Жёсткий парус

Проект WindWings, разрабатывающий жёсткие паруса и софинансируемый Европейским Союзом в рамках инициативы CHEK Horizon 2020, представляет паруса нового типа как один из способов снижения потребления топлива в среднем на 30 %^[3]. Предполагается, что на грузовые суда могут быть установлены вертикальные жесткие паруса высотой до 45 м^[4].

Балкер Pyxis Ocean дедвейтом 81 тыс. тонн японской компании Mitsubishi Corporation, зафрахтованный швейцарской продуктовой компанией Cargill, был оборудован разработанными британской компанией BAR Technologies парусами WindWings на верфи COSCO в Китае и отправился в первый рейс в конце лета 2023 года. Паруса изготовила норвежская компания Yara Marine Technologies.

Для испытаний было выбрано судно класса Kamsarmax — оно достаточно небольшого размера, что позволяет ему зайти в порт Комсар в Гвинее — крупный центр мировой торговли бокситами^[5].

Pyxis Ocean, оснащенный двумя жесткими парусами, вышел в открытое в августе 2023 года. За первые шесть месяцев испытаний балкер прошел Индийский океан, Тихий океан, Северную и Южную Атлантику, мыс Горн и мыс Доброй Надежды. В среднем балкер экономил благодаря парусам по 3 тонны топлива в день, а в особо благоприятных условиях — до 11 тонн в день.

Крылья управляются с сенсорной панели на капитанском мостике. После поднятия паруса операция полностью автоматизирована: бортовые датчики постоянно измеряют ветер, а паруса самостоятельно настраиваются на оптимальную конфигурацию.

Как заявил гендиректор BAR Technologies Джон Купер, «на Pyxis Ocean установлены два WindWings, но мы ожидаем, что большинство судов класса Kamsarmax будут иметь три крыла, что еще больше увеличит экономию топлива и позволит сократить выбросы в полтора раза». Ян Дилеман, глава подразделения морских перевозок компании Cargill, отметил, что идет обсуждение с более чем 250 портами по всему миру о создании улучшенных возможностей швартовки для судов с жёсткими парусами^[6].

Также Cargill договорилась с немецкой верфью Damen об оснащении жёсткими парусами Ecowind электросудов Damen Combi Freighter (CF) 3850. На эти цели была выделена субсидия правительства Германии^[7].

WindWings — это инновационная система крыльевых парусов, которая может быть установлена ​​на палубе корабля для создания тяги от ветра с возможностью опускания парусов на палубу в случае необходимости (в порту или при неблагоприятных погодных условиях). Задача WindWings — аэродинамическая оптимизация паруса-крыла для надежного обеспечения максимальной тяги. Особенности проектирования жёсткого паруса определяют характеристики судна и условия его эксплуатации.

Чтобы рассмотреть аэродинамическую оптимизацию, было проведено исследование двухмерных сечений с различным количеством и размером элементов, а затем сделан масштабный анализ трехмерных геометрий парусов с 14 параметрами, чтобы добиться максимальной эффективности, обеспечивая при этом надежную работу в динамических ветровых условиях. Также процесс проектирования включал выбор материалов и конструкции с учетом прочности и веса, механических механизмов для управления движением и наклоном крыльев с учетом остойчивости, аэродинамической, инерционной нагрузки, обледенения и других факторов.

Расчет производительности для парусов на балкере Pyxis Ocean предсказал среднюю экономию топлива примерно в 12 % и 20 % от одного и двух крыльев соответственно. Остойчивость судна также оценивалась с точки зрения безопасности и дала положительные результаты^[8].

После роста цен на нефть в 1980-х годах правительство США заказало исследование экономической целесообразности использования ветровой тяги для снижения расхода топлива кораблями торгового флота США. В исследовании было рассмотрено несколько конструкций и сделан вывод, что крыловой парус наиболее эффективен. Исследуемый вариант крылатого паруса представлял собой автоматизированную систему больших прямоугольных цельных парусов, поддерживаемых цилиндрическими мачтами. Небольшое грузовое судно было оснащено этой системой для оценки фактической экономии топлива, в результате чего, по оценкам, паруса позволили сэкономить от 15 до 25% топлива^[9].

• Парус

• Парусное вооружение
• Парусное судно
• Солнечный парус
• Электрический парус