旋转风帆助力重振风力航运

百年概念弗莱特纳旋翼,因托运人削减燃料而获得新生

布考号货船的创新旋翼。

Getty Images

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1926年,一艘名为布考号的货船跨越大西洋,船上装有看似两个高耸烟囱的装置。但这些高耸的圆柱体实际上是从风中获取动力。它们被称为弗莱特纳旋翼,是德国工程师安东·弗莱特纳的一项令人惊讶的新发明(当时曾在《大众科学》上报道)。当风垂直于船的航向时,马达旋转圆柱体,使其朝前的侧面与风向相同;这种运动使空气更快地流过前表面,并在后方减速,产生压力差,推动船舶前进。旋转风帆提供了净能量增益——但在它们被广泛采用之前,大萧条爆发了,随后是第二次世界大战。像电动汽车一样,弗莱特纳旋翼将被弃用近一个世纪,转而使用化石燃料。

现在,随着托运人面临越来越大的压力,需要削减成本和碳排放,这个概念再次获得机会。一个引人注目的例子是,12,000总吨位的货船SC Connector正在增加35米高的弗莱特纳旋翼,当船舶通过桥梁或电力线下方时,旋翼可以倾斜到接近水平。新型旋翼需要电力才能旋转,但制造商 Norsepower 表示,它们仍然可以节省高达 20% 的燃料消耗,并减少 25% 的排放。

据瑞典非营利研究机构 SSPA 称,SC Connector 是预计到今年年底将在世界各地运营的越来越多的旋翼助推船舶之一。造船商也在采用其他风力推进技术,例如风筝式风帆。但 SSPA 团队负责人、研究弗莱特纳旋翼性能的海军建筑师索菲亚·维尔纳表示,弗莱特纳旋翼正在最早被采用。船舶可以很容易地进行改造,实际上只需一夜之间,即可通过一个开关启动旋翼。“这是一个非常简单的解决方案,易于理解且安全,”维尔纳说。“它也非常醒目,这对营销很有好处。”


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联合国国际海事组织已设定了涉及船用燃料的雄心勃勃的脱碳目标,欧盟目前正在资助旋翼研究。国际风帆协会表示,气候压力和易于安装使风力发电系统成为一个有吸引力的选择。“在 1920 年代,很多人希望看到风能消亡,因为他们从燃料中赚了很多钱,”该组织秘书长加文·奥尔赖特说。“今天仍然如此。我无法向您出售单位的风。我所看好的是,当我们面临重大的脱碳问题时,[替代燃料] 具有巨大的潜力,但还需要 5 到 10 年才能得到验证。风能,我们今天就可以安装在船上。”

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