黄政， 熊鹰， 鲁利

(1.海军工程大学 舰船与海洋学院，湖北 武汉 430033； 2.海军研究院92942部队，北京 100161)

常规金属螺旋桨通常在几何形状上对水动力性能进行匹配设计和多参数优化，在降噪方面往往是通过降低空泡起始航速、优化剖面压力分布、改善尾流场等设计来避免空泡噪声，为提高巡航航速的低噪声金属螺旋桨设计空间较窄，在不考虑结构振动特性与流动特性耦合因素的情况下，始终无法涉及流固耦合噪声问题。如船机桨结构耦合振动噪声、桨叶固有频率和涡发放频率耦合的唱音等，均需通过螺旋桨的流-固-声耦合研究来综合分析噪声贡献，螺旋桨采用复合材料后，可在材料方面具有更大的设计提升空间。

国内外研究复合材料螺旋桨几十年，发现其拥有诸多优势：

1)减重量，降负载：复合材料具有较高的比强度和比刚度，在满足强度的前提下，可减轻螺旋桨的重量达40%，降低了艉轴的负载，有利于减小轴承的磨损和振动；

2)抗冲击，增寿命：复合材料具有较好的抗冲击性能，可抵抗表面冲刷和空泡损伤，保持桨叶表面的光顺性；设计优良的复合材料具有抗疲劳性和耐腐蚀性，可改善疲劳特性，降低全寿命周期成本；

3)非均质，可设计：复合材料具有非均匀、各向异性等性质，其独特的弯扭耦合特性使研究者可根据需求自由设计材料组成，从而利用弯扭变形改善螺旋桨的性能；

4)易成型，便批量：复合材料螺旋桨可采用RTM或模压等工艺成型，在批量生产方面具有很大优势，并可设计成可拆卸锥形插入的复合材料螺旋桨桨叶，便于维修和更换；……