最近,小辣椒在網(wǎng)上沖浪的時(shí)候看到個(gè)新鮮事,說是國內(nèi)有油輪用上了風(fēng)帆助力。
(資料圖片僅供參考)
這還真讓我楞了一下,現(xiàn)在大船為什么都不用帆了呢,難道是不屑用風(fēng)能?
嚴(yán)格來說,還真是的。
近代以來,人類掌握的動(dòng)力裝置不斷發(fā)展,從蒸汽機(jī)到燃油引擎,甚至核動(dòng)力輪番出場,帆船就沒了往日榮光。
最主要的就是因?yàn)樵诮^大多數(shù)時(shí)候,風(fēng)速甚至還沒現(xiàn)代動(dòng)力船只開得快。
除了速度原因,風(fēng)帆被淘汰還因?yàn)樗?strong>實(shí)在太不穩(wěn)定。
比如說在商業(yè)貨運(yùn)中,一般都是點(diǎn)對點(diǎn)的運(yùn)輸,對時(shí)間要求非常高,一旦超時(shí)抵達(dá)就需要支付高昂的港口費(fèi)用等等。
但是風(fēng)這玩意大家也懂,你想往左,它偏偏往右吹,等你想加速,它反而風(fēng)平浪靜。
這就會(huì)導(dǎo)致本來畫好的線路挺直的,但為了“ 御風(fēng) ”就得瘋狂兜圈子借力,這不開玩笑嗎?
除了風(fēng)力不可控之外,還有個(gè)很大的問題是:人比油貴。
現(xiàn)代貨船,即使是巨大的貨船,也基本上都是由十幾名骨干組成的船員運(yùn)行——他們剛好足以保持 24 小時(shí)輪班值班,如果船上裝了大量的風(fēng)帆,控制、起降就需要更多的船員,這背后所需要付出的人力成本又會(huì)大大提高。
那作為一名船東,我直接買油更省錢也更省事,風(fēng)帆也就雞肋了。
但最近,形勢好像逆轉(zhuǎn)了。
主要原因就是國際碳中和的大勢襲來。
而海運(yùn)業(yè)是出了名的高污染、高排放。
根據(jù)聯(lián)合國國際海事組織的數(shù)據(jù),如果把全球海運(yùn)看成一個(gè)國家,它就是全世界第六大的碳排放國。
不僅如此,除了碳排放,航運(yùn)業(yè)還排放著占據(jù)全球排放總量18-30%的一氧化二氮、9% 的硫氧化物。
在這個(gè)全民環(huán)保的年代,是妥妥的頭等整改對象。
于是,在 2018 年時(shí),國際海事組織( IMO)就采取了一系列強(qiáng)制性措施來控制國際航運(yùn)的碳排放,甚至對一些高污染的船只判“ 死刑 ”。
這下逼得船廠們什么招都要用上了。
有很多中小型海運(yùn)公司紛紛用上了傳統(tǒng)帆船。
2010 年,木制純帆船 Tres Hombres 載著
荷蘭人道主義組織為海地人民提供的抗震救災(zāi)物資抵港 ▼
這種復(fù)古設(shè)備小打小鬧還可以,你要讓動(dòng)輒幾千噸,橫跨個(gè)大洋的巨輪用風(fēng)帆未免不太實(shí)際。
所以大航運(yùn)公司們,就在玩更高級(jí)的帆船。
像前面說的我國的“ 新伊敦 ”上,用的就是其中的一種:硬質(zhì)翼形風(fēng)帆。
這個(gè)硬質(zhì)翼形帆聽名字就知道和飛機(jī)機(jī)翼長得很像,助推原理也類似。
根據(jù)伯努利定律,氣流繞過翼型時(shí)流速大的地方流體壓強(qiáng)較小,流速小的地方壓強(qiáng)較大。
所以翼型的上下表面由于流速的不同產(chǎn)生了壓差。
通過這種壓差就能給船前進(jìn)提供助力。
這種翼型帆別的不說,起碼看著還挺像帆,但下面這些就離譜了。
比如這個(gè)用風(fēng)箏在前面拖著船跑。
雖然看著魔幻,但這風(fēng)箏拉船是實(shí)打?qū)嵉那把匦驴萍?,目前流行的是由法國公?Airseas 研發(fā)的 Seawing 系統(tǒng)。
系統(tǒng)的主要部分翼傘風(fēng)箏部分,會(huì)在 200米 的高度左右捕風(fēng),整個(gè)風(fēng)箏有 500-1000 平方米的大小,它會(huì)以超過 100 公里/小時(shí)( 62 英里/小時(shí) )的速度劃著一條 8 字形軌跡。
通過控制界面能夠一鍵控制 Seawing 的動(dòng)作,系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)氣候、風(fēng)向等情況優(yōu)化船舶航線,準(zhǔn)時(shí)到港,大大減少了傳統(tǒng)帆的人力需求。
據(jù) Airseas 介紹,這套系統(tǒng)平均可以減少 20% 的排放和燃料消耗,而且?guī)缀蹩梢赃m配任何商業(yè)船舶。
除了這些,還有個(gè)更賽博朋克的轉(zhuǎn)筒帆,看著就像是兩個(gè)煙囪矗在船上,但長這樣的轉(zhuǎn)筒帆,居然還是目前最成熟的風(fēng)帆技術(shù)。。。
早在 1920 年代,轉(zhuǎn)筒帆就在技術(shù)上得到了論證。
轉(zhuǎn)筒帆利用的物理學(xué)原理叫做馬格努斯效應(yīng)。
簡單來說就是,當(dāng)球體的旋轉(zhuǎn)方向與氣流方向相同時(shí),在該球體的一側(cè)產(chǎn)生低壓,另一側(cè)產(chǎn)生高壓,出現(xiàn)壓力差就會(huì)有動(dòng)力。
這種情況在足球場上就經(jīng)常見到,什么一腳天外飛仙的“ 香蕉球 ”用的就是馬格努斯效應(yīng)。
所以,實(shí)際操作上就是讓大煙囪也就是轉(zhuǎn)筒帆,根據(jù)不同風(fēng)向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)周圍氣體一起轉(zhuǎn)起來。
再根據(jù)馬格努斯效應(yīng),就會(huì)有源源不斷推著船前進(jìn)的動(dòng)力了。
這么看起來,風(fēng)帆研究熱熱鬧鬧的,可實(shí)際上風(fēng)帆上船的還是少數(shù)。
據(jù)貿(mào)易組織國際風(fēng)船協(xié)會(huì)估計(jì),到今年年底,也只有 25 艘商船( 包括 2022 年交付的 7 艘 )使用風(fēng)力創(chuàng)新技術(shù),而全球商運(yùn)船只總量在 2021 年就超過了 10 萬艘。
目前困擾風(fēng)帆大踏步進(jìn)場的還是成本問題,就連最成熟的轉(zhuǎn)筒帆收回布置風(fēng)帆花掉的成本都得七八年時(shí)間,要不是行業(yè)協(xié)會(huì)的規(guī)定,風(fēng)帆的前景還真不容樂觀。
不過要我說,帆船文藝復(fù)興總歸是人類科技還沒到,這段時(shí)間將就著用用得了。
等真的新科技發(fā)展出了,貨輪有更好的更清潔的動(dòng)力方式,誰還稀罕費(fèi)這功夫呢?
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