高效节能螺旋桨应用技术

高效节能螺旋桨应用技术属于高技术船舶推进技术。项目旨在针对主力船型研究高效节能螺旋桨增效技术，实现将船尾辅助节能装置、螺旋桨增效技术、桨后尾流能量回收技术一体化集成设计和能效定量分析评估，构建设计与性能评估体系，形成可提升我国高技术船舶推进系统能效水平的技术能力，为我国绿色船舶发展提供强有力技术支撑。 
项目通过采用理论设计研究、数值计算分析、模型试验验证和实船试航验证的手段，对船尾、螺旋桨和节能装置的设计、预报、试验技术进行了全面透彻的研究，突破了船尾构型与螺旋桨相互影响的定量分析与参数优化、节能增效措施能效精细数值分析、桨鳍舵多体匹配设计、桨鳍舵高精度分离式测力等四大关键技术，建立了桨叶梢部载荷控制与梢部构型设计、船尾辅助节能装置构型优化设计、桨鳍舵一体化设计三大设计技术和高效节能措施能效数值预报技术，申请了五项专利，形成了三类桨前船尾辅助节能装置的能效评估方法和流程，开发了船尾节能装置流场精细测量技术以及高精度分离力测试技术。据此集成开发了具有自主知识产权的高效节能螺旋桨设计应用软件，提出了高效节能螺旋桨三项设计准则。通过目标船型高效节能螺旋桨一体化节能措施方案设计、模型试验、工程制造、实船安装试航等工作，验证了研究成果的有效性和先进性。 
项目技术指标如下：1）开发了一套结合船体尾部影响的高效螺旋桨优化设计软件，水动力设计结果与模型试验结果比较：敞水相差3%、阻力相差2%、船后推力扭矩相差3%；2）57000吨散货船应用高效螺旋桨一体化节能方案后，EEDI下降5.5%；3）形成了三大设计准则：船艉与辅助节能措施构型设计准则、高效螺旋桨主参数配置与叶梢载荷控制设计准则和桨鳍舵一体化设计准则；4）申请发明专利3项：桨毂消涡鳍（授权）、舵球式对转螺旋桨、螺旋桨桨毂消涡轮；实用新型专利2项（均已授权）：叶梢弯曲螺旋桨、三角型前置导轮；5）申请并获得“高效节能螺旋桨优化设计软件”软件著作权1项。 
本项目在高效节能螺旋桨系统增效技术方面取得显著进步，形成了船后辅助节能装置和高效螺旋桨一体化设计体系，推动了船舶高效推进设计技术的发展，整体达到了国际先进水平，在高效螺旋桨设计技术方面达到了国际领先水平。围绕高效螺旋桨设计、消涡鳍产品开发、伴流补偿导管设计开发、前置导轮设计开发等方面的技术成果，为30 万吨VLCC、6.4万吨散货船和20.8 万吨散货船等不同类型几十个型号的大型民船提供了螺旋桨和节能产品工程方案，取得经济效益近亿元，受到了船东、船厂和设计院的认可，成功实现了技术发展到成果的应用和转化。目前通过该项目技术成果转化与应用，我国螺旋桨市场占有率达到40%以上、节能产品国产化率70%以上，在取得良好经济效益的同时对我国CO2节能减排承担了一定的社会责任，对推动我国向造船强国迈进和构建创新型社会具有重要的意义。