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我国建造世界最大风帆助力船舶,是最大帆船的20多倍
2018-8-18 2:00:00           作者: 现代舰船杂志社

说起帆船,估计大家要么想到大航海时代的海盗船,要么想到传统中式的硬帆船,然而,由于帆船固有的浪费重量、重心升高、对船员质量和数量要求大的缺陷以及蒸汽时代之后航速比不过蒸汽船,帆船逐步退出主流运输行业,只在某些特别领域使用。

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七桅杆帆船

在十九世纪末,考虑到风帆动力毕竟节能,一些对于航速需求不是很高的货船依然是蒸汽动力辅助风帆动力,也就是我们俗称的机帆船。这些机帆船采用金属船壳,整体尺寸比当年古典时代的木质船壳帆船大不少,比如美国七桅杆的托马斯劳森号达到13860吨,长145米,德国的普鲁士号则以11330吨的排水量达到146.9米。

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普鲁士号的蒸汽机只用于卷扬帆而不是作为动力系统

当然这些还都算是传统帆船的改进,其主要动力依然是风帆,只是在过北纬三十度无风带这种地方或者实在逆风采用蒸汽机。到二战后,这种船几乎绝迹。毕竟,光凭着美国那几千艘自由轮和胜利轮就足以碾压帆船的运输能力。

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风帆游轮

而在人员运输方面,高速邮轮几乎和战列巡洋舰同批次的使用蒸汽轮机,平均航速高达三十节以上的高速客轮们更是看不上平均航速也就是5节左右的帆船,只有少数船只在zhuangebility的情况下才考虑留着风帆。当然还有部分训练舰,那就是另一回事了。

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智利海军艾丝美拉达号3754吨是世界上最大的风帆训练舰

上世纪七十年代,随着中东各国为对抗西方普遍支持以色列拉偏架的行为而集体调高油价,一方面是民航领域各种三发客机一死一大片,另一方面就是开始有一些国家开始考虑使用风帆来降低航船的燃料成本,当然这主要是为货轮准备。大家知道航速的增长与所需动力的比值成三次方关系,所以即便是采用核动力的舰艇,其航速也没有像早期与其的一样有爆发性的提升,更何况其他传统动力的舰艇。

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尤其是油轮一般都比较“肥”

除了少数高速货轮和集装箱船外,大部分货轮,尤其是油轮普遍都比较“胖”,起步需要十分优秀的传统尖细型的线型提高航速,而是在尽量多装货物的情况下保持一个可以接受的航速,降低成本。于是一方面是货轮的方形系数不断增加,在军舰普遍在0.5以下的情况下货轮普遍在0.7-0.8之间,甚至高达0.85,另一方面,商船的船主们也在不断地想办法降低消耗。

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像玛丽2这种传统船型情况下还追求航速的民船越来越少了

在当代普遍货轮航速只有10-15节之间的情况下,如果能够有办法降低油耗而航速没有什么变化,那自然是最好的,于是风帆再次被搬了出来。当然这一次风帆不是作为主动力而是作为搭配动力存在。最早试验这一概念的是日本的新爱德丸,当然这条船很小只有一千四百多吨,主要用于验证。

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新爱德丸

当然当代的风帆也不是传统的“一大块厚布”的概念,而是类似机翼翼型结构优化的特种材料面板,虽然面积减小了但是使用效率大幅提高,可以在不增加过大面积和视线遮挡的情况下降低船只的燃油消耗量,当然毕竟还是有一定程度的视野遮挡,所以通常会有一根带有摄像机的前桅保证船只的视野。

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我国研制的风帆面板

即便是采用新型风帆面板,依然会占用一定的面积,形成对尾部驾驶楼的遮挡,德国公司提出了风筒结构风帆,不使用风本身的推力而是形成气流压强差推动船只的前进,但是目前该项目也只有小幅度的测试,没有大型船舶实际上依靠这一装置运营,而且实际效果据说并不理想。

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德国13000总吨风筒测试船,注意总吨是体积单位不是排水量,排水量大约以35%折吨位数

还有一种方式是利用高空气流,说白了就是放风筝,这种方式操作比较麻烦,但是一旦将风筝放起来,就不需要占用船只空间,重量也更轻,不怎么遮挡视线。

昨天大船集团下水的我国首艘风帆VLCC采用的是相对简单的第一种方式,采用两块高性能风帆面板作为辅助动力系统,虽然不能指望它驱动船只前进,但是有希望降低船只燃料成本,促进船舶的节能环保技术发展。

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昨天下水的我国首艘风帆VLCC

日本原计划投产18万吨好望角型风帆动力货船,但是没有成型,与是目前世界上最大的风帆动力船只(不仅限于传统帆船)依然只有万数吨排水量,不到本次我国下水风帆助力VLCC的20分之一。

责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
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