【摘 要】
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极地船舶航行过程中，螺旋桨与冰的相互作用将严重影响螺旋桨的水动力性能，甚至造成叶片的变形或损伤。为了探明冰载荷对于螺旋桨水动力性能的影响和有效减小冰载荷对于叶片的影响，本文在天津大学冰工程实验室中，设计并进行了一系列冻结模型冰试验。
对于螺旋桨性能影响的主要因素有：螺旋桨直径D、转速n、进速VA、水的密度ρ、粘性系数μ以及十分特殊复杂的冰材料特性等。开展了以下三部分内容的具体研究工作：①为了探究铣冰过程对于螺旋桨水动力性能的影响，在进速系数J=0.062-0.556的变化条件下，进行了螺旋桨不同
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极地船舶航行过程中，螺旋桨与冰的相互作用将严重影响螺旋桨的水动力性能，甚至造成叶片的变形或损伤。为了探明冰载荷对于螺旋桨水动力性能的影响和有效减小冰载荷对于叶片的影响，本文在天津大学冰工程实验室中，设计并进行了一系列冻结模型冰试验。
对于螺旋桨性能影响的主要因素有：螺旋桨直径D、转速n、进速VA、水的密度ρ、粘性系数μ以及十分特殊复杂的冰材料特性等。开展了以下三部分内容的具体研究工作：①为了探究铣冰过程对于螺旋桨水动力性能的影响，在进速系数J=0.062-0.556的变化条件下，进行了螺旋桨不同切削深度下的模型试验。阐明了螺旋桨水动力性能(KT和KQ)随着进速系数的变化过程，以及水动力性能同切冰深度的关系。②为了探究极地船舶典型航行工况下螺旋桨桨叶所受载荷情况，针对模型试验中进速系数J=0.062的情况进行分析，进而推算桨叶所受到的轴向载荷和切向载荷大小。③基于载荷的变化的时程曲线探究了冰桨相互作用时，冰层损伤场产生与扩展的动态变化过程，以及相应的桨叶载荷的情况，由此探讨了冰桨相互作用机理。
通过对冰桨相互作用有关的三个部分的研究，得出冰载荷条件下对于螺旋桨有关水动力和所受载荷的影响，并由此探讨了冰桨作用冰的破坏模式之间竞争的关系，这对于后续冰区螺旋桨的水动力性能设计与强度设计问题具有一定的借鉴意义。
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