被遺棄的風帆

航海在人類的歷史上留下了很多隆重的色彩，哥倫布發現新大陸、鄭和下西洋，都與航海有關。那個時候的船舶動力來源於人力和自然力，而風是一種最好的選擇。

當時大型的船舶上都配備著巨大的風帆，風直接吹在帆面上形成推力，通過調整風帆的角度和船舵來改變行進的方向。

隨著蒸汽機的出現，船舶的動力發生了革命性的變化。

1807年的時候，第一艘蒸汽機船「克萊蒙特」號在美國紐約州航行，利用風帆做主要動力的時代已經結束，汽船時代開始，「輪船」的名字也由此而來。

可是風帆卻並沒有沒落下去，就算是大型的輪船，為了節省燃料和錢，能夠使用自然動力來輔助肯定是更好的。

在此之後，不同國家都想嘗試在輪船上藉助風力作為補充動力，原先立起來的帆肯定是不行的，此後，不同的想法出現了。

現代風帆

傳統的帆船上，風帆更像個展開的大型受風面，可是在大型的輪船上沒有足夠的空間提供給傳統的風帆。

2008年的時候，德國的科學家想出了新的辦法，也就是「風箏」式風帆。

在德國製造的白鯨天帆號船上，就安裝了風箏式的風帆，這艘船可以採用類似風箏的帆來提供動力，該帆的面積約160平方米，由超輕纖維製成，最高可以升高至350米高空，這樣的風帆最高推力可以節省近50%的燃料。

但是這樣的風帆存在一個問題，就是釋放和回收都十分的困難，需要風帆材料也要具有強度高、耐腐蝕等特點，造價也很高，用起來十分的不方便。

此時另一個想法出現了，1852年的時候，德國科學家H.G.馬格努斯發現了一種效應，當一個旋轉的物體的旋轉速度和本身的速度不匹配時，就會產生一個橫向力帶動物體發生偏轉。

這個效應被稱為——馬格努斯效應。

以足球為例，在足球比賽中，禁區前的罰球常常會以一個弧線繞過防守隊員進入球門，就是因為馬格努斯效應。

1926年的時候，德國工程師弗萊特納就根據這種效應設計了轉筒風帆，在船身上安裝旋轉的圓柱體來替代傳統的風帆，他在一艘名為backau的帆船上裝上了幾個轉筒風帆，這幾個轉筒高15.6米，直徑2.8米，厚度1.5mm，由電機產生初始的驅動。

經過了6年的試運行，其在惡劣的天氣條件下也能夠適應，轉筒風帆能夠對船舶進行穩定地控制，穩定性和可靠性得到了證明。

可當時的技術下，輪船的速度都十分地緩慢，這幾個「大煙囪」的重量太大了，在之後的能源技術改進下並沒有流行起來。

可這個想法並沒有被擱置，2010年德國的風帆公司將更輕材料製成的轉筒風帆結構裝載在「E-Ship 1」號船隻上，為這艘重量為一萬二千噸的貨船提供額外動力。

這些技術當時有很多不成熟的地方，並不能在巨型油船上使用，可是這次實驗引起了中國的注意。

中國在2015年的時候啟動了「風帆技術示範應用開發」項目，其中就有兩個耀眼的成品。

翼型風帆

2015年的時候，國內開展了翼型風帆的研發，這是世界上從來沒有過的想法，通過幾年的研究，國內的研發團隊成功掌握了翼型風帆的研發、設計、製造與應用的關鍵技術。

在2018年，中國建造的首艘安裝風帆裝置的30萬噸超大型油船「凱力」成功交付，在這艘船上安裝了完全由中國設計、建造的兩個高39.68米，寬14.8米的翼型風帆，為輪船上提供額外動力，幫助輪船節能減排。

依靠大自然的風力，降低了船舶發動機的負載功率，每天能夠節省近3%的油耗。

與此同時轉筒式風帆也在研發中。

轉筒帆

通過對馬格努斯效應在船上的深入研究，克服了原來轉筒帆的難點，國內團隊新建立了一種簡單、自重小，只需要很小的電機就能產生明顯推力，並可以通過調整轉筒帆的轉速、升力等配合原先的油發動機，來節省成本。

這一項技術受到了國外的認可，希臘船東就專門來到中國，讓中國船舶集團旗下的上海船院為其設計的6萬4千噸貨船「AFROS」號加裝轉筒帆。

這艘船的甲板上安裝了4太轉筒帆作為船舶輔助動力裝置，也是全球首艘安裝風動節能裝置的散貨船。

這一次的成功經驗，讓國內的船舶製造更上一層台階。

進而設想在更大的船上安裝，這一次實驗的就是超大型油輪。

超大型油輪是指載重超過20萬噸的遊輪，整個世界上也才擁有400多條，這樣的船隻由於巨大（總面積相當於170個足球場），普通的風帆幾乎無法發揮作用，翼型帆可以，那麼轉筒帆應該也可以。

幾年之後，上海設計院的32.5萬噸超大型油船交付，與之前不同的是，上面多了5個大「煙囪」，也是世界上首個安裝轉筒帆的超大型貨輪。

在試航行的過程中，轉筒帆成功地為船隻帶來了足夠的動力，使其在原先的動力基礎上提高了8%，同時每年可以減少3400噸的二氧化碳排放量。

遠洋的貨運從古至今都是世界上必不可少的一條航路，無數的船隻載著無數的貨物，穿行在這個藍色星球的海洋當中。

從原先的風帆，到現在的油輪。

在了不起的中國製造下，現代的巨輪也再次藉助大自然的力量，多了一對「風翅膀」，不僅能夠降低遠航帶來的能源消耗，也能夠減少對環境的危害。