郭春雨，徐 佩，骆婉珍，王恋舟

（哈尔滨工程大学 船舶工程学院，哈尔滨150001）

0 引 言

随着全球气候的逐渐变暖，北极航道的开通成为可能，未来国际航运的重心必然向北极地区转移。北海航线（NSR）的发展对于引发人们对北冰洋的兴趣起到了一个积极作用。在上世纪90年代，俄罗斯、日本和几个北欧国家组成了一个联合项目即国际海上航线计划（INSROP）。INSROP的任务之一就是评价作为商业航线的北海航线，它发现相比于远东和欧洲之间南部海上航线，北极航道缩短了60%的航行距离，这意味着存在巨大的潜在经济效益,为了追求经济性，大量的船舶将会选择北极航道航行。此外，北极蕴藏着丰富的石油、天然气和煤炭等自然资源[2]。冰区船舶在低温多冰、气候极其恶劣的北极地区进行资源勘探、开发、运输及科考的过程中，必将发挥越来越重要的作用。当船舶在破冰、碎冰航道以及浮冰区航行时，经常会发生部分碎冰或浮冰受到船首撞击以及下洗水流的作用而滑向船底或处于自由面以下一定深度滑行至螺旋桨前流场中，由于吸入流的作用，高速旋转的螺旋桨与冰发生切削作用使螺旋桨桨叶发生严重变形和损坏。同时，当破冰船尾部破冰时，大量的冰块会由船舶尾部进入螺旋桨的吸入流中，这样螺旋桨受到冰块的冲击和切削作用使得桨叶受损，直接影响到船舶的推进效率，甚至引起严重的噪声、振动，航速和经济技术指标下降等。因此，进行螺旋桨-冰切削作用的探讨对冰区船舶推进器的设计以及强度方面的研究具有十分重要的工程意义和应用价值[3]。……