利屹恩可调桨优效设计助力“东方红2号”改造船实现降噪10分贝突破！发表时间：2026-07-28 16:39
“东方红2号”海洋综合科学考察船是我国最先进的海洋综合性考察船之一，承载着深远海科学探索的重要使命。然而，该船在升级改造后船体加长致使阻力增加20%，原可调桨在工作航速11节下水下辐射噪声超出UN3水声限界线3~5dB，严重制约了船舶的声学探测能力与科考数据质量。作为专注于CPP可调桨系统、侧向推进系统、全回转推进系统和智能节油解决方案的国际化船用推进器企业，利屹恩凭借深厚的水动力设计底蕴与工程实践经验，承接了这一高难度技术攻关项目。 项目要求改造船采用双机单桨驱动，主机功率3200kW，设计吃水下85%MCR时航速不低于15节且不允许出现面空泡，同时设计吃水下11节航速时水下辐射噪声必须低于UN3水声限界线。面对这一严苛指标，利屹恩组建了水动力设计专项技术团队，整合螺旋桨理论设计、数值仿真及工程应用等多学科能力，展开了系统性的技术攻关。 研究首先综合运用势流理论方法与粘性计算流体力学（CFD）工具，对原型可调桨的敞水性能、船后非均匀伴流场下的水动力响应、空泡起始裕度及脉动压力特性、水下辐射噪声频谱开展系统性的量化评估。基于非定常数值模拟，团队精确捕捉了空泡形态的时历演变过程，并借助声类比理论（FW-H方程）提取远场辐射噪声谱特性；结合噪声源辨识方法，分别厘清了低频线谱的主导激励源与中高频宽频噪声的主要贡献成分。 分析结果表明，原型桨的设计点偏向最高航速，致使在低速重载工况下空泡起始过早、脉动剧烈，空泡噪声特征显著恶化；同时，原桨缺乏对船尾伴流场分布特征的适配性考量，且桨叶无侧斜设计恶化了低频线谱噪声，宽叶梢构型引起明显的前缘分离涡，增强了宽频噪声成分。
针对上述问题，利屹恩水动力学专家基于船后伴流场的谐波分解结果，开展了新桨侧斜角度及其周向分布的多参数优化，引入升力面理论进行伴流匹配设计，以抑制叶片通过频率下噪声能量及其谐波分量。在几何构型层面，采用叶梢与前缘的定向水动卸载措施，结合叶梢端部几何修型，重新平衡设计点以适配低噪声巡航航速。随后，通过非定常仿真对比校核新、旧两桨的噪声性能，重点控制11节航速下的空泡形态演化与非定常激励力幅值，从而显著抑制低频线谱峰值及中高频宽频能量。
原可调桨表面压力分布
新可调桨表面压力分布 最终实船水下辐射噪声测试结果表明——新桨较原型桨总噪声级降低超过10dB，且在整个常用航速范围内均显著低于UN3水声限界线，完全满足项目严苛的水下声学指标要求。
实船11节航速下的水下辐射噪声能量平均曲线 这一技术突破验证了利屹恩在低压、低噪声、低空泡高性能推进装置领域的技术实力，“东方红2号”的成功改造，是利屹恩在高端科考船推进系统领域树立的又一里程碑，以硬核技术赋能全球船东，利屹恩正坚定迈向国际化的深海征程。 |
