普通螺旋桨的基础上,为了改善性能,更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率,发展了以下几种特种螺旋桨。简称调距桨,可按需要调节螺距,充分发挥主机功率;提高推进效率,船倒退时可不改变主机旋转方向。螺距是通过机械或液力支配桨毂中的机构转动各桨叶来调节的调距桨对于桨叶负荷变化的适应性较好,拖船和渔船上应用较多。对于一般运输船舶,可使船-机-桨处于良好的匹配状态。但调距桨的毂径比普通螺旋桨的大得多,叶根的截面厚而窄,正常操作条件下,其效率要比普通螺旋桨低,而且价格高贵,维修颐养复杂。
普通螺旋桨外缘加装一机翼形截面的圆形导管而成。此导管又称柯氏导管。导管与船体固接的称固定导管,导管被连接在转动的舵杆上兼起舵叶作用的称可转导管。导管可提高螺旋桨的推进效率,这是因为导管内部流速高、压力低,导管内外的压力差在管壁上形成了附加推力;导管和螺旋桨叶间的间隙很小,限制了桨叶尖的绕流损失;导管可以减少螺旋桨后的尾流收缩,使能量损失减少。但导管螺旋桨的倒车性能较差。固定导管螺旋桨使船舶回转直径增大,可转导管能改善船的回转性能。导管螺旋桨多用于推船。
将两个或三个普通螺旋桨装于同一轴上,以相同速度同向转动。当螺旋桨直径受限制时,可加大桨叶面积,吸收较大功率,对减振或防止空泡有利。串列螺旋桨重量较大,桨轴伸出较长,增加了布置及安装上的困难,应用较少。
将两个普通螺旋桨一前一后分别装于同心的内外两轴上,以等速反方向旋转。因可减小尾流旋转损失,效率比单桨略高,但其轴系构造复杂,大船上还未应用。⑤直叶推进器:由48片垂直的桨叶组成。直叶推进器上部呈圆盘形,桨叶沿圆盘周缘均匀安装,圆盘底与船壳板齐平相接,圆盘转动时,叶片除绕主轴转动外,还绕本身的垂直轴系摆动,从而发生不同方向的推力,所以可使船在原地回转,不必用舵转向,船倒退时也不必改变主机转向。但因机构复杂,价格高贵,桨叶易损坏,仅用于少数港务船或对支配性能有特殊要求的船上。
螺旋桨装置在轴上的方式有两种,一种是有键安装,另一种是无键安装。随着造船技术不时发展,由于螺旋桨与轴无键安装连接的结构,防止了螺旋桨轴上加工键槽而引起轴的应力集中,所以船舶越来越多使用螺旋桨无键安装,逐步替代有键安装。无键液压套合装置螺旋桨的方法,如图所示。将螺旋桨套在艉轴上,装上液压螺母,用油泵泵出的高压油经高压油管由桨毂内孔的油槽进入艉轴与螺旋桨的锥面配合处,使桨毂发生弹性变形而被胀开。与此同时,向液压螺母供给高压油,液压螺母产生向前的推力,使螺旋桨向前移动。当螺旋桨被推至规定位置时,先放去桨毂锥孔的高压油,然后再放泄液压螺母内高压油,由于桨毂弹性变形的恢复,使螺旋桨紧配在艉轴上。