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輕量化碳中和汽車運輸帆船,翼帆采用玻璃纖維增強復合材料

2023-07-24 來源:Oceanbird 瀏覽數:893

輕量化碳中和汽車運輸帆船,翼帆采用玻璃纖維增強復合材料

  
     瑞典航運公司Wallenius Wilhelmsen計劃從2027年起推出Orcelle Wind號,作為世界上第一艘大型現代貨輪,在至少90%的航程中完全由風力驅動。
  
  到目前為止,風力發電充其量被視為海洋世界的一種輔助推進力?,F在,第一次計劃建造一艘幾乎完全沒有傳統發動機的汽車運輸帆船。
  
  咋一看,Orcelle Wind號就像一艘用于運輸多達7000輛新客車的常規船舶。只有經過航空和流體力學優化的船頭以及流線型的指揮橋可以表明,這艘220米長的特殊貨船其實是很特別的。事實上,這個漂浮的高層車庫只有在離開港口后不久才顯示出其真正的特征。從上層甲板,四對--最多可能是六對--40米高的表面形狀像飛機的機翼,利用風作為驅動力,垂直擺動到天空。這個場景仍然是一個視頻動畫,但是從2027年開始,亞洲、歐洲和美國之間的海上航線上的行動將成為現實。瑞典航運公司Wallenius Wilhelmsen希望從2027年開始推出Orcelle Wind號,作為世界上第一艘完全由風力驅動的大型現代貨船,在其至少90%的航線上使用。
  
  自從國際航運業認識到氣候保護的重要性,并確定了替代化石燃料的方向后,全世界對風力推進的興趣越來越大。項目組合和已經實現的項目包括從經典的帆船和放置在甲板上的Flettner轉子到帶有剛性船翼的超現代翼帆結構。七年前,大眾汽車集團已經表達了對這項技術的興趣,并委托設計了一個主要由風力驅動的汽車運輸船的概念 - 但 "Ecoliner"項目在2017年再次中斷,因為總部設在沃爾夫斯堡的集團因柴油丑聞而遇到了大麻煩。
  
  當時,世界上最大的汽車運輸航運公司Wallenius Wilhelmsen已經在自己的造船公司Wallenius Marine中為尋找無排放的船舶推進系統工作了7年;Orcelle Wind的想法是在2015年從初級工程師Carl-Jo-han Söder的草圖中誕生的。從那時起,一個包括斯德哥爾摩皇家理工學院和Wallenius Marine與瑞典技術集團Alfa Laval的合資企業在內的財團一直在為這個雄心勃勃的項目工作。
  
  該項目由歐盟資助900萬歐元,其核心是所謂的翼帆系統,它是形狀像飛機機翼的固體。最初,工程師和物理學家計劃有四個帆面,每個50米高,可以通過液壓無級延伸到100米的高度。但是,用一艘模型船進行的初步測試顯然表明,翼帆可以延伸到高達100米的高度。但是,用一艘模型船進行的初步測試也揭示了技術上的弱點--除其他外,極高的結構影響了船舶的穩定行為。此外,經過仔細檢查,甲板上和甲板下的可伸縮硬帆所需的空間被證明太大。
  
  2022年4月,開發商提出了一種全新的帆系統方法:他們將甲板以上的高度降低到40米,免除了可展開性,將帆分為兩塊,相互補充 - 類似于現代游艇的主帆和前帆。前面的部分可以移動180度。完全伸展后,整個帆的下緣長度約為14米;在強風中,"頭帆"可以完全折疊起來。此外,帆的兩個部分的位置都可以調整,以適應航線和風向。
  
  航運的選擇:貨船可以加裝船帆。根據設計者的說法,新的風帆發展應該可以使傳統上由柴油機驅動的貨船裝備翼帆作為額外的推進力。根據開發者的計算,一個帆可以使傳統的汽車運輸船每年減少48萬升至68萬升的柴油消耗,約占總消耗量的7%至10%。這種期望是否現實,將在明年春天見分曉。
  
  Wallenius Wilhelmsen公司目前正準備為自己船隊中的130艘汽車運輸船中的一艘配備測試帆。在試運行期間,工程師們還想在實際條件下收集關于輕量化結構耐久性的經驗,這些輕量化結構是用來建造翼帆的。翼帆的核心將由回收的PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)制成,其外部將涂有一層薄薄的玻璃纖維增強復合材料。
  
  90%的遠洋航行使用風作為免費的燃料。在傳統船舶測試成功后,預計將于2026年開始建造Orcelle Wind號。然而,這艘船有望以90%的風力作為燃料運行的事實,不僅要歸功于甲板上優化的風帆。設計師們特別關注船舶在水下的區域--他們目前正在確定牽引槽測試中的最佳船體形狀。此外,Orcelle Wind號的座右銘將是:"寧靜致遠"。新的汽車運輸船預計將以9節至10節(約17公里/小時至19公里/小時)的速度行駛,這最多是該類型傳統貨船的一半。
 
  
  Orcelle Wind號的船帆形狀像翅膀

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