不久,电动客运渡轮在海面上滑行横渡海洋可能成为现实。在瑞典查尔默斯理工大学,一个研究小组创造了一种独特的方法来进一步开发水翼艇,这种水翼艇可以显著增加电动船舶的航程,并将化石动力船舶的油耗降低80%。
虽然汽车的电气化已经很先进,但世界上的客运渡轮仍然几乎完全由化石燃料提供动力。限制因素是电池容量,电池容量不足以为长途船舶和渡轮供电。但现在,查尔默斯和海洋研究机构SSPA的研究人员已经成功开发出一种方法,可以使航运业在未来变得更加绿色。重点是水翼艇,就像机翼一样,可以将船体提升到水面以上,并允许船在水阻力相当小的情况下航行。近年来,这项技术彻底改变了帆船运动鈥攈水翼使精英水手的船以非常高的速度飞越水面。Chalmers和SSPA的研究人员现在希望使帆船的水翼原理也能用于大型客运渡轮,从而对气候产生重大好处。
研究负责人阿拉什说:“如果不大幅降低渡轮的水阻力,就无法实现渡轮的电气化。这种方法将允许开发新的箔片设计,可以将阻力降低高达80%,从而大大增加电池驱动船舶的航程。这样,我们将来也可以在更远的距离上使用电动渡轮。”埃斯拉姆·杜斯特(Eslamdoost),查尔默斯应用流体力学副教授,该研究报告的作者,发表在《海洋科学与工程杂志》(Journal of Marine Science and Engineering)上。
即使是今天使用化石燃料的船舶,气候效益也可能是巨大的,因为类似的水翼船技术可以减少不少于80%的燃料消耗。
独特的测量方法引起了广泛的兴趣
研究项目的中心是一种独特的测量技术,研究人员将其组合在一起,以便详细了解水翼船在水中的行为,例如,当载荷或速度增加或水翼船的位置改变时。利用从实验中收集的数据,该团队开发并验证了一种方法,可以非常精确地模拟和预测水翼艇在各种条件下的行为。该方法是独特的,现在可用于开发电动水翼渡轮的水翼设计。
这项研究是与SSPA研究机构合作进行的鈥攐这是世界上仅有的几种鈥攚LauraMarimonGiovannetti在这里担任研究员和项目经理。她是这项研究的主要作者,曾参加英国和意大利国家帆船队的精英级别比赛。如今,她是瑞典奥委会和瑞典国家队的研发顾问,她的目标是帮助国家队在2024年奥运会上赢得更多奖牌。Marimon Giovannetti认为团队开发的独特测量方法有很多可能性:
“2013年在旧金山湾举行的美洲杯上,我们第一次看到一艘72英尺长的帆船在比赛中学习如何使用水翼艇“飞行”。从那以后,我们看到使用水翼艇的帆船数量大幅增加。通过这种新方法和知识,我们能够将一系列不同的工程分支汇集在一起鈥攏aval建筑、先进材料和航空以及可再生能源。"
为电动渡轮上的水翼船铺平道路
水翼船技术本身并不新奇,但早在60年代和70年代就已开发出来。当时的重点是让船只以尽可能快的速度航行,水翼艇是由钢制成的,这种重型材料的维护成本较高。今天的现代水翼艇由碳纤维制成,碳纤维是一种更轻、更硬的材料,即使在高负荷下也能保持其刚性鈥攁nd可根据预期负载进行调整。因此,研究项目的一部分是全面了解碳纤维结构在不同操作条件下的水下行为。该研究团队与现代技术相结合开发的方法现在为在大型客船上使用碳纤维水翼艇铺平了道路,即使在低速下,也可以以安全、可控和气候友好的方式航行。
Eslamdoost说:“你希望箔片尽可能有效,这意味着以尽可能低的速度和最小的阻力承载尽可能多的重量。我们的下一个目标是在将来设计更高效的渡轮水翼时使用这种方法。”。