状态下的设计拖带航速:Vs=13km/h ≈7.0kn 螺旋桨直径：D=1.10m 主机型号：NT/NTA885-M 数量：2台 MCR:200hp x1744rpm 功率储备：10% 设计点工况：180hp x1744rpm 齿轮箱减速比：4 : 1螺旋桨转速:N=436rpm 轴系效率：ηs=0.96 齿轮箱传递效率：ηg=0.97 伴流分数：w=0.13 推力减额：f=0.14 船身效率：ηh=0.989 表2根据δ，Bp查MAU图谱得（如表3所示）：表32.22 结果与分析经计算分析可知满足空泡要求的最小盘面比约为Ae/Ao=0.65根据MAU4~40、MAU4~55、MAU4~70查得结果内插可知：在该盘面比下的螺距P/D=0.807,敞水效率ηo=0.4612.3 推力曲线及自由航行计算拖船有两种典型的航行状态：自航状态和拖航状态。
拖船在自由航行状态时，螺旋桨发出的推力只用于克服船体阻力;拖船在拖带航行时，除了克服船体自身阻力外，还需要克服拖钩上的拉力。
两种不同工况螺旋桨的工作状态相差很明显，因此，设计状态的选取需要进行具体的分析比较。
2.31 设计航速时有效推力（如表5所示）：扭矩： M=75 x 60 x Po/2πN= 275.3kgf.m表5当拖船高于设计拖速航行时，相当于阻力减小，由于进速V’A 比原设计状态有所增加,即V’A＞V A此时螺旋桨发出的推力与吸收的转矩减小，因而螺旋桨负荷变轻，则主机就可毫不费力地转动螺旋桨，使转速越转越快并超过额定转速而出现飞车现象。
长时间的使主机在超过额定转速下工作时不允许的，所以只有采取减小主机喷油量来控制转速，使之不超过额定转速。
由于喷油量减小，主机转矩减小，其功率发挥不足。
所以高于设计航速时，螺旋桨与主机配合的特点是保持原设计转速不变，而主机功率发挥不出来。
2.32 高于设计航速时的有效推力（如表6所示）：n=7.267 转/秒当拖船低于设计拖速航行时，相当于阻力增加，由于进速V’A 比原设计状态有所下降,冲角增加，使螺旋桨工作时遇到的阻力矩增加。
因机器的转力矩不能再增加，就出现主机带不带螺旋桨现象。
此时只能采取降低转速的方法，使螺旋桨收到的转力矩下降，直至与主机的额定转力矩相等。
总之，在此状态下，螺旋桨与主机配合的特点为转力矩保持设计状态不变，而螺旋桨转速下降，使螺旋桨不能充分吸收主机的额定功率。
计算此状态下螺旋桨发出的有效推力，由于转速时变化的，而且是未知的，因而在假设航速下并不能求得进速系数J，故计算直接从假设进速系数J开始，反求相应的转速及航速。
2.33 低于设计航速时的有效推力（如表7所示）：M=75 x 60 x Po/2πN=275.3 kgf.m2.34 自由航行速度的确定将表格计算结果画成推力速度曲线（T~V）推力曲线与船体阻力曲线之交点对应的速度为自由航行速度见附录（图1）V=10.14kn=18.78km/h2.4 计算总结直径：D=1.10m 桨数：2只螺距比：P/D=0.807盘面比：Ae/Ao=0.65叶型：MAU 叶数：Z=4材料镍铝青铜（Cu3）重量：~170kg 自由航速：~18.8km/h 2.5 螺旋桨模型的敞水实验螺旋桨模型单独在静水中的实验称为敞水实验，实验可以在船模实验池或空泡水筒中进行。
它是检定和分析螺旋桨性能较为简便的方法。
螺旋桨敞水实验的目的有以下几条：1）进行螺旋桨模型的系列实验，将所得的结果绘制成图谱，以供螺旋桨设计之用；2）根据系列选取的结果，可以全面系统地分析螺旋桨各种几何要素对性能的影响，以供设计时正确选择各种参数，并为改善螺旋桨性能提供方便；3）为配合自航实验和进行同一螺旋桨的敞水实验时，以分析推进效率成分，比较各种设计方案的优劣，便于选择最佳的螺旋桨。
由设计和实验证明，要使几何相似的螺旋桨成为动力相似，主要具备的条件是进速系数J相等。
就是说，不论实际螺旋桨与模型螺旋桨旋桨之间的绝对尺度和运动速度怎么不同，只要保持它们之间的几何相似、进速系数J相等，则无因次系数K T、K Q和ηo均相等，因此可将螺旋桨的模型实验结果应用于其几何相似的实际螺旋桨中。
当几何形状或进速J改变时，则无因次系数K T、K Q和ηo亦随之改变；因此对于几何形状一定的螺旋桨来说，其水动力性能只与进速系数J 有关，而K T、K Q和ηo为进速系数J的函数，因此可以写成下列三式： K T = T / ρn2D4 = f1(J)K Q = Q/ ρn2D5 = f2(J)\ηo = (K T / K Q).(J/2π) = f3(J)螺旋桨实验的目的就是要测定螺旋桨的性能数据，即求出上述K T、K Q和ηo与J的变化规律，一般是采用保持模型的转速n不变，而以不同的进速V A进行实验来改变进速系数J的值。