船舶螺旋桨设计在国际竞争中日趋激烈,主要集中于效率和空泡性能的竞争。采用径向最佳环量分布有助于螺旋桨效率的提升,而对负荷的弦向分布是否会对效率产生影响的研究很少。而通常为提升效率降低盘面比,加剧了螺旋桨的空泡,剥蚀风险提升。本文采用不同的弦向负荷分布进行螺旋桨实例设计,分析弦向负荷分布对螺旋桨效率和空泡的影响。此外,中国船舶科学研究中心的升力面设计程序采用从三维边界条件简化得到的二维形式求解拱弧面,存在改进空间。本文将三维边界条件作为螺旋桨几何的求解方法,建立新的升力面设计程序。首先,对螺旋桨边界条件进行分析,建立采用三维边界条件的升力面设计程序,并采用原程序对新程序进行校核。结果表明在小纵倾设计条件下,两程序计算的螺旋桨几何及水动力性能差别不大。但对于大纵倾螺旋桨,应采用三维边界条件设计。其次,采用面元法程序对效率好的实例桨进行水动力预报,分析其弦向负荷分布形式。根据分析结果,建立了新的弦向负荷分布模型。然后,采用不同的弦向负荷分布对某集装箱船进行螺旋桨理论设计。对设计桨进行CFD方法水动力验证。采用面元法程序对各设计桨进行压力预报,选定试验方案。并对选定方案进行非定常面元法压力预报。最后,把最终确定的方案进行桨模加工,在中国船舶科学研究中心的循环水槽对桨模进行船后水动力试验和空泡试验。结果表明弦向负荷分布对效率无明显的影响,但对空泡影响较为显著。因此,在剥蚀风险较大的外半径,可以采用新建立的弦向负荷分布形式,以提升空泡强度使其破裂在叶片区外,可能降低螺旋桨的剥蚀风险。