螺旋桨修边技术介绍

 

　　　　　　　　　───　山东省交通科研所　许　云　飞

 

题   要：本文，首先言简意骇地说明了这项技术的现实意义和机理，然后结合自己的研究体会介绍了有关的计算方法，祥尽地说明切割的工艺过程，最后以笔者最近亲自进行的对“鲁东渡８”进行综合切割的一次成功的实践介绍结束。

 

一、总    论

    何谓螺旋桨修边技术？它包含那些内容？

    依笔者之见，凡通过切割螺旋桨边缘来改善螺旋桨的推进性能，从而使船、机、桨获得合理匹配的技术就叫做螺旋桨修边技术。根据切割部位的不同，可分为直径切割，随边切割和导边切割三类。由于导边切割很少使用，所以通常指的螺旋桨修边仅是前两类。

    船用螺旋桨对船舶营运的经济效益起着重要的作用，如果工况良好会可观地降低油耗。但原始设计已是最佳效益的螺旋桨，经过长期营运后，受船体污粗阻力、船体伴流、螺旋桨表面的严重腐蚀、主机能力的降低等因素的影响，使螺旋桨与主机的匹配点发生了变化，严重影响船舶的经济效益。

    几十年来国际航运界和造船界非常重视新老船舶船机桨的正确匹配和节约能源问题，并进行了大量的研究。如娜威、瑞典、英国、瑞士、日本等国家都做了非常广泛的研究。典型的研究有苏尔寿公司100 多艘远洋货轮的研究测试和统计，得出了船体阻力随使用年限增长的关系。图１所示是佛氏系数Ｆｒ在0.14～0.27范围内的一些中速货轮，投运后所需阻力的增值曲线。这个曲线表明：一艘新船投入营运3～5年后，船壳出现了10～12％永久性的粗糙度阻力。如以２年为一坞修期，修理出坞后到下一次进坞前阻力增值将达到25％。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            图  １  　　　     　　             图  ２     

    一个与污底船阻配合的螺旋桨，还由于伴流增值和螺旋桨粗糙度的影响，使其要比过去增加2.50％的主机功率才能使船舶维持原来的航速（见图２）。可以认为船体污损是使主机转速不断下跌的主要原因。下降率约0.50％／年，５年后大修前主机转速下降约2.50％，增阻约为8.33％。大修或中修进坞，船体虽然进行一次彻底的清洗，但不能复旧如新，因此也就无法达到新造时的航速和转速了。从图３可以看出，每次进坞对航速和主机转速均大有好处，但就虚线所示，航速每年约按

0.10节下降率不断降低。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                      图  ３ 

 

    尽管７０年代后期，８０年代设计的螺旋桨，选取主机时都考虑了10～15％的马力储备，但调查结果表明，所有推荐的储备量，都没有完全解决老旧船螺旋桨水动力负苛增加的问题。

    由于污底造成船机桨不匹配，螺旋桨处于重负苛工况下，转速航速不断下跌，此时主机被迫在重负苛下低转速运转，就会产生如下问题：

    １  排气压力下降，压缩比下降，排温太低，汽缸易受硫腐蚀，对主机保养不利。

    ２  减速航行时喷油压力下降，导致雾化不良，燃烧恶化，比油耗率增加。

    ３  燃烧不良，积炭增多，磨损加剧；又由于排气压力下降，燃烧后移造成排气倒冲，排气道污染，甚至于引起着火。

    ４  重负苛桨，可操作的主机转速受到很大的局限，降低了营动的经济性。

    因而国内外航运界、造船界除了采取减速航行外，还很重视改善螺旋桨的匹配。一些国外的船东，在新船营运6～8年后，就进行一次螺旋桨负苛的调整，以实现护机节油的双重目的。这样，改变螺旋桨水动力特性的螺旋桨修边技术，在这个能源紧张的特定条件下，就得到了不断的发展和应用。８０年代初，我国海运界开始在旧船上开发应用这项技术，后来，对试航时主机负苛过重的新船，也采用这项技术

来改善其匹配性能。

    近几年来，随着改革开放形势的深入发展，一大批旧船从国外买进并投入营运。而且从８０年代服役的一部分船队也跨进了老龄期。这些船几乎都有因船阻增加和主机性能下降造成的船机桨失配现象，成本上升，效益下降。因此推广和应用螺旋桨修边技术有着极为重要的现实意义。

二、螺旋桨修边技术的功能、机理及适用范围

    １、切割直径。

    切割直径，可以显著地降低主机负荷，从而提高转速。其机理，直观地可理解为螺旋桨用以产生推力的面积减少，需要主机提供的扭矩自然减少。如果扭矩保持不变，转速自然上升，因为只有提高转速，才能使船速增加，阻力也增加，需要的主机提供的马力也增加，从而达到新的平衡。若从水动力理论上来认识，可看图４所示的速度三角形。切割直径就意味着ｒ减少，因为tgβ＝Vj／（2×π×ｒ×ｎ），

所以ｒ的减小就使水动力攻角αｋ＝α－β减少，桨叶负荷变轻。还有一种说法是直径减少等效于螺距的减少，即螺距比减少，从而使桨叶负荷变轻，并提出，每减少１％的直径相当于减少１％的螺距。其实，稍微仔细分析就能明白，这几种说法都是等价的。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                    图  ４

                     

图中：α为面螺距角，α＝arctg(H/2πr) ；β为水动力角，β＝arctg(Vj/2πrn)；

      αk 为水动力攻角，αk＝α－β；Vj 为螺旋浆进速；H 为面螺距；

　　　r 为浆叶半径；n 为浆轴转速。

    为了提高转速需要切割直径。具体怎么算法呢？

    文献【十五】认为: 在扭矩不变的时，每增加１％的转速约减少1.5～2 ％的直径” 。这对于我们估算时极为有用。

    文献【二】提供了如下的换算公式：

    ΔＮ＝75×ΔＤ／Ｄ                             ①

式中：△Ｎ─艉轴转速增量；单位：ｒｐｍ（转／分）；

　　　△Ｄ─浆叶直径的切割量；单位：ｍ；

　　　Ｄ　─浆叶直径。

    例如直径切割３％  ΔＮ＝75×0.03＝2.25ｒｐｍ

    文献【一】则提供如下的估算公式：

    ΔＮ＝（63.1×ΔＤ／Ｄ）－0.007）×0.01 Ｎ     ②

式中：Ｎ─艉轴切割前的转速；单位：ｒｐｍ（转／分）；

    例如直径切割３％，ΔＮ＝(63.1×0.03-0.007)×0.01 Ｎ＝0.019 Ｎ

    这意味着对艉轴转速为 120ｒｐｍ的船来讲可提高转速2.26ｒｐｍ；对于艉轴转速为 200ｒｐｍ的船来讲可提高转速3.77转。由于公式②考虑到了现状转速，所以使用起来比较准确。

    一般讲来，由于设计螺旋桨时，桨径均小于或等于最佳直径，所以直径的切割将使桨径更加偏离最佳直径，导致桨的敞水效率降低，船的航速下降。

    文献【二】认为，效率下降量Δη和航速下降量ΔＶ可用下列公式计算：

    Δη＝0.4×ΔＤ／Ｄ                       ③

    ΔＶ／Ｖ＝0.1×ΔＤ／Ｄ                   ④  

    文献【三】则认为，航速下降量ΔＶ可用下式计算：

    ΔＶ／Ｖ＝0.4×ΔＤ／Ｄ                   ⑤

    减少螺旋桨的直径，势必影响它的惯性矩，而惯性矩对轴系的扭应力和振动有重要影响。文献【七】根据国内外资料的分析，提出“大体上直径减少５％，惯性矩减少约７％”。

    几乎所有的资料都认为，直径的切割量不得大于５％，这是因为在这样的范围内切割对航速降低量的影响比较迟钝，而对转速提高量的影响比较敏感。

    笔者认为，上述的计算公式和５％的限制都孕含着两个缺陷。首先是都未考虑主机的转速范围（低速、中速、高速）本身的影响，其次是未考虑主机现有的实际马力的影响。

    由于环境的局限，笔者未作过系列化试验，但从理论上判断，随着主机转速的变化，切割直径后对转速提升量、效率和航速的下降量的影响也应该是不一样的，估计将有如图５所示的变化趋势。

    至于５％的限制，必须在弄懂其内涵的基础上灵活掌握。“最佳直径”Ｄ是依据δ×Ｖ／Ｎ得出来的，在设计航速Ｖ和艉轴转Ｎ一定的情况下，δ与Ｂｐ（负荷系数）直接相关。而在设计航速Ｖ和艉轴转Ｎ一定的情况下，负荷系数取决于艉轴收到马力Ｐ，若Ｐ减少，Ｂｐ减少，δ减少，“最佳直径”Ｄ也减少。因此，对于一些主机马力已经永久性下降的老龄船来讲，其“最佳直径”已经减少，也许你切掉５％后，其直径仍然高于最佳直径，此时此刻，５％的限制为何不能打破呢？！

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                图  ５

 

    综上所述，笔者认为，切割直径的功能是有效地减轻主机负荷，改善主机运行工况，其主要机理是减少了水动力攻角。适用范围是老、旧船，新船慎用。具体操作时，应该先测试目标船的实际马力、转速和爆压、排温，计算一下此种状态下的“最佳直径”，以此确定切割直径的范围，一般讲不要超过５％。至于切割后的转速提高量，建议用②式估算。不过一则要注意减速比的问题，二则要注意低速机、中速机和高速机的差别。笔者建议用经验系数Ｋ来修正公式②，对低、中、高速三种主机可分别取Ｋ值为 1; 1.2; 1.3。

２、切割随边。

    切割随边，可直观地理解为桨叶面积减少，推力自然就减少，船的负荷减轻，转速提高，这一点和切割直径是相似的。不过就同样的减少桨叶面积而言，切割随边有因保持直径不变，推进效率不会降低的优点，也有因盘面比减少，容易产生空泡的缺点。这一点对高速船尤其要引起足够的重视，要核查是否会因为空泡的产生而引起振动和锈蚀。

    切割随边使主机负荷减轻的实质是随边的切割会引起螺旋桨等效螺距的变化。这一点机理一定要搞清楚，否则在具体操作时就容易出错，以至于南辕北撤，得出相反的结果来。

    图６是典型的弓型切面诸几何要素图。

    图中：ＥＰＡ─无升力实效螺距角；ＦＰＡ─面螺距角；ＮＴＡ─剖面的鼻尾线夹角；ＣＣＡ─叶栅修正角；ＺＬＡ─实际流体中的无升力角

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                     图  ６

 

　　实效螺距角是螺旋浆叶切面在实际流体中不产生升力的一个特征数据，对一个特定的截面，它与其它参数角的关系可简单地表述如下：

    ＥＰＡ＝ＦＰＡ＋ＮＴＡ＋ＺＬＡ－ＣＣＡ

    对一个桨来说，ＣＣＡ值很小，微量的切割不会对它有很大的影响，可以不考虑。这就是说，减少ＥＰＡ的办法有①  减少ＦＰＡ（把螺旋面减少），②  减少ＮＴＡ（改变鼻尾线），③  减少ＺＬＡ（改变端点形状或局部弯曲端部）。

    从实用的观点出发，扭变螺旋面是最有效的办法，但此法工艺上很难掌握。切割导边也未尝不可，但导边部分一般很厚，虽然有易显著改变等效螺距的优点，但切割、修铲工作量很大，极难保持均衡一致，加工过程中产生的应力也很难消除，而且从图６中可以看出，若单独修割导边而不修割随边，则ＮＴＡ的减少又导致ＺＬＡ的增大，作用互相抵消了很多。切割随边则既改变了鼻尾线ＮＴＡ，同时也改变了后缘拱度，即ＮＴＡ和ＺＬＡ均减小；而且随边比较薄，工作量较少，工艺上也好掌握，因此随边切割确实是一种有效、易行的好办法。

    关于随边切割的计算方法，报导的材料都集聚起来，也有不少了。有外国的，也有国内的，有简化公式，也有图表，读者如有兴趣，可根据文后所列的参考文献去逐一研究，本文不想赘述了。笔者以为，以往介绍的随边切割计算方法，固然都十分有价值，但普遍存在着二大弊病。其一是不说清楚使用者所使用的方法和被修边的船之间的对应关系；其二是具体操作性差，几乎都没有告诉你绘切割线时的那些点的空间座标值是怎么算出来的。因此，阅者往往看完了文章仍然感到无从下手。

    本文将针对上述的二大弊病，来介绍随边切割的计算方法。

    ⑴  确定转速提高的百分比（△Ｎ／Ｎ）×100 

    即你希望提高的转速△Ｎ和现状转速Ｎ的比值的百分数。笔者建议，△Ｎ的确定最好以额定转速Ｎ0 来计算，即△Ｎ＝Ｎ0 －Ｎ为好，这样计算功率储备量大，效果较好。

    ⑵  确定切割面积比的百分比（△Ａ／Ａ）×100

    这一步工作，我们可以借用文献【十一】张振新高工提供的两张图（图７、８列于文后）来进行。使用时首先要依据你希望达到的航速算出进速系数Ｊ，其次是

要区分等扭矩和等马力，分别查图。

    为了使大家对“分别查图”有一个实质上的理解，从而加深印像，有必要介绍一下柴油机的速度特性。

    所谓速度特性是指在试验台上测定时，保持喷油泵油量调节机构不变时，柴油机主要性能参数Ｎe,Ｍe,Ｇe,等随转速ｎ而变化的规律。速度特性可分为外特性和推进特性两种。

    ①  柴油机外特性曲线。

    柴油机的有效功率表达式：Ｎｅ＝Ｖｓ×Ｉ×Ｐｅ×ｎ／0.225ｍ

式中：Ｖｓ──气缸工作容积； Ｉ──气缸数； Ｐｅ──平均有效压力

      ｎ──  转速；    ｍ──  冲程数；

    当柴油机结构形式一定时，上式可写成：Ｎｅ＝Ｃ×Ｐｅ×ｎ。此式说明柴油机的有效功率是平均有效压力和转速的函数。

    柴油机的输出扭矩为：Ｍｅ＝716.2 ×Ｎｅ／ｎ。当柴油机结构形式一定时，该式可写成Ｍｅ＝716.2 ×Ｃ×Ｐｅ×ｎ／ｎ＝716.2×Ｃ×Ｐｅ 。此式说明柴油机的输出扭矩是平均有效压力的函数。

    若不考虑柴油机的指示效率、机械效率、喷油泵特性以及排气特性等随转速变化的变化，则可认为平均有效压力与转速无关，则上两式就是两条直线，如图９所示。实际上，当柴油机转速变化时，平均有效压力并非定值，它非但与每循环的喷油量有关，而且还与过量空气系数、空气物理参数和流动状态、燃油的雾化、柴油机的指示效率、机械效率等有密切关系，而这些因素都与柴油机的转速有关。所以固定喷油泵调节机构的位置，在转速变化时，既不能保持喷油量不变，也不能保持平均有效压力不变。因此，柴油机的有效功率和输出扭矩与转速的关系是非线性的，如图１０所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          图  ９                        图１０

 

    ②  柴油机的推进特性

    外特性表示柴油机本身的工作能力。推进特性则表示与螺旋桨的配合。

    因为螺旋桨吸收的功率与其艉轴转速ｎ成三次方的关系，所以主机带动螺旋桨工作时就必须满足这个关系，故此关系也称为柴油机的推进特性。

    主机带动螺旋桨工作时，符合Ｎｂ＝Ｃ1n^3的关系，Ｎｂ是螺旋浆吸收的功率，n 是浆轴转速，Ｃ1 是常数，在一定情况下，它有一个定值，故相应地有一条推进特性曲线。当情况变化后，Ｃ1 也会变成另一个值。它是随螺旋桨结构，航行速度，吃水深度，船体水下部分流动阻力，风向风力等有关的一个常数值。常数值越大推进特性曲线越陡，相反则特性曲线平坦。

    对螺旋桨设计不当的新船来说，主机外特性曲线并没有变化，变化的是推进特性曲线，通过切割随边使图１１中的曲线１移到曲线１ａ处就能使转速从n1提高到n0 。这种变化就是等扭矩。而对于老龄旧船来讲，不仅推进特性曲线由１ａ移到了１，而且外特性曲线也已由２ａ移到了２，并且由于主机老化，气缸平均压力永久性地下降，所以机器扭矩也已减少，曲线２的最高功率往往已经到不了Ｎe0处。由此可见，对旧船切割不仅要把推进特性曲线从１移到１ａ，而且要把外特性曲线从２移到２ａ处，所以提高同样的转速，这种等马力切割其切割量要比等扭矩切割的切割量大，效果也不如后者显著，而且一般情况下，旧船的随边切割也不易达到额定转速n0 。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

　　　　　　　　　　　　　　　　图　１１

    明白了上述道理，你就不会查错表了。质言之，对新船或虽不是新船但主机是新的（包括性能优异的）船，提高转速的切割应查图７（等扭矩）；对老旧船提高转速的切割应查图８（等马力）。

    由于图７、８是依据低速船的船模试验取得的，所以对于中速船和高速船应该进行修正。建议乘经验系数1.2 和1.3。

    ⑶  确定切割量△Ｂｉ。

    △Ｂｉ指的是在桨叶径向ｉ半径处叶面园弧随边端部的切割量。

    通过查图获得的△Ａ／Ａ，再经过一系列的数学推导（数学推导略）可得：

    △Ｂ0.5 ＝1.431×(△Ａ／Ａ)×Ｂ0.5

    △Ｂ0.6 ＝1.431×(△Ａ／Ａ)×Ｂ0.6

    △Ｂ0.7 ＝1.431×(△Ａ／Ａ)×Ｂ0.7

    △Ｂ0.8 ＝1.431×(△Ａ／Ａ)×Ｂ0.8

    △Ｂ0.9 ＝1.073×(△Ａ／Ａ)×Ｂ0.9

    △Ｂ0.95＝0.716×(△Ａ／Ａ)×Ｂ0.95

    以上公式适用于ＡＵ型桨，对Ｂ型桨也可同样使用。这是因为Ｂ型桨的叶面宽度虽然比ＡＵ型桨大，但其厚度也比ＡＵ型桨厚，在相同的切割下，尾翘量大，所以用ＡＵ型桨的切割量来实施切割正好相衡。

    必须指出，这样算出的△Ｂｉ基本上保证了△Ａ／Ａ的要求，但绘到叶面上并不一定光顺，应依据保持面积相等的原则进行适当的调整。

    另外一点提请大家注意，对中、高速船，笔者建议画１：１的一个叶形图，在叶形图上核算切割后的盘面比是否会产生空泡，若确认将产生空泡时，应该调小一点随边切割量，同时切割点直径，就可弥补。

三、切割工艺流程及注意点

 

    当我们真的要对一只螺旋桨进行切割时，应该如何安排工艺流程？在每一工艺过程又应注意那些问题呢？

    首先，是准备阶段。包括原始资料的掌握；跟船测试，掌握现状船主机马力到底有多大？有否潜力可挖？计算根据实际马力最佳直径有多大？计算随边切割量△Ｂｉ分别各是多少？会不会产生空泡？需要不需要加割直径？等等。

    其次，当船舶上坞，桨尚未卸下来时，应到现场看一下，桨轴上缠的杂物多不多？桨叶有没有卷边、损坏？若有这些情况，那么你基于实际马力所计算的切割量就会偏大，应该作适当的调整。

    最后，桨叶卸下，拉到车间，正式开始进行切割工作。其工艺流程一般如下：

    １、对桨叶作必要的调整。如热工整平卷边，焊补裂纹等。

    ２、测量螺距。这时的测量螺距主要是为了看一下桨的４个叶螺距是否基本一致？螺距和资料中描述的是否相同？等等。

    ３、绘桨叶径向幅射参考线。以桨叶面最完整的一个叶作为基准面绘第一根幅射线。利用螺距仪绘出二条径向弧（一般取0.3ｒ 和0.8 ｒ），依据图纸找出它们

的中点，连接这二个中点的线即为该桨叶的幅射参考线。第二个叶的幅射参考线可以根据同样的方法绘出也可通过叶数算出相邻幅射参考线的夹角来绘。这里最困难的是遇到没有原桨叶的图纸的情况。真的这样，就应根据桨型等条件细心的进行分析、判断。一般地讲，只要下功夫，幅射参考线总是可以绘出来的。

    ４、画各径向半径处的园弧线。有了螺距仪，画这些线并不难，需要注意的是最好定一次ｒ（0.3,0.4,……0.95），几个叶同时绘出。

    ５、绘切割线。先在相应的径向半径园弧处，按已算好的△Ｂｉ描点，然后用样条把它们光顺地连接起来（允许等面积调整）。核实无误后，以７mm的间距打上园冲眼。

    ６、切割。最好用切割机，也可用碳弧气刨。切割时要求正好留下园冲眼，以便查验和下一道工序作为基准。如果是用切割机，则每割一叶，都把切屑收集、称重，编号保存，看一看各叶的切割量是否一样。若一样，就可免做静平衡这一道工作了。

    ７、修铲。这道工序包含三层工作。首先是用砂轮把切割后的叶边打到符合切割线的要求，并园顺；其次是用风铲或砂轮修铲出60°的倒角；最后用砂轮作流线型的打磨。这里需要特别注意的一点是，对随边切割，倒角方向如图１２所示，造

成尾翘，千万不能反其道而行之，以致产生相反的效果。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

　　　　　　　　　　　图　１２

 

    ８、焊补。这一次焊补与前一次有区别。这一次是对桨叶各处的凹坑、裂纹都进行仔细的修补。

    ９、磨光。主要是磨光焊补点。

    １０、测量直径。不论是否切割过直径，都应进行测量。

    １１、测量螺距。这一次测量螺距应该按船用螺旋桨验收标准进行。测量的结果将作为正式的文件移交和保存。但实际上，这只是对原桨面螺距的再一次校验，而实效螺距已经大大减少了。当然，如果已经切割过直径，则各径向半径ｒ的值都

不一样了，这一点不要疏忽。

    １２、螺距调整。这一步只有在上一步测试结果严重失准的情况下才有必要

进行。若做了这一步，则必须重新做１０、１１二步。

    １３、静平衡。只有在用切割机进行切割，各叶切屑量完整保存，并经称量后每一叶的切屑量与所有叶的平均值之比不大于１０％的情况下，才可以不做这道工作。静平衡的实际操作应按有关标准进行。这里要注意的是一定要使桨支承在有滚动轴承的轴上，而且保持支承轴的水平。

四、“鲁东渡８”滚装船螺旋桨切割介绍

    “鲁东渡８”滚装船是东营市船务公司营运于东营至大连的滚装船。该船由日本株式会社中村造船铁工所制造。下水时间昭和４６年１０月。最大装载人员500旅客，最多可装载中型车24辆。总长74.7ｍ，柱间长69ｍ，型宽14.2ｍ，型深4.7ｍ，满载吃水3.2 ｍ。４机双桨，主机型号：日本大发产  8DSM-26L4 ，额定功率1176kW×4 (1600hP×4),额定转速730 rpm,桨型AU-4，桨叶直径2.4ｍ，螺距2.56ｍ，盘面比0.70，艉轴设计转速285rpm，相当于主机转速720rpm，该船下水试验时，在主机转速730rpm时，航速达到18.21 节。由于船龄已达22年之久，主机又缺乏必要的备件，所以到了1994年3 月，该船在全速航行时，右舷双机转速只达440rpm，左舷双机也只有540rpm。正常航行转速下降到13节左右。一个航次耗油量达12吨之多，经济效益极差。为了尽快改变这种状态，东营市交通局局长朱宝林请求我给以帮助。希望我抢时间、少化钱、速见效地解决问题。

    接受任务后，先由山东省交通科研所进行了测试。测试结果表明，应该是6400马力的该船，现在螺旋桨只能收到大约3600马力，按这样的收到马力计算，最佳直径在2.3m左右。再加上船阻增加，致使船已处于严重失配的状态。按常规，如此严重失配的情况应该是重新设计和制作新桨，无法通过切割达到有效调整。因为切割量小，如隔靴骚痒，解决不了问题；切割量大，又容易引起效率、航速大幅度下降，得不偿失。可是要制作新桨，仅经费就需４０万元，这对一个亏损企业来讲，无异于雪上加霜，而且所需时间长，会耽误即将到来的旅游季节的营运。所以东营市交通局领导仍要求进行螺旋桨修割，并且要求我一定要成功，不能失败。

    面对这“不通情理的要求”，别无它路，只有在严格遵循科学规律的基础上，无私无畏，利用一切可以利用的“积极因素”，使用一切可以使用的方法，向“禁区”发动冲击。

    首先我依据证书上的资料和我们实测的数据进行有效马力、螺旋桨设计计算。计算结果表明，以双桨收到马力3600马力计算，最佳直径为2.28ｍ，螺距为2.15ｍ，航速可以达到15节。这些结果为我的切割设计画出了一个框架，使我下决心采取直径和随边同时切割的综合切割方法。

    然后按照本文前述的计算方法进行计算：

    ①  确定△Ｎ。证书上写明该船常用转速为692rpm，设想提高到680rpm。按照实测数据，右舷双机转速440 ｒｐｍ，据了解该浆已打，所以不能以此为据，这样就选择左舷双机的转速540 ｒｐｍ为现状转速。则△Ｎ＝680－540＝140rpm，△Ｎ／Ｎ＝26％。计划过直径切割提高6 ％，通过随边切割提高20％。

    ②  确定△Ｄ。用中速机经验系数修正，△Ｎ／Ｎ＝6 ％×1.2＝7.2％。然后用②式计算，△Ｄ＝（（7.2＋0.007）／63.1）×2.4＝0.274ｍ。按这样计算，直径要切割掉0.274m，△Ｄ／Ｄ为11.5％，二倍于５％这个切割禁区。用前述的③、④、⑤式计算，航速要下降0.2～0.6节，这显然是无法接受的。经过反复考虑和权衡，决定取△Ｄ／Ｄ＝６％，即直径切割0.144m，用②式计算，预计可因此而提高转速20rpm。这虽比直径切割0.274m少提高转速40rpm，但也能使主机转速达到640rpm左右，应该说效果已相当可以了。所以最后确定：  △Ｄ＝0.144m

    ③  确定△Ｂｉ。

    取航速Ｖ＝１５节，艉轴转速Ｎ1 ＝289rpm，通过反复计算和参比取伴流系数ω＝0.08，则进速Ｖj ＝15×（1－0.08）＝13.8 节，进速系数ｊ＝Ｖj ／（Ｎ×Ｄ）＝0.61。按上述理由，本来至此应查图８（等马力）来取得切割面积比，但在实际操作时，笔者确实担心切割量过大造成无法弥补之后果，所以思之再三，作为一种保守措施，决定转而查本文推荐的图７（等扭矩）来取得切割面积比（后来的实践表明这一担心是多余的，当时若查图８，估计效果会更好）。查图７后得需切割面积的百分比为4.75，加中速机经验修正系数1.2,最后得△Ａ／Ａ＝5.70％。依此用笔者推出的计算公式可得：

    △Ｂ0.5＝78mm，△Ｂ0.6＝81mm，△Ｂ0.7 ＝82mm，△Ｂ0.8 ＝76mm

    △Ｂ0.9＝45mm，△Ｂ0.95＝30mm。

    ④  放样、光顺、复核。

    在１：１的桨叶图纸上画上这些点。由于希望切割直径后的桨叶不要变成平头型，能保持导边入水角的流畅，所以一方面延伸了一点直径，使直径的实际切割量为0.240m；另一方面又切割了部分导边。同时，为了光顺，在等面积的前提下又对各△Ｂｉ进行了调整。最后确定的切割量如下：

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