像鲸鱼一样的“吞噬海浪技术”可以推动船只朝零排放迈进

仿佛鲸鱼般通过“吞噬海浪技术”推动船舶向零排放迈进

英国克兰菲尔德大学的科学家正在开发一种适用于船舶的水下翼,可以帮助减少一个排放量超过航空旅行的部门的碳排放。

这种被称为“吞食波浪推进技术”的技术实质上是一种安装在船体底部的振动叶片系统,帮助推动船只前进。受到鲸鱼尾鳍的启发,这个系统利用波浪的动能实现无燃料推进。

翼通过水流动时,会自动上下摆动产生推力,就像鸟在空中滑翔或鱼在水中游动时一样。

然而,就像鱼或鸟一样,除非有引擎提供初始动力,否则系统将无法工作。但一旦船只巡航,叶片将减少推动船只前进所需的总体力量。

这张来自挪威的创业公司Wavefoil的图解说明了基本概念:

克兰菲尔德大学海洋实验室对波浪吞噬推进系统进行的实验模型测试发现,它可以将船舶的燃料使用量降低高达15%。虽然听起来可能并不多,但这是一项相对简单的技术,可以安装在现有船只上。结合其他正在开发的大量去碳化航运技术,如巨型风帆或太阳风帆等,这些叶片可以帮助全球航运行业朝零排放目标迈进。

利用流动水产生推力的振动叶片概念是一个多世纪前德国研究人员发现和证明的。但在很长一段时间内,这个过程在实际层面上并没有得到足够的理解,而且减少燃料使用的紧迫性也不像今天这么大。

然而,在过去几年里,已经有一些企图将波浪吞噬推进技术商业化并推向市场的尝试。挪威的Wavefoil和美国的Liquid Robotics公司表现最为有前景。

Wavefoil在2019年首次在船只上安装可伸缩的浆形叶片时成为新闻头条。这种巨型纤维玻璃叶片在不使用时可以折叠进船体内部,这是首个能够做到这一点的技术。这意味着这些叶片可以在大风浪时收起(它们可以承受高达6米的波浪高度)以及停靠时进行收起。

据其创造者表示,通过利用波浪的上下运动,这些叶片可以节省燃料,同时在汹涌的海上提高舒适度。Wavefoil至今已经筹集了500万欧元(2022年获得挪威创新基金的拨款),并在成立以来在一些船只上安装了该技术。

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Liquid Robotics的Waveglider机器人由表面的太阳能电池板和下方的波浪推进装置提供动力。图片来源:Liquid Robotics

而Liquid Robotics则开发了一种称为Waveglider的自主水面舰艇。这个远洋机器人配备了太阳能电池板和波浪推进系统,可以在海上连续工作一年,进行研究和国防应用的数据收集,不需要任何人工干预。该公司于2016年被波音收购,根据Dealroom的数据,目前估值约为2亿美元。

虽然这仍然是一个新兴领域,但这两家公司已经表明,吞噬波浪技术有潜力提供一个令人惊讶的简单解决方案,以减少大大小小船只的能源消耗。在克兰菲尔德大学,首席研究员杨亮博士设想这项技术将来会应用于各种海事应用中,从垃圾收集机器人到巨型货船。

瞧一瞧这个视频来荒废Wavefoil的技术吧: