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轻量化碳中和汽车运输帆船,翼帆采用玻璃纤维增强复合材料
到目前为止,风力发电充其量被视为海洋世界的一
种辅助推进力。现在,第一次计划建造一艘几乎完全没
有传统发动机的汽车运输帆船。咋一看,Orcelle Wind
号就像一艘用于运输多达 7000 辆新客车的常规船舶。只
有经过航空和流体力学优化的船头以及流线型的指挥桥
可以表明,这艘 220 米长的特殊货船其实是很特别的。
事实上,这个漂浮的高层车库只有在离开港口后不
久才显示出其真正的特征。从上层甲板,四对 -- 最多可
能是六对 --40 米高的表面形状像飞机的机翼,利用风作
为驱动力,垂直摆动到天空。这个场景仍然是一个视频动画,但是从 2027 年
开始,亚洲、欧洲和美国之间的海上航线上的行动将成为现实。瑞典航运公司
Wallenius Wilhelmsen 希望从 2027 年开始推出 Orcelle Wind 号,作为世
界上第一艘完全由风力驱动的大型现代货船,在其至少 90% 的航线上使用。
自从国际航运业认识到气候保护的重要性,并确定了替代化石燃料的方向
后,全世界对风力推进的兴趣越来越大。项目组合和已经实现的项目包括从
经典的帆船和放置在甲板上的 Flettner 转子到带有刚性船翼的超现代翼帆结
构。七年前,大众汽车集团已经表达了对这项技术的兴趣,并委托设计了一个
主要由风力驱动的汽车运输船的概念 - 但 \"Ecoliner\" 项目在 2017 年再次
中断,因为总部设在沃尔夫斯堡的集团因柴油丑闻而遇到了大麻烦。当时,世
界上最大的汽车运输航运公司 Wallenius Wilhelmsen 已经在自己的造船公
司 Wallenius Marine 中为寻找无排放的船舶推进系统工作了 7 年;Orcelle
Wind 的想法是在 2015 年从初级工程师 Carl-Jo-han Söder 的草图中诞生的。
从那时起,一个包括斯德哥尔摩皇家理工学院和 Wallenius Marine 与瑞典技
术集团 Alfa Laval 的合资企业在内的财团一直在为这个雄心勃勃的项目工作。
该项目由欧盟资助 900 万欧元,其核心是所谓的翼帆系统,它是形状像飞
种辅助推进力。现在,第一次计划建造一艘几乎完全没
有传统发动机的汽车运输帆船。咋一看,Orcelle Wind
号就像一艘用于运输多达 7000 辆新客车的常规船舶。只
有经过航空和流体力学优化的船头以及流线型的指挥桥
可以表明,这艘 220 米长的特殊货船其实是很特别的。
久才显示出其真正的特征。从上层甲板,四对 -- 最多可
能是六对 --40 米高的表面形状像飞机的机翼,利用风作
机机翼的固体。最初,工程师和物理学家计划有四个帆面,每个 50 米高,可
以通过液压无级延伸到 100 米的高度。但是,用一艘模型船进行的初步测试
显然表明,翼帆可以延伸到高达 100 米的高度。但是,用一艘模型船进行的
初步测试也揭示了技术上的弱点 -- 除其他外,极高的结构影响了船舶的稳定
行为。此外,经过仔细检查,甲板上和甲板下的可伸缩硬帆所需的空间被证
明太大。2022 年 4 月,开发商提出了一种全新的帆系统方法:他们将甲板以
上的高度降低到 40 米,免除了可展开性,将帆分为两块,相互补充 - 类似
于现代游艇的主帆和前帆。前面的部分可以移动 180 度。完全伸展后,整个
帆的下缘长度约为 14 米;在强风中,\" 头帆 \" 可以完全折叠起来。此外,帆
的两个部分的位置都可以调整,以适应航线和风向。
航运的选择:货船可以加装船帆。根据设计者的说法,新的风帆发展应
该可以使传统上由柴油机驱动的货船装备翼帆作为额外的推进力。根据开发
者的计算,一个帆可以使传统的汽车运输船每年减少 48 万升至 68 万升的柴
油消耗,约占总消耗量的 7% 至 10%。这种期望是否现实,将在明年春天见分
晓。Wallenius Wilhelmsen 公司目前正准备为自己船队中的 130 艘汽车运
输船中的一艘配备测试帆。在试运行期间,工程师们还想在实际条件下收集
关于轻量化结构耐久性的经验,这些轻量化结构是用来建造翼帆的。翼帆的
核心将由回收的 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成,其外部将涂有一层薄
薄的玻璃纤维增强复合材料。
90%的远洋航行使用风作为免费的燃料。在传统船舶测试成功后,预计
将于 2026 年开始建造 Orcelle Wind 号。然而,这艘船有望以 90% 的风力
作为燃料运行的事实,不仅要归功于甲板上优化的风帆。设计师们特别关注
船舶在水下的区域 - - 他们目前正在确定牵引槽测试中的最佳船体形状。此外,
Orcelle Wind 号的座右铭将是:\" 宁静致远 \"。新的汽车运输船预计将以 9
节至 10 节(约 17 公里 / 小时至 19 公里 / 小时)的速度行驶,这最多是该
类型传统货船的一半。(来源:Oceanbird)