早在19世紀末，造船界就注意到一種奇怪的現象：空泡。

  1894年，英國的小型驅逐艦“勇敢”號在初次試航時，發現艦艇的轉速比額定轉速低1.54%，兩台主機的總功率比額定功率低7.5%，航速也比原定的設計航速27節差了3節。後來，人們對螺旋槳做了多次修改設計，但每次試航結果差別不大，甚至尾部還發生了劇烈振動。

  1897年，在造船工程師會議上，負責建造該艦的總工程師詳細介紹了這一情況，認為未達到預期航速的原因是螺旋槳發生了空泡現象。隨着轉速不斷增加，螺旋槳周圍的流體介質，也就是水，會在某一個時刻從液態變成氣態（水蒸氣），這個過程就會出現空泡。

  日常生活中，我們會在燒開水時觀察到這種現象：水的溫度升高到沸點，就變成了水蒸氣。其實，還有一種情況叫“冷沸騰”，也可以達到這個效果。冷沸騰實際上就是降壓，不斷降低水的壓強，當壓強降低到水的汽化壓強之下，水也會從液態變成氣態。螺旋槳在船後工作時，顯然不能把溫度提升到沸點，但是它産生推力的時候，會導致周圍的水壓下降，當降低到汽化壓強之下，就會出現空泡現象。

  對作戰艦船來説，空泡會帶來十分不利的影響。空泡潰滅時，會造成螺旋槳的剝蝕；空泡嚴重時，會導致螺旋槳水動力性能下降；空泡還會引起船體尾部劇烈振動；此外，空泡的發生和潰滅使流體産生微振動，螺旋槳的噪聲會大幅度增加，不利於艦艇的隱蔽。

  為了解決空泡問題，尤其是針對軍艦上與高轉速和大功率主機相連的螺旋槳上難以避免的空泡，人們做了很多技術上的嘗試和改進。比如，專家研究出空泡籠罩條件下仍能正常工作的空泡螺旋槳和全空泡螺旋槳。

  但是，隨着船舶體量越來越大，發動機功率越來越高，螺旋槳的負荷也不斷增加。即使改進技術，尾部流場的不均勻性總會使螺旋槳上産生空泡，導致槳葉剝蝕損傷，而且往往伴有強烈的尾部振動。

  因此，必須設法減少或避免螺旋槳空泡的發生，這能夠進一步提高艦船的最高航速，也能降低螺旋槳噪聲。目前，人們採取的措施主要包括兩方面：一方面是優化螺旋槳的結構，比如增大螺旋槳的直徑、降低轉速、增大盤面比、採用更為合理的葉剖面形狀，使葉面載荷分佈更均勻；另一方面是探索新的推進方式，比如採用噴水推進裝置，推進水泵的葉輪工作在均勻的流場中，因此具有較好的抗空泡性能。目前，採用噴水推進的艦船最高航速已經達到60節甚至更高，前景值得期待。（張志友  黎明宇）