风来了，日本商船三井与大岛造船建成首个硬翼帆风力推进系统

2022年2月1日，日本商船三井和大岛造船宣布，共同开发的硬翼帆式风力推进系统在大岛造船制造完成。据 道，这是双方建成的首个硬翼帆风力推进系统。

这是商船三井与大岛造船主导的“Wind Challenger”项目的关键技术，通过可伸缩的硬翼帆利用风能作为额外推进力。与同等级别的传统船舶相比，能够减少船舶温室气体排放量5%-8%。该装置能够根据风的强度在4个阶段中进行自动伸缩，并可以自动旋转以调整到可以充分利用风力的方向。未来，船上将可以选择安装1至8个风帆装置，如果搭载4个风帆装置最多将能够减少30%的能源消耗。

该硬翼帆系统将安装在目前大岛造船正在建造的一艘散货船上，该船全长235米，宽43米，载重量99000吨，预计2022年秋季投入运营。之后将逐渐扩大到油船及其他船型上。

那么，目前有的风力推进系统还有那些呢？各自又有何特点呢？

旋筒帆

旋筒帆由可以旋转的转筒和转筒两端的端板构成，其原理为玛格努斯效应，即圆柱体在流动的气流中转动时，会产生一个垂直于气流方向的横向力，推动船舶前进。芬兰辅助风力推进系统供应商挪世航力(Norsepower)公司的辅助风力推进技术，它是一种完全自动化的方案，在探测到风力足够强劲时，会自动启动旋筒风帆，减少污染排放。

2021年1月，Norsepower公司 道称，成功为Sea-Cargo公司安装了两套35米高的复合材料旋转筒帆，这是世界上第一套可倾斜的旋转筒帆，可以在高度受限的航线上帮助船舶顺利通过，同时复合材料解决方案还可以节省燃料、降低碳排放，使客户受益。

翼型风帆

翼型风帆剖面与机翼相似，按其剖面形状可分为层流型、圆弧型、普通型、卧背型等，常见的包括矩形帆和三角形帆，可采用液压装置对风帆的展缩与角度进行控制。

伸缩风帆

随着技术研发的推进，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。从航行性能角度来看，伸缩式解决方案也更加高效。该设计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。

天帆

天帆形似风筝，由牵引绳索与船体相连，下挂控制吊舱，装有控制器件与驱动器件，以控制风帆飞行姿态，是专门为现代商船开发的技术，其优点在于可有效利用上层稳定而强劲的风力，且不占用甲板面积，不影响船舶主尺度。

2007年，全球第一艘用巨型风筝拉动的货轮“白鲸天帆”号(Beluga SkySails)在德国汉堡的一个港口下水。这种高科技风帆能以风力辅助发动机运转，能减少10%到35%的耗油量。该系统的主体就是一个超轻合成纤维制成的巨型风筝，它被固定在一根高15米的桅杆上，面积为160平方米，能在电脑的控制下，从100米升至最高300米，并随时变换角度，以捕捉最强劲的风力，拉动万吨巨轮前行，令发动机运转降至低速，减少燃料消耗。

Ventifoil吸力翼帆

荷兰船舶设计公司科诺国际公司(Conoship International Projects)开发了一种新型柴油-电力的3600载重吨的普通货船，可使用风力推进和未来燃料推进。

Ventifoil吸力翼帆是一种非旋转翼面，它的前缘可以自动调整到相对于风的最佳角度。翼帆的外形利用空气动力学来产生推动船舶的推力。他们安装了可伸缩的翼形帆，可以直接装到露天甲板的船体结构上，也可以装在箱体内。如果天气海况不佳，则可以收回。

三桅传统顶帆

新兴的货运公司Sailcargo的全球最大零排放船舶Ceiba，当2023年投入运营时，将成为世界上最大的、清洁的海运货船。

Ceiba是一艘三桅传统顶帆多桅船，正在哥斯达黎加的全球首个再生造船厂建造。Ceiba将配备一个辅助电动发动机，以最大限度地提高可靠性和效率。这些电动发动机将能够使用绿色氢燃料电池和由可变螺距螺旋桨再生的电池组合。

Ceiba长45米，横梁为8米，它将拥有一个100%的电动发动机，并将与太阳能电池、面板和风力涡轮机相结合，使所有辅助动力100%可再生。这艘船的整个推进系统将运行无排放，因为它的两个变桨距螺旋桨在航行时既是推进工具，又是发电机。该引擎由Sigma Plus Associates公司设计，在机动或无风时为船舶提供动力。