全球最大風帆動力貨船是如何誕生的？

瑞典船舶設計與管理公司Wallenius Marine正在與瑞典皇家理工學院(KTH)以及SSPA公司聯合開展一項風帆動力汽車運輸船(wPCC)研發項目，并推出了名為Oceanbird的概念船型，號稱是全球最大的風帆動力貨船，預計將于2024年投入運營。

Oceanbird船長200米，寬40米，平均航速10節，最高航速可達16節，安裝5臺可升降翼帆裝置，同時配備一臺輔助發動機，可在12天內穿越大西洋，可運載7000輛汽車，也能裝載又高又重的散裝貨物，相比現有船舶，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，當時該公司已經啟動了零排放項目。Oceanbird的概念設計開發始于2017年，公司從這時開始研究與翼帆裝置(Wing rigs)協調的空氣動力學高效船體，早期設計的翼帆是4臺，目前改為5臺。

隨后，Wallenius Marine將翼帆重新設計為伸縮式解決方案，可以通過上下推動各個部分來調整風帆的高度，這種設計具有許多優點：結構更堅固，可以在強風環境和港口快速克服風力，可以從橋下通過，還可以節省甲板空間。如果船舶只需要少量動力，則無需暴露整個風帆。從航行性能的角度來看，伸縮式解決方案也更加高效。

翼帆由鋼和復合材料制成，可360度旋轉以最佳方式捕獲風力。當船舶需要在橋下通行或者遭遇強風需要減少翼帆表面以降低速度時，伸縮式結構可將翼帆裝置高度從105米降到45米。

與傳統風帆相比，翼帆不僅與飛機機翼有更多共同點，而且它們還以非常復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)的風力特征，Wallenius Marine與 KTH、SSPA一起在 wPCC項目中進行了一系列實驗。2019年秋季，研究團隊在一艘遠洋船的甲板上安裝了激光測量設備，能夠測量到翼帆運行處(船舶甲板上方300米)甲板的風速和風向。

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

2020年，SSPA在其拖曳水箱中對Oceanbird模型進行了多次測試。早些時候，Wallenius Marine進行了多次計算機模擬，實驗結果有待確認。模型在水下表現良好。研究團隊在模型后面看到了一個平滑的波浪圖案，這表明阻力很低，船體是有效的。幾個月后，SSPA又將模型暴露在洶涌的波浪中，測試其是否能保持穩定。

2021年2月，航運公司Wallenius Wilhelmsen宣布計劃訂造首支Oceanbird概念船，這艘基于Oceanbird概念的滾裝船被命名為Orcelle Wind。同時，Wallenius Marine也在繼續開發Oceanbird概念的其他船型。

編譯自Wallenius Marine 圖源/Wallenius Marine