Повернення вітрильного флоту

Відколи в море вийшли перші судна з двигунами внутрішнього згоряння, вітрильники зробилися таким же анахронізмом, як вози або патефони. Однак схоже, що в останні роки маятник готовий хитнуться в зворотний бік.

Дорожнеча палива, все більш суворі обмеження на викиди панікових газів і поява нових технологій викликають все більший інтерес до старої доброї сили вітру - недарма недавно була навіть створена Міжнародна асоціація вітряного морського транспорту (International Windship Association, IMA), яка повинна сприяти розвитку таких технологій.

За даними Міжнародної морської організації (IMO), в перерахунку на перевезення тонни вантажу на кілометр морський транспорт призводить до викидів в атмосферу від 3,0 до 7,9 г вуглекислого газу - на порядок менше, ніж автомобільний і майже на два порядку менше авіації. Навіть для залізничного транспорту ця цифра більша, складаючи близько 20-40 г/т * км. Тим не менш, мова йде про колосальні обсяги: на всі ці суховантажі, контейнеровози і танкери припадає близько 90 відсотків глобальних вантажоперевезень. У результаті морський транспорт викидає за рік понад мільярд тонн вуглекислого газу, втричі більше ніж авіаційний і більше, ніж така промислова країна, ніж Німеччина.

Ротори Флеттнера дозволяють суховантажу Maersk Pelican рухатися за допомогою вітру

Це відбувається на тлі підписаної практично всіма країнами світу Паризької угоди по клімату, яка спрямована на дворазове зниження викидів протягом найближчих 30 років. Так що активні пошуки альтернативних способів переміщення вантажів по морю стали закономірним розвитком ситуації. Благо, багато необхідних технологій вже є, а багато теоретичних знахідок минулих років вже вдалося перевірити на практиці. Ми розповімо про найважливіші на кількох цікавих прикладах.

Розумні вітрила

Якщо міркувати про те, як може виглядати вітрильник XXI століття, то мабуть, перше, що прийде в голову, - виконати щогли і вітрила з нових сучасних матеріалів, а для більшої ефективності управління цією снастю довірити «розумній» комп'ютерній системі. Такий проект реалізує французьке конструкторське бюро VPLP Design, де розробляється прокт 121-метрового накатного (призначене для перевезення важкої техніки) судна, яке повинно доставляти компоненти майбутньої космічної ракети Ariane 6 від місця виробництва в Європі до місця запуску в Космічному центрі у Французькій Гвіані, у самого екватора.

Судно буде використовувати газодизельний ДВС, здатний використовувати різні види палива, проте планується, що більшу частину часу воно зможе обходитися вітрильною системою Oceanwings, створеною французькою ж компанією CNIM. У VPLP проектується кілька суден з такою системою, але «ракетна вантажівка» - наймасштабніше з них.

Чотири автоматизовані вітрила допоможуть перевозити компоненти РН Ariane 6

Деякі конструктори апробують особливо міцні вітрила з твердих матеріалів, такі системи відпрацьовувалися японськими корабелами ще в 1980-х. А в 2019-му консорціум компаній MOL і Oshima Shipbuilding отримав схвалення на будівництво суховантажу з водотоннажністю 100 тис. тонн, оснащеного додатковим жорстким вітрилом на носі. За розрахунками розробників, він дозволить знизити витрати палива на 5-8 відсотків.

Крилаті вітрила

Принципово інший спосіб використання судами сили вітру пропонує нова технологія, що прийшла з аеродинаміки. По суті, ідея полягає в тому, щоб встановити на палубі вертикальні «крила», порожні труби зазвичай яйцівидного профілю. При обтіканні їх повітрям виникає ефект Магнуса, який створює силу, спрямовану перпендикулярно потоку. Для її збільшення в порожнину вертикальних труб може закачуватися повітря, яке посилює перепад тиску між зовнішньою і внутрішньою поверхнею «турбопарусу». Вся конструкція обертається, дозволяючи створювати тягу в потрібному напрямку, незалежно від напрямку самого вітру.

Схема роботи турбопарусу

Турбопарус рухає судно вперед набагато потужніше, ніж звичайні вітрила порівнянної площі. Великим ентузіастом турбопарусу був Жак-Ів Кусто, який з успіхом відчув такий підхід ще в 1980-х, на експериментальній яхті «Алсіон». Сьогодні реалізувати його намагаються відразу кілька кораблебудівних фірм. На цій основі вибудовується проект Ventifoil нідерланської компанії Econowind, в їх виконанні турбопарус не обертається і використовує двигуни для нагнітання повітря всередину.

Інша цікава його особливість - це можливість встановлення не тільки на палубі, а й на вантажних контейнерах, які можна змонтувати на будь-якому звичайному судні, а потім - демонтувати. У 2019-му прототип системи з пари 10-метрових турбопарусів, що поміщаються в стандартний контейнер, були встановлені на вантажних суднах Lady Christina і Lysbris Seaways компанії DFDS. На жаль, поки випробування проходять з «перемінним успіхом», і система вийшла з ладу раніше запланованого часу. Однак проект триває, а його розробники очікують, що використання Ventifoil вже в найближчі роки дозволить економити до 8-10 відсотків палива.