早在19世纪末，造船界就注意到一种奇怪的现象：空泡。

1894年，英国的小型驱逐舰“勇敢”号在初次试航时，发现舰艇的转速比额定转速低1.54%，两台主机的总功率比额定功率低7.5%，航速也比原定的设计航速27节差了3节。后来，人们对螺旋桨做了多次修改设计，但每次试航结果差别不大，甚至尾部还发生了剧烈振动。

1897年，在造船工程师会议上，负责建造该舰的总工程师详细介绍了这一情况，认为未达到预期航速的原因是螺旋桨发生了空泡现象。随着转速不断增加，螺旋桨周围的流体介质，也就是水，会在某一个时刻从液态变成气态（水蒸气），这个过程就会出现空泡。

日常生活中，我们会在烧开水时观察到这种现象：水的温度升高到沸点，就变成了水蒸气。其实，还有一种情况叫“冷沸腾”，也可以达到这个效果。冷沸腾实际上就是降压，不断降低水的压强，当压强降低到水的汽化压强之下，水也会从液态变成气态。螺旋桨在船后工作时，显然不能把温度提升到沸点，但是它产生推力的时候，会导致周围的水压下降，当降低到汽化压强之下，就会出现空泡现象。

对作战舰船来说，空泡会带来十分不利的影响。空泡溃灭时，会造成螺旋桨的剥蚀；空泡严重时，会导致螺旋桨水动力性能下降；空泡还会引起船体尾部剧烈振动；此外，空泡的发生和溃灭使流体产生微振动，螺旋桨的噪声会大幅度增加，不利于舰艇的隐蔽。

为了解决空泡问题，尤其是针对军舰上与高转速和大功率主机相连的螺旋桨上难以避免的空泡，人们做了很多技术上的尝试和改进。比如，专家研究出空泡笼罩条件下仍能正常工作的空泡螺旋桨和全空泡螺旋桨。

但是，随着船舶体量越来越大，发动机功率越来越高，螺旋桨的负荷也不断增加。即使改进技术，尾部流场的不均匀性总会使螺旋桨上产生空泡，导致桨叶剥蚀损伤，而且往往伴有强烈的尾部振动。

因此，必须设法减少或避免螺旋桨空泡的发生，这能够进一步提高舰船的最高航速，也能降低螺旋桨噪声。目前，人们采取的措施主要包括两方面：一方面是优化螺旋桨的结构，比如增大螺旋桨的直径、降低转速、增大盘面比、采用更为合理的叶剖面形状，使叶面载荷分布更均匀；另一方面是探索新的推进方式，比如采用喷水推进装置，推进水泵的叶轮工作在均匀的流场中，因此具有较好的抗空泡性能。目前，采用喷水推进的舰船最高航速已经达到60节甚至更高，前景值得期待。（张志友  黎明宇）