文/言妍

编辑/科普时分

中国又有大动作了，在海上依靠着风力驱动了一艘39万吨的巨轮

这一消息瞬间席卷了世界造船业，各大船企都觉得不可思议，有人觉得这是中国放出的假消息。

用风吹动万吨巨轮听起来就天方夜谭，中国怎么可能做得到？

还有人在网上质疑用风帆做动力的可靠性，纷纷留言问道，假如在海上碰到逆风怎么办？

这时候风帆动力还有用吗，船速会不会因此有所降低？

我们今天就一起来看看中国是怎么用实力说话的

这一切都起源于联合国国际海事组织发布的一个规定。这个规定里强制性地表明了世界上的航运业必须在2050年的时候，减少因为每年船舶航行而产生的二氧化碳排放量。

其在2050年时，至少要将二氧化碳排放量降低到2008年的一半左右，在之后要争取能够将二氧化碳排放量降到零。

减低因为船舶航行而造成的环境污染。

原来早在2018年的时候，根据有关媒体的统计计算就得出了，每年因为世界上的航运业而产生的二氧化碳排放量已经达到了十亿吨。

一个航运业就占去了全球二氧化碳排放量的2.89%。

如果不及时找到一个好的解决办法，任由这样的情况发展下去，那么到2050年的时候，航运业所造成的二氧化碳排放量将会达到全球二氧化碳排放量的17%。

已经不亚于一个国家一年造成的排放量了。

在这个基础上，各个国家开始找寻新的船舶航行动力源

在环保和节能减排的多重考虑下，可再生无污染的风能出现在了人们的眼前。

中国的风帆技术示范应用开发项目也随之启动，这个项目被列为了国家高技术船舶科研计划。

由大船集团承包主要的研究工作，主要研究目的就是让万吨巨轮利用风帆动力在海上成功的跑起来。

这也是我们国家工信部进行批准的一项有关船舶业节能减排的重点创新型技术，由此可见我们国家对风帆动力寄载了很大的期望。

该项目所涉及的船舶和风帆尺寸都是世界之前没有的，我国也在如何利用风帆作为动力上进行了大量的研究。

一旦研究成功，就可以大幅度的降低营运能耗。

从这个项目启动后，大船集团带领着众多科研人员，攻克了一个又一个的难题。

在制作工艺和流程上更是耗费了大量的心血，终于研制出了一艘风帆样机并完成了首次的陆基试验。

实验的成功也为以后轮船的下海试验奠定了坚实的基础。

那么人们是怎么想到用风帆作为动力源的呢？

其实风帆动力这一说早在一百多年前的时候就出现了，当时人们还并没有创造出发动机也没有发现石油。

在那个时代就已经有了轮船的出现，比如郑和下西洋的时候就是使用的风帆动力，各个国家的海上贸易往来也是依靠着巨型的风帆货船。

不过在当时风能的使用并不叫这个名字，而是将其命名为御风船。

这种形式的帆船也在当时风靡一时，其最大的优点就是不用使用任何的燃油，拥有无限续航的能力。

最著名的一艘御风船是来自德国的普鲁士号，其建造于1902年，排水量可达11150吨，每小时的最高时速可以达到37公里，载重可达8000吨。

还成功的完成了一次环球航行，当时人们使用风帆作为动力源，是因为没有其他的动力源可以使用。

如今人们在这么多的选择下重新回到了风帆动力上，是为了找到一个绿色环保的船舶行驶方式。

风帆动力为了提供足够强大的轮船推进力，肯定不能使用传统的织物帆布材料，其风帆的主要材料是使用的钢和一些特殊的复合材料。

当然现代的科技水平要高于当时许多，在整个风帆动力的使用上也有了很大的优化。

在整体的外观设计上最大的区别是，现代化的船舶在船体顶部放置了五个伸缩式的风帆，每一个风帆的高度都可以达到八十米左右。

还能在互相不进行碰撞的情况下实现三百六十度的旋转。

在一些特殊情况下，风帆还能够进行适当的回缩。

且迄今为止，世界上还没有风帆高达八十米的船舶，也就是说，还没有任何一个国家能够掌握八十米往上的海上天气状况，这个高度的风向和之前的参考记录等同于零。

为了解决这一情况，现代的科技人员在轮船的顶部安装了传感器，以便于更好地进行天气数据的监测。

为以后风帆动力的广泛使用奠定坚实的基础，如今人们基于风帆的运用，已经研究出来多个种类，其中运用最为广泛的三种类型是翼型帆、转筒帆和天帆。

目前大家广泛进行研究的就是翼型帆。

而翼型帆的主要原理就是利用空气流过翼型上下面时不同的速度，来产生强大的压差力，进而不断调整风翼的迎风角度。

利用其中的压差力来产生动力，推动促使船舶前进的风帆。

翼型帆细分了多个种类，每一种的风帆造成的空气动力和特性都是不尽相同的。

分别是普通型、层流型、U型和圆弧形。

我国建造出来的首艘风帆动力船舶使用的就是翼型帆。

其整个船身的重量已经达到了30.8万吨。

这艘世界首用风帆动力的万吨巨轮名叫凯力号，凯力号的出现直接刷新了世界造船业的格局。

使世界看到了船舶业减少二氧化碳排放的希望。也彻底地弥补了世界翼型风帆技术的空白，国外的一些造船企业知道了中国的凯力号也十分震惊。

从起初的不相信到后来的心服口服，忍不住赞叹道没有中国人做不到的事情。

在国外引起的这一点小插曲也让更多的人关注到了凯力号。

其船坞一共有五百五十米长，足足有八十米宽，吃水深度更是达到了12.7米。

中国让这个万吨巨轮依靠风能就在海上跑了起来，着实是十分的了不起。

这个时候还有一些杠精在网上说道，你这风帆动力看着是绿色环保了，但是如果在海上能顶着狂风往前走吗？

那我们就一起来看看使用风帆动力的万吨巨轮能不能逆风航行

根据空气动力学原理来说的话，当整个流体速度增加的时候，压力就会有所下降，这个时候空气就要经过向外弯曲的风帆侧面，速度变快后整个船体的压力就会减小。

进而产生吸力能够把船帆扯向一边，船帆背风的一面就会因为压力的降低，产生大量的吸力。

相比迎风的时候产生的动力能够大一倍，当帆船进行逆风行驶的时候，整个船体和风向之间的角度就会越来越小，随之行驶速度也会越来越慢。

有一种办法可以在这种情况下加快船速，就是驾驶员用之字形的路线行驶，这样可以拉大两者之间的角度，唯一的不足就是航程也会随之变长。

且帆船自身是没有动力源的，全靠风帆进行行驶，所以这种情况下，风帆做得越大，能够利用的风力就越大。

且风帆还可以根据风向的不同进行角度的变换，所以利用风帆动力的巨轮是可以进行逆风行驶的。

早在很多年前人们行驶船舶的唯一动力就是风力

那是在蒸气时代之前，每一艘船舶上都会在桅杆上配备风帆，可以在不同的风速角度下使得船舶获取前进的动力。

而关于在不同的情况下风帆的角度其实是一门大学问，这也是我们在研究风帆动力时要克服的一个重点。

现代社会研究出了一个风帆助航装置，这个装置能够根据不同情况的风速风向进行风帆角度的调整。

利用精密的大数据计算，使得风帆始终保持在最佳的角度和位置，还有一点就是现代巨轮上使用的风帆为了得到强大的动力，通常十分庞大。

这个时候整个船体的位置重心就会升高，在海上面对大风时就会受到横向风力的影响，进而导致船身倾斜，所以这个风帆助航装置是十分重要的。

其风帆的样式设计也和行驶的速度风向有至关重要的联系，要进行不断地试错，才能知道哪种角度更能保持船舶的稳定性。

为了达到节能减排的目的，各个国家都开始研究风帆动力的实用性。

中国凯力号的正式下水，也算是给各个国家吃了一颗定心丸，证明了风帆动力的可行性。

除此之外，为了进一步地贯彻绿色环保，世界各大造船企业还在研究风能和太阳能共同使用的可行性。

这样就可以完全地抛掉发动机，使得整艘轮船的燃油耗损降到最低。

日本的生态海洋公司就进行过一个类似的项目，其主要目的是为了减低大型远洋船的二氧化碳排放量。

他们的水瓶座生态船项目包含了散货船和邮轮等大型船舶，在进行这项研究的时候，日本的生态船在风帆上进行了一定的改造。

装上了光伏电池板和太阳能风帆，通过其装置将得到的太阳能转换为动能，在理论上来说是不需要任何的发电机的。

如果研究成功的话可以节省最少百分之四十的燃料，目前尚未得到确切的消息。

我国的凯力号风帆巨轮在满载时的重量足足有39吨。

这样庞大的船舶有了风帆动力作为助力，大大的降低了船舶远距离航行的消耗成本，也对环境的保护有重要的意义。

中国会一直不断地继续研究有关节能减排的装置，为世界环保贡献自己的一份力量。

今天的风帆动力就讲到这里了，感兴趣的话就点点关注，和我一起了解中国的力量，我们下期再见。