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无帆大船借风航行

2016-05-30

小哥白尼·趣味科学画报 2016年1期
关键词:船身风帆轮船

高高的桅杆,升起的风帆,大航海时代的人类之所以能够征服大海,靠的就是那些御风而行的帆船。不过,自工业革命以后,航海运输的主角就渐渐换成了使用机械推进航行的轮船。因为无论是在速度上还是运载量上,依靠燃烧能源提供动力的轮船,都要远胜于依靠风力航行的帆船。但近些年来随着环境和能源问题的日益加重,竖着大烟囱喷烟排气的轮船又成了重点批评的对象,而使用风力这种可再生能源的帆船,则再次回到人们的视野中……话说,这样换来换去也不是办法,为什么不把两者的优点合二为一呢?于是,帆船和轮船的合体—混合动力船Vindskip,就成为了人们为未来航海事业打造的新型船舶。

帆船?这全身上下连一张帆都没有的怪家伙真的是那种能靠风力航行的帆船吗?

轮船?这如宇宙飞船般的科幻外形与那些传统轮船上宽下窄的形象未免也相差太大了吧!

没错,Vindskip—这艘由挪威船舶设计公司研发的新型混合动力船,外形就是这么另类。但另类的外形追求的可不仅仅只是视觉效果,能将风力转化成自身航行的动力才是其奥妙之处,那就是—以自己的船身为风帆!

嗯……这么看来,Vindskip那宽阔的船身侧面确实可以当风帆啊。不过,大家都知道海面上的风是出了名的变化多端,不仅风力时强时弱,风向更是难以捉摸。传统帆船在海面上航行时,水手们必须时刻关注风的变化并及时调整风帆,才能确保帆船沿正确的方向航行。而这艘Vindskip的船身怎么看都不能像那些可大可小可转向的风帆一样变化,总不能期望每次航行都是顺风吧。

放心,虽然Vindskip的船身是固定的,但其独特的“对称翼”外形,就是它御风而行的秘诀。即使是面对与航向相逆的风,只要调整好船身与风向的角度,并达到合适的航行速度,逆风在“流”过船身表面后就会使船体受到的空气压力变得不平衡,船前端的受力小于后端,从而让船被逆向吹来的风“拉”着前进。这个过程可能不太好理解,其中涉及很多空气动力学原理,需要GPS、气象卫星以及专业的计算系统来一起控制整艘船的航行。

当然,作为一艘一次能运载6500辆小型汽车的大货船,Vindskip可不仅仅只靠风航行,风力只是其混合动力系统的一部分。在没有风或风很弱的环境中,Vindskip则要靠自身的能源动力系统来提供动力,使用的燃料主要是液化天然气,与其他烧油的轮船相比,对环境有害的氮氧化物和硫氧化物的排放量很低。如果将风力系统和能源动力系统搭配起来使用,相同航程和运载量下可以节省60%的燃料,速度也能达到17节(31千米/时),可以说是一艘既省燃料,跑得也快,运载量又很大的完美货船。

目前,Vindskip的研发已基本完成,造船工程大约还需要2?3年。相信很快,这艘外形奇特的混合动力船的身影就会出现在大海之上!

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