二代翼型風(fēng)帆助推超大型原油船“新伊敦”

二代翼型風(fēng)帆助推超大型原油船“新伊敦”系大連船舶重工集團(tuán)有限公司（下文簡稱“大連造船”）為積極推進(jìn)全球航運(yùn)業(yè)綠色低碳發(fā)展，成功交付的新一代綠色超大型原油輪（下文簡稱“VLCC”）。

“新伊敦”輪由大連造船攜手招商局能源運(yùn)輸股份有限公司（下文簡稱“招商輪船”）以及國內(nèi)有關(guān)大學(xué)和科研院所自主研發(fā)建造，于2022年9月24日交付招商輪船，該船也是大連造船本部建造的第100艘VLCC。為紀(jì)念招商局創(chuàng)立之初的第1艘蒸汽動力船“伊敦”，此次交付船被命名為“新伊敦”，以致敬百年招商，意義非凡。

“新伊敦”輪的主要參數(shù)見表1。

表1 “新伊敦”輪的主要參數(shù)

在我國實施“雙碳”戰(zhàn)略和全球能源低碳轉(zhuǎn)型的背景下，二代翼型風(fēng)帆助推VLCC“新伊敦”輪的成功交付，標(biāo)志著我國在超大型油船的綠色、環(huán)保和節(jié)能技術(shù)應(yīng)用方面已邁入了世界前列，也標(biāo)志著我國船舶工業(yè)在大型清潔能源技術(shù)領(lǐng)域取得了新的突破，將為大型船舶的節(jié)能減排以及推動航運(yùn)業(yè)的低碳發(fā)展起到示范引領(lǐng)作用。

“新伊敦”輪主要創(chuàng)新點(diǎn)

■ 引領(lǐng)行業(yè)風(fēng)力助推設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)制定

目前業(yè)界尚缺少風(fēng)力助推裝置的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，尤其是高透明性的風(fēng)力助推效果評價標(biāo)準(zhǔn)。大連造船在“新伊敦”輪研制過程中，通過理論分析、模型試驗、陸基試驗以及航海測試，系統(tǒng)性地起草了環(huán)境工況、主結(jié)構(gòu)設(shè)計、復(fù)合材料帆葉設(shè)計與助推效果測試等程序文件，為打造通用性風(fēng)力助推裝置工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。

■ 自主尋優(yōu)與智能化控制

自主開發(fā)了能夠根據(jù)航行環(huán)境、運(yùn)動狀態(tài)等實時數(shù)據(jù)進(jìn)行自主尋優(yōu)的智能化控制系統(tǒng)，通過自動在線調(diào)整風(fēng)向與船舶夾角，實現(xiàn)風(fēng)帆助推力最大化；實時監(jiān)測風(fēng)帆運(yùn)行狀態(tài)，實現(xiàn)故障源的快速定位。具備低位自動尋優(yōu)和港口自動尋優(yōu)能力，擴(kuò)大了風(fēng)帆的應(yīng)用場景，大大增加了風(fēng)帆可使用頻率，進(jìn)一步提高了風(fēng)帆系統(tǒng)的助推能力。

■ 碳纖維復(fù)合材料帆葉

面對遠(yuǎn)洋船舶在海洋高濕、高鹽等特定的運(yùn)行環(huán)境，創(chuàng)新性地采用輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐低溫的碳纖維復(fù)合材料作為風(fēng)帆帆面；采用數(shù)字化三維仿真技術(shù)，在行業(yè)內(nèi)首次完成復(fù)合材料單件體量最大的結(jié)構(gòu)和裝配設(shè)計，減輕風(fēng)帆結(jié)構(gòu)質(zhì)量，有效降低了風(fēng)帆系統(tǒng)對驅(qū)動力的需求。

■ 風(fēng)帆驅(qū)動系統(tǒng)優(yōu)化

風(fēng)帆系統(tǒng)采用優(yōu)化的升降和旋轉(zhuǎn)異步驅(qū)動設(shè)計，有效降低能耗。統(tǒng)籌考慮相關(guān)液壓系統(tǒng)的差異化使用場景及相關(guān)參數(shù)，與船舶系統(tǒng)共用液壓動力源；采用電馬達(dá)驅(qū)動風(fēng)帆旋轉(zhuǎn)，通過交流變頻電機(jī)減小旋轉(zhuǎn)沖擊，避免液壓動力常開，在降低能耗的同時提高了系統(tǒng)可靠性。

■ 助推能力進(jìn)一步提升

通過優(yōu)化設(shè)計，成功設(shè)置了2對翼型風(fēng)帆，其升起高度接近40 m，單翼總表面積超過1 200 m2，大幅度提升了風(fēng)力利用效率。在中東-遠(yuǎn)東典型航線運(yùn)輸中，預(yù)計平均每年可節(jié)約燃油消耗超過9.8%，減少碳排放約 2 900 t。

大連造船將繼續(xù)圍繞翼型風(fēng)帆船型開展優(yōu)化和升級，不斷推陳出新，踐行雙碳承諾，引領(lǐng)我國船舶制造業(yè)碳減排技術(shù)馳翔深藍(lán)。