瑞典船舶設(shè)計(jì)與管理公司W(wǎng)allenius Marine正在與瑞典皇家理工學(xué)院(KTH)以及SSPA公司聯(lián)合開展一項(xiàng)風(fēng)帆動力汽車運(yùn)輸船(wPCC)研發(fā)項(xiàng)目，并推出了名為Oceanbird的概念船型，號稱是全球最大的風(fēng)帆動力貨船，預(yù)計(jì)將于2024年投入運(yùn)營。

Oceanbird船長200米，寬40米，平均航速10節(jié)，最高航速可達(dá)16節(jié)，安裝5臺可升降翼帆裝置，同時(shí)配備一臺輔助發(fā)動機(jī)，可在12天內(nèi)穿越大西洋，可運(yùn)載7000輛汽車，也能裝載又高又重的散裝貨物，相比現(xiàn)有船舶，碳排放可將降低90%。

Wallenius Marine表示，Oceanbird的故事最早可以追溯到10年前，當(dāng)時(shí)該公司已經(jīng)啟動了零排放項(xiàng)目。Oceanbird的概念設(shè)計(jì)開發(fā)始于2017年，公司從這時(shí)開始研究與翼帆裝置(Wing rigs)協(xié)調(diào)的空氣動力學(xué)高效船體，早期設(shè)計(jì)的翼帆是4臺，目前改為5臺。

隨后，Wallenius Marine將翼帆重新設(shè)計(jì)為伸縮式解決方案，可以通過上下推動各個(gè)部分來調(diào)整風(fēng)帆的高度，這種設(shè)計(jì)具有許多優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固，可以在強(qiáng)風(fēng)環(huán)境和港口快速克服風(fēng)力，可以從橋下通過，還可以節(jié)省甲板空間。如果船舶只需要少量動力，則無需暴露整個(gè)風(fēng)帆。從航行性能的角度來看，伸縮式解決方案也更加高效。

翼帆由鋼和復(fù)合材料制成，可360度旋轉(zhuǎn)以最佳方式捕獲風(fēng)力。當(dāng)船舶需要在橋下通行或者遭遇強(qiáng)風(fēng)需要減少翼帆表面以降低速度時(shí)，伸縮式結(jié)構(gòu)可將翼帆裝置高度從105米降到45米。

與傳統(tǒng)風(fēng)帆相比，翼帆不僅與飛機(jī)機(jī)翼有更多共同點(diǎn)，而且它們還以非常復(fù)雜的方式與船體相互作用。這意味著可以非常有效地利用風(fēng)力，船體和翼帆的不同部分緊密配合，從而提高船舶性能。

為了了解外海大氣-地面邊界層(水面上空0-250米)的風(fēng)力特征，Wallenius Marine與 KTH、SSPA一起在 wPCC項(xiàng)目中進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。2019年秋季，研究團(tuán)隊(duì)在一艘遠(yuǎn)洋船的甲板上安裝了激光測量設(shè)備，能夠測量到翼帆運(yùn)行處(船舶甲板上方300米)甲板的風(fēng)速和風(fēng)向。

瑞典皇家理工學(xué)院的學(xué)生制作了一個(gè)7米長的Oceanbird模型。2020年5月，學(xué)生們駕駛模型前往斯德哥爾摩北部的 Viggbyholm船艇俱樂部。他們在此處進(jìn)行了傾斜試驗(yàn)，還測試了電機(jī)部件和船舵。

2020年，SSPA在其拖曳水箱中對Oceanbird模型進(jìn)行了多次測試。早些時(shí)候，Wallenius Marine進(jìn)行了多次計(jì)算機(jī)模擬，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有待確認(rèn)。模型在水下表現(xiàn)良好。研究團(tuán)隊(duì)在模型后面看到了一個(gè)平滑的波浪圖案，這表明阻力很低，船體是有效的。幾個(gè)月后，SSPA又將模型暴露在洶涌的波浪中，測試其是否能保持穩(wěn)定。

2021年2月，航運(yùn)公司W(wǎng)allenius Wilhelmsen宣布計(jì)劃訂造首支Oceanbird概念船，這艘基于Oceanbird概念的滾裝船被命名為Orcelle Wind。同時(shí)，Wallenius Marine也在繼續(xù)開發(fā)Oceanbird概念的其他船型。

編譯自Wallenius Marine 圖源/Wallenius Marine