摘要：自20世纪初，船用螺旋桨不断大型化。从“泰坦尼克”号的7.2米直径螺旋桨，到如今直径超12.5米、重480吨的巨型螺旋桨，技术不断突破。期间，螺旋桨制造商还致力于环保设计，推动船舶推进系统绿色转型。接下来，让我们一同探索船用螺旋桨的发展历程。
自20世纪初，船用螺旋桨不断大型化。从“泰坦尼克”号的7.2米直径螺旋桨，到如今直径超12.5米、重480吨的巨型螺旋桨，技术不断突破。期间，螺旋桨制造商还致力于环保设计，推动船舶推进系统绿色转型。接下来，让我们一同探索船用螺旋桨的发展历程。
世界船用螺旋桨的发展
从20世纪初开始，船用螺旋桨迈入了大型化的进程。伴随着船舶大型化的发展趋势，船用螺旋桨也从最初的直径3米越造越大。建造于1912年的大型豪华客轮“泰坦尼克（RMS Titanic）”号，船尾安装了三个巨大的螺旋桨（图1），其中两侧螺旋桨直径为7.2米，中央螺旋桨直径为5.2米，船舶航速最大可达24节。1969年建造的有史以来最大的油轮，也是至今为止世界上装载量最大的船舶“诺克·耐维斯（Knock Nevis）”号，配备的螺旋桨直径为9.1米，重达50吨，航速最大可达16.5节。2006年德国MMG公司铸造了当时世界上最重的螺旋桨，131吨，直径9.5米，安装于载箱量超1.7万TEU的集装箱船“Eleonora Maersk”号。2017年大连船用推进器有限公司铸造了直径11.2米、重达71.9吨的螺旋桨，这是中国自主设计制造也是当时世界上直径最大的船用螺旋桨。该螺旋桨配套安装于中国第二代40万吨超大型矿砂船系列首制船“远河海”号，该船航速可达14.5节。据报道，2024年4月，我国铸造了世界上最大的螺旋桨，直径达12.5米，重达480吨，计划安装于40万吨超大型矿砂船。
图1 “泰坦尼克”号的螺旋桨/WIKIPEDIA
在技术创新方面，面对日益严格的国际环保法规，各螺旋桨制造商开始加大对低排放的螺旋桨设计的投入，推动了船舶推进系统的绿色转型。2013年，德国MMG公司首次进行了螺旋桨绿色改装，迄今为止已累计改装400多台螺旋桨，减少了超过1380万吨碳排放，此外MMG还推出了节能型螺旋桨罩，能够减少14%的燃料消耗与碳排放。在当前船舶智能化的发展趋势下，螺旋桨的设计与应用也不断升级。2013年，瑞士ABB公司推出了远程控制可调螺距螺旋桨，安装在全球首艘LNG燃料的豪华客船Viking Grace号上。该螺旋桨的控制系统能够根据船舶的运行状态、负载、航行环境等实时数据自动调整螺旋桨的螺距，从而优化燃油消耗与推进效率。
在市场格局方面，船用螺旋桨的设计制造最初集中在欧洲，在全球船用螺旋桨市场中，德国MMG公司自1948年成立以来，建成了世界上最大的船用螺旋桨连续生产线，已逐步发展成为全球领先的船用螺旋桨制造商之一。随着亚洲在造船领域的崛起，船用螺旋桨供给与需求的重心开始逐步向亚洲偏移。日本企业逐步发展成为全球船用螺旋桨市场的主要供应商，在大型集装箱船的螺旋桨设计制造上尤为突出。克拉克森数据库显示，截至2024年12月初，2.4万TEU以上的大型集装箱船装备的螺旋桨中，82%由日本企业设计制造，剩余的18%归属于德国MMG公司。目前全球船用螺旋桨市场主要制造商有日本的中岛船用螺旋桨有限公司以及三菱重工、川崎重工，韩国的现代重工，中国的中船重工，德国的曼恩机械以及MMG，芬兰的瓦锡兰等。2023年，全球前十强制造商占有约六成的市场份额，显示出该行业一定的集中度。
我国船用螺旋桨的发展
新中国成立初期，船舶工业基础薄弱，船用螺旋桨的设计、制造及材料技术严重依赖进口，我国当时不具备自主生产能力。后来通过模仿前苏联及西方国家的技术，我国开始探索螺旋桨的设计与制造。在我国船用螺旋桨技术发展史上，最具代表性的创新之一是“关刀桨”，这一形象的命名是由于将螺旋桨的叶轮廓设计成了类似于三国演义中关羽使用的82斤重刀的形状（图2）。该设计是由广州文冲船厂的技术员周挺，在多年螺旋桨制造经验的基础上于20世纪60年代提出的。在长江2000马力拖轮和多艘“华”字登陆艇上的测试结果表明“关刀桨”不仅能够提高船舶航速，还能有效减少螺旋桨的振动，在实际应用中展现出了显著的优势。上海船厂为进一步验证“关刀桨”的优势，于1973年开展了该技术的敞水试验研究，并提供了详细的设计图谱，为“关刀桨”的持续优化和推广奠定了坚实的基础，也为我国螺旋桨技术的发展开辟了新的方向。
图2 关刀桨/百度百科
近年来，我国在船用螺旋桨的设计和制造方面不断突破，多项技术指标和产品质量已达到国际领先水平。我国船用螺旋桨行业的代表性企业之一为中国船舶重工股份有限公司，其下属子公司大连船用推进器有限公司具有近六十年船用螺旋桨生产经验，产品包括中国首制的15万吨散货船用螺旋桨，直径10米的30万吨超大型油轮用螺旋桨，直径9.6米、重103吨的万箱级集装箱船用螺旋桨，直径11.2米的40万吨矿砂船用螺旋桨等，产品直接或随船出口到20多个国家和地区。
来源：中国船检杂志社
