中远“风翼船”通过实船应用验证

                        

图为安装风翼的“鹏龙”轮

国内首艘安装“风翼”的散货船不久之后就将航行在大海上。

据中远集团消息，由中国远洋运输（集团）总公司牵头，在中船重工702所、大连海事大学、武汉理工大学等参研单位的通力合作下，经过3年的努力攻关，中远集团申报的国家863计划“大型远洋船-风翼柴油机混合动力低碳控制技术研究”项目实现了风翼助航关键技术的突破，风翼样机已通过实船应用验证，获得了丰富的试验数据，达到了项目预期效果，并于近期顺利通过了科技部组织专家对课题进行的技术评审验收。

据了解，2014年12月17日，“鹏龙”轮在南通中远船务进行风翼安装。“鹏龙”轮风翼安装工程技术难度大、风险高，且由于租约限制，该项目安装时间只有15天。为按期保质完成工程，南通中远船务生产、经营、技术等相关人员提前介入，克服图纸设计审核不符合船级社要求等困难，夜以继日，攻坚克难，仅用9 天时间就圆满完成一对最大伸展高度为20米的可伸缩式风翼的安装，实船应用验证有效降低了该船的能耗。

近年来，随着国际环保法规标准的不断提高，航运业面临着越来越紧迫的节能减排压力。作为我国航运业的排头兵，中国远洋运输（集团）总公司一直十分重视发展绿色航运，在促进我国海运业转型升级等方面发挥着重要作用。2012年，中国远洋运输（集团）总公司在认真总结前期项目研究成果的基础上，站在行业角度，瞄准国内外航运市场急需，牵头组织申报了国家863计划“大型远洋船-风翼柴油机混合动力低碳控制技术研究”项目。

在中国远洋运输（集团）总公司的精心组织及中船重工702所、大连海事大学、武汉理工大学等参研单位的通力合作下，经过3年的努力攻关，按照项目任务书的要求，已经完成了研究内容，于近期顺利通过了科技部组织专家对课题进行的技术评审验收。

一、实现了船舶应用新能源的突破。
项目的研究目标特别是实船验证的圆满完成，实现了我国远洋船舶风能应用研究的突破，其示范作用将推动我国风能助推技术的发展及推广应用，并带动我国绿色船舶技术取得新的突破。

二、实现了船舶节能应用效果的突破。
该项目以中散集团5万吨级散货船“鹏龙”轮为目标船，创新地提出了基于机翼理论的“风翼柴油机混合动力船舶”新概念，开展了风翼样机结构设计、控制系统设计等研究工作，制定了科学有效的风翼样机施工建造及装船方案，高质量地完成了样机建造、系统装船和调试。研究论证，在满足船舶航行性能要求的条件下，可达到节能5%-10%的目标，节能效果经济可行。

三、实现了风翼助航关键技术的突破。
为远洋船舶清洁能源利用提供了技术支撑，填补了国内空白。项目取得了丰硕的研究成果，共编写了近30篇研究报告及技术图纸，发表论文20余篇，专利10余项。

“风翼船”项目将为促进我国“绿色航运”和“绿色船舶”产业的形成并带动相关上下游产业的发展、为我国从“航运大国”和“造船大国”向“航运强国”和“造船强国”的转型、为提升我国在国际航运界在环保领域中的话语权奠定前期研究基础。


相关信息

船舶风动力系统发展近况
航运业目前正面临着许多挑战，比如较高的燃油成本、运力供大于求，以及越来越多的排放控制区和更严格的环保法规等。这些挑战无疑给船东、运营商、设计建造单位带来了很大压力，不过同时也反过来催生出了大量先进的节能环保技术。其中，改进动力系统可谓是众多的新技术、新产品中最能解决问题的方法之一，如近期较热门的LNG燃料、电力推进等。此外，作为一种“原始”的动力，风能也在逐渐回归人们的视野。

曼彻斯特大学的Michael Traut博士目前正在逐步完善一系列模型以评估各种风力推进系统在商船航运领域应用的潜力，包括Flettner旋筒、风筝和风帆。他的主要目的之一就是为船东提供必要信息以助其作出是否值得更换成风动力的决定。到目前为止，各种评估工作表明风动力在某些情况下最多可以降低船舶50%的油耗。

Traut博士表示，先期能打开市场、展现风动力特色的应该是较小船型。因为越小的船型，从风动力技术上获得的收益越大。而对于大型船，即使增加船上使用的风动力装置，其增长的推进功率也不会成比例增加。不过，虽然较小船型会首先应用风动力是普遍共识，但很明显，船东最关心的肯定还是大吨位船型应用风动力技术的经济性。

Oceanfoil公司翼帆系统
Oceanfoil公司的翼帆系统是一型可用于大型商船的风动力系统，每一个Oceanfoil翼帆由3块与尾鳍或舵相关联的风板组成，看起来就像是3张竖着的机翼。之所以采用机翼的形状，是由于机翼的曲率最适合产生推力，因此称得上是一种理想的捕获风力用以推进的形态。

SolarSailor折叠式风帆系统
SolarSailor公司对于风帆影响散货船空间和可达性的解决方案同样也是折叠翼帆，当风帆张开时，面积将扩展至2倍或4倍。该设计中，船桅可向下折叠至甲板，与货舱口齐平。该公司称，这是一种理想的解决方案，船舶只要经过简单改装就能实现，并不会对货物处理设备产生重大影响。所有该风动力系统设备均能巧妙地、轻松地安装，只需要对船体进行最小限度的穿透操作，甚至有些情况下几乎不需要。

InnovativeMarine Technology公司Cargoproa系统
Innovative MarineTechnology公司的Cargoproa系统是一型适用范围较广的风动力系统，集装箱船和油船均适用。Cargoproa系统的空间构架采用刚性结构，设有2根船桅和1根前帆桁，加上该3根桅/桁之间的结构，就组成了一个四面体。这样的配置就避免了只能依赖船桅的情况。该系统的根船桅很高，可使船利用到海平面上100~150 m的风力，这个高度的风速要远大于海平面风速，可以媲美风筝型的风动力推进系统。高船桅还可提供足够大的风帆面积以获得能代替柴油发动机所产生的推进力。此外，借助Cargoproa系统的弦外支架，集装箱船在航行时产生的横摇将被最小化，且在高海况下还可降低货损概率。由于Cargoproa系统使船拥有了更好的稳性，因此对于压载水的依赖也将变得更小。当然，更重要的是该系统可让船舶拥有高效的帆行能力，包括后弦风驶帆、前舷侧风驶帆，以及顺风驶帆，可谓是对风的全方位利用。若环境合适，最高可降低远洋航行的船舶100%的油耗（不包括港口操作）。

Lade公司Vindskip设计
Vindskip是由Lade公司设计的一型混合动力远洋商船，采用介于在水上帆行和飞行的风动力系统以及LNG动力。其风动力系统的灵感来自于航空和航天工业以及帆船界等高度受到风况影响的领域。1艘以平均航速17~18 kn航行的商船，无论选择什么航线，其在逆风状态下的航行时间都将超过50%，这就意味着会产生可观的拖曳力。Vindskip的风动力技术就是利用这些相对风产生一个向上的正引力，从而减小航行阻力，降低能耗。

Norsepower旋筒风帆系统
Norsepower公司目前正在研发一种以旋筒风帆（Rotor Sail）作为辅助推进动力的方案。该型应用马格努斯效应的旋筒风帆可以称得上是Flettner旋筒的全新版本，主要应用对象为油船、散货船和滚装船。Norsepower旋筒风帆方案采用了新技术、高级材料，以及尖端控制系统以降低油耗，既可用于新船，也可用于旧船改装，甲板上的货物操作设备和起重机并不会对安装产生影响。为了应对不同的船体尺度、航速、运行情况，Norsepower旋筒风帆设有3种尺寸，分别高18m、24m、30m。

Windship辅助风帆推进系统
根据英国Windship Technology公司报道，目前运营的散货船中，有40%的船龄小于5年。新一代散货船的油耗普遍要比老旧散货船低15%左右，这就降低了老龄散货船的竞争力。该公司目前正在开发一型固定式翼帆系统——辅助风帆推进系统（ASPS），据称该系统若用于改装项目可降低约30%的油耗，新建船应用该系统则效果更佳。该系统采用固定式翼帆，安装于2根35 m高的船桅上，每根3张翼帆，可根据盛行风风向和风速自动旋转以最大限度利用风力，从而减少发动机功率输出、降低油耗。

   资料来源：MARIC情报站

                    

                        

图为安装风翼的“鹏龙”轮

国内首艘安装“风翼”的散货船不久之后就将航行在大海上。

据中远集团消息，由中国远洋运输（集团）总公司牵头，在中船重工702所、大连海事大学、武汉理工大学等参研单位的通力合作下，经过3年的努力攻关，中远集团申报的国家863计划“大型远洋船-风翼柴油机混合动力低碳控制技术研究”项目实现了风翼助航关键技术的突破，风翼样机已通过实船应用验证，获得了丰富的试验数据，达到了项目预期效果，并于近期顺利通过了科技部组织专家对课题进行的技术评审验收。

据了解，2014年12月17日，“鹏龙”轮在南通中远船务进行风翼安装。“鹏龙”轮风翼安装工程技术难度大、风险高，且由于租约限制，该项目安装时间只有15天。为按期保质完成工程，南通中远船务生产、经营、技术等相关人员提前介入，克服图纸设计审核不符合船级社要求等困难，夜以继日，攻坚克难，仅用9 天时间就圆满完成一对最大伸展高度为20米的可伸缩式风翼的安装，实船应用验证有效降低了该船的能耗。

近年来，随着国际环保法规标准的不断提高，航运业面临着越来越紧迫的节能减排压力。作为我国航运业的排头兵，中国远洋运输（集团）总公司一直十分重视发展绿色航运，在促进我国海运业转型升级等方面发挥着重要作用。2012年，中国远洋运输（集团）总公司在认真总结前期项目研究成果的基础上，站在行业角度，瞄准国内外航运市场急需，牵头组织申报了国家863计划“大型远洋船-风翼柴油机混合动力低碳控制技术研究”项目。

在中国远洋运输（集团）总公司的精心组织及中船重工702所、大连海事大学、武汉理工大学等参研单位的通力合作下，经过3年的努力攻关，按照项目任务书的要求，已经完成了研究内容，于近期顺利通过了科技部组织专家对课题进行的技术评审验收。

一、实现了船舶应用新能源的突破。
项目的研究目标特别是实船验证的圆满完成，实现了我国远洋船舶风能应用研究的突破，其示范作用将推动我国风能助推技术的发展及推广应用，并带动我国绿色船舶技术取得新的突破。

二、实现了船舶节能应用效果的突破。
该项目以中散集团5万吨级散货船“鹏龙”轮为目标船，创新地提出了基于机翼理论的“风翼柴油机混合动力船舶”新概念，开展了风翼样机结构设计、控制系统设计等研究工作，制定了科学有效的风翼样机施工建造及装船方案，高质量地完成了样机建造、系统装船和调试。研究论证，在满足船舶航行性能要求的条件下，可达到节能5%-10%的目标，节能效果经济可行。

三、实现了风翼助航关键技术的突破。
为远洋船舶清洁能源利用提供了技术支撑，填补了国内空白。项目取得了丰硕的研究成果，共编写了近30篇研究报告及技术图纸，发表论文20余篇，专利10余项。

“风翼船”项目将为促进我国“绿色航运”和“绿色船舶”产业的形成并带动相关上下游产业的发展、为我国从“航运大国”和“造船大国”向“航运强国”和“造船强国”的转型、为提升我国在国际航运界在环保领域中的话语权奠定前期研究基础。


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船舶风动力系统发展近况
航运业目前正面临着许多挑战，比如较高的燃油成本、运力供大于求，以及越来越多的排放控制区和更严格的环保法规等。这些挑战无疑给船东、运营商、设计建造单位带来了很大压力，不过同时也反过来催生出了大量先进的节能环保技术。其中，改进动力系统可谓是众多的新技术、新产品中最能解决问题的方法之一，如近期较热门的LNG燃料、电力推进等。此外，作为一种“原始”的动力，风能也在逐渐回归人们的视野。

曼彻斯特大学的Michael Traut博士目前正在逐步完善一系列模型以评估各种风力推进系统在商船航运领域应用的潜力，包括Flettner旋筒、风筝和风帆。他的主要目的之一就是为船东提供必要信息以助其作出是否值得更换成风动力的决定。到目前为止，各种评估工作表明风动力在某些情况下最多可以降低船舶50%的油耗。

Traut博士表示，先期能打开市场、展现风动力特色的应该是较小船型。因为越小的船型，从风动力技术上获得的收益越大。而对于大型船，即使增加船上使用的风动力装置，其增长的推进功率也不会成比例增加。不过，虽然较小船型会首先应用风动力是普遍共识，但很明显，船东最关心的肯定还是大吨位船型应用风动力技术的经济性。

Oceanfoil公司翼帆系统
Oceanfoil公司的翼帆系统是一型可用于大型商船的风动力系统，每一个Oceanfoil翼帆由3块与尾鳍或舵相关联的风板组成，看起来就像是3张竖着的机翼。之所以采用机翼的形状，是由于机翼的曲率最适合产生推力，因此称得上是一种理想的捕获风力用以推进的形态。

SolarSailor折叠式风帆系统
SolarSailor公司对于风帆影响散货船空间和可达性的解决方案同样也是折叠翼帆，当风帆张开时，面积将扩展至2倍或4倍。该设计中，船桅可向下折叠至甲板，与货舱口齐平。该公司称，这是一种理想的解决方案，船舶只要经过简单改装就能实现，并不会对货物处理设备产生重大影响。所有该风动力系统设备均能巧妙地、轻松地安装，只需要对船体进行最小限度的穿透操作，甚至有些情况下几乎不需要。

InnovativeMarine Technology公司Cargoproa系统
Innovative MarineTechnology公司的Cargoproa系统是一型适用范围较广的风动力系统，集装箱船和油船均适用。Cargoproa系统的空间构架采用刚性结构，设有2根船桅和1根前帆桁，加上该3根桅/桁之间的结构，就组成了一个四面体。这样的配置就避免了只能依赖船桅的情况。该系统的根船桅很高，可使船利用到海平面上100~150 m的风力，这个高度的风速要远大于海平面风速，可以媲美风筝型的风动力推进系统。高船桅还可提供足够大的风帆面积以获得能代替柴油发动机所产生的推进力。此外，借助Cargoproa系统的弦外支架，集装箱船在航行时产生的横摇将被最小化，且在高海况下还可降低货损概率。由于Cargoproa系统使船拥有了更好的稳性，因此对于压载水的依赖也将变得更小。当然，更重要的是该系统可让船舶拥有高效的帆行能力，包括后弦风驶帆、前舷侧风驶帆，以及顺风驶帆，可谓是对风的全方位利用。若环境合适，最高可降低远洋航行的船舶100%的油耗（不包括港口操作）。

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Vindskip是由Lade公司设计的一型混合动力远洋商船，采用介于在水上帆行和飞行的风动力系统以及LNG动力。其风动力系统的灵感来自于航空和航天工业以及帆船界等高度受到风况影响的领域。1艘以平均航速17~18 kn航行的商船，无论选择什么航线，其在逆风状态下的航行时间都将超过50%，这就意味着会产生可观的拖曳力。Vindskip的风动力技术就是利用这些相对风产生一个向上的正引力，从而减小航行阻力，降低能耗。

Norsepower旋筒风帆系统
Norsepower公司目前正在研发一种以旋筒风帆（Rotor Sail）作为辅助推进动力的方案。该型应用马格努斯效应的旋筒风帆可以称得上是Flettner旋筒的全新版本，主要应用对象为油船、散货船和滚装船。Norsepower旋筒风帆方案采用了新技术、高级材料，以及尖端控制系统以降低油耗，既可用于新船，也可用于旧船改装，甲板上的货物操作设备和起重机并不会对安装产生影响。为了应对不同的船体尺度、航速、运行情况，Norsepower旋筒风帆设有3种尺寸，分别高18m、24m、30m。

Windship辅助风帆推进系统
根据英国Windship Technology公司报道，目前运营的散货船中，有40%的船龄小于5年。新一代散货船的油耗普遍要比老旧散货船低15%左右，这就降低了老龄散货船的竞争力。该公司目前正在开发一型固定式翼帆系统——辅助风帆推进系统（ASPS），据称该系统若用于改装项目可降低约30%的油耗，新建船应用该系统则效果更佳。该系统采用固定式翼帆，安装于2根35 m高的船桅上，每根3张翼帆，可根据盛行风风向和风速自动旋转以最大限度利用风力，从而减少发动机功率输出、降低油耗。

   资料来源：MARIC情报站