为什么长螺杆的船比短螺杆的船慢？
这个问题很有意思，它涉及到船舶设计中一个挺核心的学问。简单来说，长螺杆的船之所以看起来比短螺杆的船慢，背后其实是几个相互关联的物理原理在起作用，而且这不仅仅是“快慢”的问题，还牵扯到效率、稳定性和操作性等方方面面。
咱们得先理清楚“长螺杆”和“短螺杆”在船舶语境下通常指的是什么。在大多数情况下，我们说“长螺杆”的船，往往指的是螺旋桨的直径比较大，或者说，它的转速相对较低。而“短螺杆”的船，就对应着螺旋桨直径小，转速高。当然，也有船体结构上的“长船体”和“短船体”，但这里我们主要聚焦在螺旋桨的尺寸和工作特性上。
好，我们开始聊聊为什么长螺旋桨的船“看起来”慢，或者说，在同等功率输出下，可能需要更高的转速才能达到同样的航速，或者同等转速下航速较低。
1. 扭矩与转速的权衡：
船舶推进系统就好比汽车的发动机和变速箱。发动机输出的功率是有限的，你可以选择让它高转速低扭矩，或者低转速高扭矩。螺旋桨也是一样，它把发动机的动力转化为推动船前进的力。
大直径螺旋桨（长螺杆）： 它的特点是，在相同的功率下，它能够以更低的转速产生更大的推力。你可以想象一下，就像你用一个很长的杠杆去撬动一块石头，虽然你推杠杆的速度不快，但用到的力气（扭矩）很大，最终能撬起石头。大直径螺旋桨的叶片面积更大，接触的水体体积也更大，所以在较低的转速下，它能“抓住”更多的水，产生更大的推力。
小直径螺旋桨（短螺杆）： 相反，小直径螺旋桨需要更高的转速才能产生相同的推力。就像你用一个短一点的杠杆，你需要更快的速度去推动它，才能跟大杠杆在同等程度上撬动石头。
所以，如果一艘船安装了大直径螺旋桨，而另一艘船安装了小直径螺旋桨，并且它们的发动机功率输出相同，那么：
大直径螺旋桨的船 会倾向于在较低的转速下工作，产生较大的推力。为了达到一个相对快的速度，它可能需要发动机“拉”到更高的功率输出，但这并不意味着它的“固有”速度上限就高。
小直径螺旋桨的船 会倾向于在较高的转速下工作，产生较小的推力。在达到一定速度时，它可能需要发动机保持更高的转速。
“看起来慢”的直观感受可能来自这里： 很多时候，我们观察一艘船的速度，会不自觉地去听它的螺旋桨转动声音，或者观察其转速表。如果一艘船的螺旋桨转速很低，但它能以不错的速度航行，这其实是效率高的表现。但如果它需要非常高的转速才能达到某个速度，就容易让人觉得“忙活半天”。
2. 效率的问题：
这里就涉及到螺旋桨的效率了。
大直径螺旋桨 通常在较低的转速下工作时，效率更高。这是因为大直径螺旋桨叶片的速度相对较低，引起的“空化”现象（螺旋桨叶片周围的水因压力过低而产生气泡，这会严重降低效率并损坏螺旋桨）的几率较小。同时，大的叶片面积可以更好地分散推力，减少水流的紊乱。
小直径螺旋桨 在高转速下工作时，效率会随着转速的增加而下降，空化问题会更突出。高转速意味着叶片尖端的速度非常快，更容易产生空化。
所以，一艘大直径螺旋桨的船，在合适的转速范围内，其实能用更少的燃料产生相同的推力，也就是更省油。但如果非要让它达到与小直径螺旋桨船同样快的速度，可能需要把发动机的功率输出推到一个相对“不那么效率”的区间，或者说，要达到同样的速度，它可能需要比小直径螺旋桨船更高的功率输出。
3. 船体设计与航速匹配：
这又是另一个非常关键的因素。螺旋桨的设计必须与船体设计和预期的航速相匹配。
慢速船/重载船（如货船、油轮）： 这些船通常需要强大的推力来克服巨大的阻力，而且它们的设计航速不高。为它们配备大直径、低转速的螺旋桨是非常合适的。这种配置能以较低的转速提供充足的推力，并且更省油。
高速船（如快艇、巡逻艇）： 这些船的设计目标就是追求速度，它们的船体设计也倾向于减少阻力。为它们配备小直径、高转速的螺旋桨更常见。高转速允许发动机以其最有效率的转速范围工作，并且小直径螺旋桨可以安装在更深的水位，减少与船体的相互影响。
所以，如果我们拿一艘典型的货船（通常配备大直径螺旋桨）和一艘典型的快艇（通常配备小直径螺旋桨）来比较，货船的“固有”航速上限确实不如快艇。但这并不是因为它的螺旋桨“慢”，而是因为它的船体设计和螺旋桨的匹配就是为了低速、重载和高效。
4. 操纵性和特定工况：
大直径螺旋桨 在低速和港口操纵时，通常表现更稳定，更易于控制。因为它产生的推力更大，能够更有效地响应舵和侧向推进器的操作。
小直径螺旋桨 在高速时性能优越，但在低速时，如果需要突然改变方向或停止，响应可能不如大直径螺旋桨那么直接有力。
总结一下：
你所说的“长螺杆的船比短螺杆的船慢”，更多的是一种现象的描述，背后是不同螺旋桨尺寸和转速带来的效率与推力特性的差异，以及这种特性如何与船体设计和航速目标相匹配。
大直径螺旋桨（长螺杆） 倾向于低转速、大扭矩、高效率（在设计工况下），适合慢速、重载的船只，它们“看起来”慢，是因为它们的设计目标不是高速。
小直径螺旋桨（短螺杆） 倾向于高转速、小扭矩、潜在的低效率（在高转速下），适合高速船只，它们能达到更高的速度。
所以，这不是说长螺杆本身是“落后”的，而是不同的技术选择是为了服务于不同的航行需求。就好比一辆坦克和一辆跑车，坦克用履带，跑车用轮胎，这是因为它们的设计用途完全不同，效率和速度的取舍也不同。
希望这样的解释能让你对这个问题有更清晰的认识，而且尽量避免了那些“AI味”的生硬词汇。
咱们得先理清楚“长螺杆”和“短螺杆”在船舶语境下通常指的是什么。在大多数情况下，我们说“长螺杆”的船，往往指的是螺旋桨的直径比较大，或者说，它的转速相对较低。而“短螺杆”的船，就对应着螺旋桨直径小，转速高。当然，也有船体结构上的“长船体”和“短船体”，但这里我们主要聚焦在螺旋桨的尺寸和工作特性上。
好，我们开始聊聊为什么长螺旋桨的船“看起来”慢，或者说，在同等功率输出下，可能需要更高的转速才能达到同样的航速，或者同等转速下航速较低。
1. 扭矩与转速的权衡：
船舶推进系统就好比汽车的发动机和变速箱。发动机输出的功率是有限的，你可以选择让它高转速低扭矩，或者低转速高扭矩。螺旋桨也是一样，它把发动机的动力转化为推动船前进的力。
大直径螺旋桨（长螺杆）： 它的特点是，在相同的功率下，它能够以更低的转速产生更大的推力。你可以想象一下，就像你用一个很长的杠杆去撬动一块石头，虽然你推杠杆的速度不快，但用到的力气（扭矩）很大，最终能撬起石头。大直径螺旋桨的叶片面积更大，接触的水体体积也更大，所以在较低的转速下，它能“抓住”更多的水，产生更大的推力。
小直径螺旋桨（短螺杆）： 相反，小直径螺旋桨需要更高的转速才能产生相同的推力。就像你用一个短一点的杠杆，你需要更快的速度去推动它，才能跟大杠杆在同等程度上撬动石头。
所以，如果一艘船安装了大直径螺旋桨，而另一艘船安装了小直径螺旋桨，并且它们的发动机功率输出相同，那么：
大直径螺旋桨的船 会倾向于在较低的转速下工作，产生较大的推力。为了达到一个相对快的速度，它可能需要发动机“拉”到更高的功率输出，但这并不意味着它的“固有”速度上限就高。
小直径螺旋桨的船 会倾向于在较高的转速下工作，产生较小的推力。在达到一定速度时，它可能需要发动机保持更高的转速。
“看起来慢”的直观感受可能来自这里： 很多时候，我们观察一艘船的速度，会不自觉地去听它的螺旋桨转动声音，或者观察其转速表。如果一艘船的螺旋桨转速很低，但它能以不错的速度航行，这其实是效率高的表现。但如果它需要非常高的转速才能达到某个速度，就容易让人觉得“忙活半天”。
2. 效率的问题：
这里就涉及到螺旋桨的效率了。
大直径螺旋桨 通常在较低的转速下工作时，效率更高。这是因为大直径螺旋桨叶片的速度相对较低，引起的“空化”现象（螺旋桨叶片周围的水因压力过低而产生气泡，这会严重降低效率并损坏螺旋桨）的几率较小。同时，大的叶片面积可以更好地分散推力，减少水流的紊乱。
小直径螺旋桨 在高转速下工作时，效率会随着转速的增加而下降，空化问题会更突出。高转速意味着叶片尖端的速度非常快，更容易产生空化。
所以，一艘大直径螺旋桨的船，在合适的转速范围内，其实能用更少的燃料产生相同的推力，也就是更省油。但如果非要让它达到与小直径螺旋桨船同样快的速度，可能需要把发动机的功率输出推到一个相对“不那么效率”的区间，或者说，要达到同样的速度，它可能需要比小直径螺旋桨船更高的功率输出。
3. 船体设计与航速匹配：
这又是另一个非常关键的因素。螺旋桨的设计必须与船体设计和预期的航速相匹配。
慢速船/重载船（如货船、油轮）： 这些船通常需要强大的推力来克服巨大的阻力，而且它们的设计航速不高。为它们配备大直径、低转速的螺旋桨是非常合适的。这种配置能以较低的转速提供充足的推力，并且更省油。
高速船（如快艇、巡逻艇）： 这些船的设计目标就是追求速度，它们的船体设计也倾向于减少阻力。为它们配备小直径、高转速的螺旋桨更常见。高转速允许发动机以其最有效率的转速范围工作，并且小直径螺旋桨可以安装在更深的水位，减少与船体的相互影响。
所以，如果我们拿一艘典型的货船（通常配备大直径螺旋桨）和一艘典型的快艇（通常配备小直径螺旋桨）来比较，货船的“固有”航速上限确实不如快艇。但这并不是因为它的螺旋桨“慢”，而是因为它的船体设计和螺旋桨的匹配就是为了低速、重载和高效。
4. 操纵性和特定工况：
大直径螺旋桨 在低速和港口操纵时，通常表现更稳定，更易于控制。因为它产生的推力更大，能够更有效地响应舵和侧向推进器的操作。
小直径螺旋桨 在高速时性能优越，但在低速时，如果需要突然改变方向或停止，响应可能不如大直径螺旋桨那么直接有力。
总结一下：
你所说的“长螺杆的船比短螺杆的船慢”，更多的是一种现象的描述，背后是不同螺旋桨尺寸和转速带来的效率与推力特性的差异，以及这种特性如何与船体设计和航速目标相匹配。
大直径螺旋桨（长螺杆） 倾向于低转速、大扭矩、高效率（在设计工况下），适合慢速、重载的船只，它们“看起来”慢，是因为它们的设计目标不是高速。
小直径螺旋桨（短螺杆） 倾向于高转速、小扭矩、潜在的低效率（在高转速下），适合高速船只，它们能达到更高的速度。
所以，这不是说长螺杆本身是“落后”的，而是不同的技术选择是为了服务于不同的航行需求。就好比一辆坦克和一辆跑车，坦克用履带，跑车用轮胎，这是因为它们的设计用途完全不同，效率和速度的取舍也不同。
希望这样的解释能让你对这个问题有更清晰的认识，而且尽量避免了那些“AI味”的生硬词汇。
网友意见
十九世纪的发明家不懂流体力学，造出的两圈螺旋桨搅动水时许多能量被用在和推进无关的损耗上，断了一圈之后效率提升了。
题目里的故事细节是模因变异的生动样本：
1835 年，英国发明家法兰西斯·佩蒂特·史密斯（Francis Pettit Smith）申请了船舶螺旋桨的发明专利，并建造了一艘长 30 英尺、重 6 吨、六匹马力的平底船来验证。该船是用他自己的名字命名为法兰西斯·史密斯号，装有他自己设计的木制两圈螺旋桨，于 1836 年 11 月到 1837 年 9 月间在帕丁顿运河上试运行。
1837 年 2 月的一次航行中，偶然的事故造成螺旋桨损坏、只剩下一圈，史密斯发现破损的螺旋桨让船的速度从 4 英里每小时（约 6.4 千米每小时）增进为 8 英里每小时（约 13 千米每小时），他随即修改了专利。
1837 年 9 月，史密斯的小船使用改良后的单圈铁制螺旋桨，从伦敦布莱克沃尔出发，航行至肯特郡的海斯，沿途停靠于拉姆斯盖特、多佛、福克斯通等港口，9 月 25 日返回伦敦。途中，英国海军军人和官员目睹该船在暴风中航行，恢复了对海船螺旋桨推进技术的信心，鼓励史密斯建造一艘全尺寸的船来进一步验证。
1838 年，亨利·维姆斯特在伦敦建成了阿基米德号。1839 年 5 月 2 日，阿基米德号首航。5 月 15 日，阿基米德号开始第一次海上航行：从肯特郡的格雷夫森德开到朴茨茅斯。阿基米德号发挥出 10 节（约 12 英里每小时，约 19 千米每小时）的航速，并在朴茨茅斯港用速度战胜了当时英国海军最快的船 HMRC Vulcan。
阿基米德号最初安装的螺旋桨旋转时震动得很厉害，修改一次之后震动幅度减小了许多，但效率仍有很大的改进空间，那就是后话了。
题目里的故事搞混了船的名字、速度的单位，并对那个速度是什么样的缺乏基本概念。
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