轂徑

轂徑是船舶螺旋槳設計中的核心幾何參數，定義為轂表面與螺旋槳葉母線交點處的直徑。該參數通過轂徑比（轂徑與螺旋槳直徑比值）直接影響推進系統的流體動力性能，在MAU系列螺旋槳設計案例中，0.18的轂徑比被廣泛採用。工程設計時需結合尾軸直徑確定轂徑尺寸，整體式螺旋槳的轂徑通常取軸徑的1.8-2.1倍，同時需配合螺距修正、空泡校核等技術流程完成設計驗證。環形螺旋槳建模過程中，轂徑與槳葉數、弦長等參數共同構成三維坐標數學模型。

中文名稱	轂徑
英文名稱	hub diameter
定　　義	轂表面與螺旋槳葉母線交點處的直徑。
套用學科	船舶工程（一級學科），船舶性能及其試驗（二級學科）

基本介紹

• 別名：槳轂直徑
• 英文名：hub diameter
• 符號標記：dh/D
• 套用領域：船舶推進系統
• 設計參數：MAU型0.18基準值，導管槳0.2
• 測量規範：排除葉根填角料影響

定義與測量

轂徑定義為轂表面與螺旋槳葉母線交點處的直徑，測量時需排除葉根填角料的干擾。在工程圖紙中採用d或dh符號標記，國際船舶工程領域普遍使用hub diameter作為標準術語。根據《螺旋槳的幾何形體及製造工藝》記載，該參數為輻射參考線與槳轂表面相交處至軸線距離的兩倍。

設計參數

轂徑比（dh/D）是螺旋槳幾何設計的核心參數：

• MAU標準螺旋槳設計採用0.18的基準值
• 導管槳設計中此參數可提升至0.2
• 大轂徑螺旋槳需建立性徵曲線計算模型

整體式螺旋槳的轂徑尺寸與尾軸直徑存在1.8-2.1倍的線性關係，具體取值需考慮材料強度和流體動力特性。例如某型螺旋槳軸徑為600mm時，對應轂徑設計值為1200mm。

計算方法

在MAU系列螺旋槳設計流程中：

1. 根據尾軸直徑初步確定轂徑
2. 通過圖譜法選擇標準轂徑比
3. 進行螺距修正時維持轂徑比恆定
4. 採用升力面渦格法驗證不同轂徑的水動力性能

環形螺旋槳建模需將轂徑比納入徑向幾何參數體系，配合弦長、螺距分布構建三維坐標方程。CFD仿真時需對葉梢與導管間隙進行格線加密，確保轂徑參數的幾何精度。

套用案例

某KA4-5508型導管槳採用0.2的轂徑比，通過Fortran程式生成三維坐標點雲數據。在大轂徑螺旋槳設計中，研究人員通過回歸分析發現轂徑增大10%將導致推力係數降低0.15%。某船用螺旋槳設計案例顯示，當轂徑比從0.18調整至0.185時，需對螺距進行1.2%的補償修正。

歷史與發展

1998年出版的《船舶工程名詞》正式確立轂徑的標準化定義。2007年《大轂徑螺旋槳設計計算方法研究》系統建立了轂徑參數與敞水性能的量化模型。2023年發表的《環形螺旋槳幾何形狀的數學表達方法》將轂徑比列為螺旋槳數位化建模的基礎參數。近年設計實踐中，轂徑參數的最佳化使某型螺旋槳效率提升2.3%。