بادبان‌های استوانه‌ای غول‌پیکر می‌توانند مصرف سوخت کشتی‌های باری را 90 درصد کاهش دهند

یک نوع جدید از پیشرانه با کمک باد به زودی می‌تواند کشتی‌های باری را نیرو دهد و وابستگی آنها به دیزل را کاهش دهد.

محققان در حال توسعه استوانه‌های غول‌پیکری هستند که روی عرشه کشتی‌های باری نصب می‌شوند. این استوانه‌ها با مکیدن هوا، فشرده‌سازی آن و سپس خروج آن در جهتی دیگر، نیروی محرکه تولید می‌کنند.

به گفته محققان، هر استوانه می‌تواند به پایین آورده شود تا کشتی‌ها بتوانند از زیر پل‌ها و داخل و خارج از بنادر عبور کنند.

پیشرانه‌های با کمک باد جایگزینی کارآمد برای موتورهای دیزلی هستند

“آنچه قدیمی است دوباره جدید شده است. با پیشرفت‌های تکنولوژیکی امروز، پیشرانه‌های با کمک باد جایگزینی کارآمد برای موتورهای دیزلی هستند,” گفت GeCheng Zha , استاد مهندسی هوافضا و مدیر آزمایشگاه دینامیک سیالات محاسباتی و آیرودینامیک در دانشکده مهندسی دانشگاه میامی.

“و مزیت اصلی این است که دوستدار محیط زیست است—راهی موثر برای کربن‌زدایی از صنعت حمل‌ونقل دریایی که مسئول حدود ۳ درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای در سطح جهان است.”

در برخی از مسیرهای حمل‌ونقل، استوانه‌ها می‌توانند تا ۵۰ درصد مصرف سوخت را کاهش دهند، به گفته Zha که هنوز در مرحله طراحی و شبیه‌سازی ابزارهای پیشرانه بادی خود است.

علاوه بر این، با استفاده از استوانه‌های ثابت و بدون قطعات متحرک، این سیستم نوآورانه وعده می‌دهد تا هزینه سوخت کشتی‌ها را تا ۹۰ درصد کاهش دهد.

قادر به دستیابی به نیروی محرکه بیشتر

Zha گفت: “صنعت حمل‌ونقل دریایی تمایل داشته است که در برابر تغییر مقاومت کند زیرا موتورهای دیزلی بسیار قدرتمند هستند. اما اکنون، با افزایش فشار، خواه به طور ارادی یا غیر ارادی، مجبور به تغییر خواهد شد.”

این استوانه‌های بدون چرخش که با فناوری جت موازی توسعه یافته‌اند مشابه آنچه وی در تحقیقات خود روی انواع جدید هواپیماها استفاده کرده است، انتظار می‌رود که “بسیار کارآمدتر” از ابزارهای پیشرانه با کمک باد باشند که در حال حاضر در تعداد کمی از کشتی‌های باری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

هم‌اکنون، ابزارهای پیشرانه با کمک باد در برخی از کشتی‌ها استفاده می‌شوند.

حدود ۳۰ کشتی باری از یک ناوگان جهانی تقریباً ۶۰,۰۰۰ عددی در حال حاضر از پیشرانه با باد استفاده می‌کنند، که از بادبان‌های سخت ساخته شده از آلومینیوم، فایبرگلاس و فیبر کربن استفاده می‌کنند که با کمترین توان از موتورهای کشتی کار می‌کنند. انتظار می‌رود این تعداد تا پایان این دهه به نزدیک ۱۱,۰۰۰ برسد، به گفته انجمن بادبان بین‌المللی مستقر در لندن.

استوانه‌های پیشرفته Zha نمایانگر یک حرکت رو به رشد در صنعت حمل‌ونقل دریایی برای توسعه و استفاده از تکنولوژی‌های با کمک باد برای سبزتر کردن کشتی‌های باری هستند. از روتورهای چرخان که از به اصطلاح نیروی مگنوس برای تبدیل انرژی باد به نیروی محرکه استفاده می‌کنند تا بال‌های مکش بدون چرخش که از دریچه‌ها و فن‌های داخلی برای دستیابی به نیروی محرکه استفاده می‌کنند، تکنولوژی برای نیرو بخشیدن به کشتی‌های باری با استفاده از یک مفهوم قدیمی در حال گسترش است.

در سال ۲۰۲۳، سازمان بین‌المللی دریانوردی، یک سازمان تخصصی سازمان ملل متحد مسئول تنظیم حمل‌ونقل دریایی، استراتژی اصلاح‌شده‌ای را ارائه کرد که نیاز دارد صنعت حمل‌ونقل دریایی بین‌المللی به صفر خالص انتشار گازهای گلخانه‌ای “تا یا حدود” ۲۰۵۰ برسد.