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全球最大风帆动力货船是如何诞生的?

2021-08-13 07:59:27
来源:中国船检 编辑: 国际船舶网 我有话要说

瑞典船舶设计与管理公司Wallenius Marine正在与瑞典皇家理工学院(KTH)以及SSPA公司联合开展一项风帆动力汽车运输船(wPCC)研发项目,并推出了名为Oceanbird的概念船型,号称是全球最大的风帆动力货船,预计将于2024年投入运营。

Oceanbird船长200米,宽40米,平均航速10节,最高航速可达16节,安装5台可升降翼帆装置,同时配备一台辅助发动机,可在12天内穿越大西洋,可运载7000辆汽车,也能装载又高又重的散装货物,相比现有船舶,碳排放可将降低90%。

Wallenius Marine表示,Oceanbird的故事最早可以追溯到10年前,当时该公司已经启动了零排放项目。Oceanbird的概念设计开发始于2017年,公司从这时开始研究与翼帆装置(Wing rigs)协调的空气动力学高效船体,早期设计的翼帆是4台,目前改为5台。

随后,Wallenius Marine将翼帆重新设计为伸缩式解决方案,可以通过上下推动各个部分来调整风帆的高度,这种设计具有许多优点:结构更坚固,可以在强风环境和港口快速克服风力,可以从桥下通过,还可以节省甲板空间。如果船舶只需要少量动力,则无需暴露整个风帆。从航行性能的角度来看,伸缩式解决方案也更加高效。

翼帆由钢和复合材料制成,可360度旋转以最佳方式捕获风力。当船舶需要在桥下通行或者遭遇强风需要减少翼帆表面以降低速度时,伸缩式结构可将翼帆装置高度从105米降到45米。

与传统风帆相比,翼帆不仅与飞机机翼有更多共同点,而且它们还以非常复杂的方式与船体相互作用。这意味着可以非常有效地利用风力,船体和翼帆的不同部分紧密配合,从而提高船舶性能。

为了了解外海大气-地面边界层(水面上空0-250米)的风力特征,Wallenius Marine与 KTH、SSPA一起在 wPCC项目中进行了一系列实验。2019年秋季,研究团队在一艘远洋船的甲板上安装了激光测量设备,能够测量到翼帆运行处(船舶甲板上方300米)甲板的风速和风向。

瑞典皇家理工学院的学生制作了一个7米长的Oceanbird模型。2020年5月,学生们驾驶模型前往斯德哥尔摩北部的 Viggbyholm船艇俱乐部。他们在此处进行了倾斜试验,还测试了电机部件和船舵。

2020年,SSPA在其拖曳水箱中对Oceanbird模型进行了多次测试。早些时候,Wallenius Marine进行了多次计算机模拟,实验结果有待确认。模型在水下表现良好。研究团队在模型后面看到了一个平滑的波浪图案,这表明阻力很低,船体是有效的。几个月后,SSPA又将模型暴露在汹涌的波浪中,测试其是否能保持稳定。

2021年2月,航运公司Wallenius Wilhelmsen宣布计划订造首支Oceanbird概念船,这艘基于Oceanbird概念的滚装船被命名为Orcelle Wind。同时,Wallenius Marine也在继续开发Oceanbird概念的其他船型。

编译自Wallenius Marine 图源/Wallenius Marine

 

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