马格纳斯之力

马格纳斯之力

促进世界航运业的绿色发展,又同时保持其盈利的方法屈指可数。其中一个方法是优化船体和发动机,以减少阻力并提高燃油效率。 另一个方法则是增加风力。

作者:Alexander Farnsworth
照片:Norsepower和Alexander Farnsworth

交通及物流 球面滚子轴承

芬兰Norsepower公司生产外观前卫的辅助旋转风帆,它们安装在船舶甲板上,可以在有风的状况下产生推力。这家专注利基市场的创业公司于2012年成立,拥有7位工程师,他们重新设计了有关风力、阻力、升力等使飞机保持高空飞行的原理,而该原理自诞生起百年来未曾改变。这一做法不仅帮助他们赢得了创新奖项,也赢得了全球最大的几家航运公司的合同。

销售联系方式

evolution@skf.com

“压力在于通过减少全球碳排放实现更环保的船运,” 芬兰赫尔辛基Norsepower公司首席执行官Tuomas Riski表示。他曾经是一名信息技术管理人员,与一批海洋产业专家成立了这家公司,其中包括跻身世界最优秀军舰建筑师行列的Kai Levander。“我们相信,我们的混合动力辅助推进技术可以帮助实现该目标。”

我们的主要目标是继续推进该技术的快速商业化。
芬兰赫尔辛基Norsepower公司首席执行官Tuomas Riski

马士基油轮公司(Maersk Tankers)是世界上最大的油轮运营商之一,最近其携手壳牌海运公司(Shell Shipping)以及英国能源技术研究所,宣布计划在一艘11万载重吨油轮上测试两个30米高、5米宽的旋转风帆——预计可节省10%的燃料。这将是Norsepower迄今为止最大的设备,将于2019年进行测试。此前,相关测试已经分别在一艘位于北海的滚装船和一艘位于波罗的海的维京客运渡船上进行。

Norsepower

  • Norsepower是辅助风力推进系统供应商,其辅助风力推进系统易于维护,在软件环境下运行,并可进行信息校验。
  • 公司成立于2012年。
  • 总部位于芬兰赫尔辛基。
  • Norsepower已筹集了逾1,000万美元资金,用于Norsepower旋转风帆解决方案的开发、试运行和商业化。
    norsepower.com
Tuomas Riski

Norsepower公司首席执行官Tuomas Riski

SKF解决方案大显身手

Norsepower旋转风帆在合适的风力条件下转速可达每分钟200转,外部复合材料保护层的圆周速度约为170公里每小时。SKF球面滚子轴承装置安装在立柱的顶端,为船舶提供推进力。立柱底端的导向辊装有SKF轴承。此外,该旋转风帆在安装过程中还使用了SKF密封件和润滑系统,以承受恶劣环境中的频繁运动和自然力。

“一些新的创业公司甚至在接收商业项目的若干几年前,就会与我们联系,我们很乐意运用我们的工程专业知识帮助它们。携手Norsepower,创新的速度非常快。” SKF芬兰大客户经理Tommi Pitkaaho说道,他自2013年开始与Norsepower合作。

“这是我们行业向前迈出的重要一步,”作为一名航海爱好者,Riski表示,“我们与马士基签订的合同是一个大型复杂项目,我们用简单、强大且高科技的专利技术证明我们可以完成这一项目。”

Norsepower旋转风帆解决方案是一个由复合材料制成的巨大且轻质的旋转圆筒,如同桅杆一样与船舶主甲板以上的部分相连。该创新系统不需要使用巨大的帆布来捕捉风力推动船舶前进,而是借助于电动马达来推动大型直立圆筒旋转。起风时,正如国际海运贸易航线上所经常出现的,圆筒周围空气压力差产生推力,并随后传递到船上。

在物理学方面,Norsepower的旋转风帆系统有点违反直觉,因为它不像风车或风帆那样在风的直接推动下运行。此外,它需要通过电力进行旋转,使风产生高低气压,进而生成推力。

Riski说,Norsepower旋转风帆适用于除了集装箱船只外的大多数船舶。成品油轮和干散货船的甲板具有足够的多余空间,可在几天内安装Norsepower旋转风帆。

“马格纳斯效应”——旋转物体周围的气流。

“马格纳斯效应”——旋转物体周围的气流。

Norsepower利用的自然现象被称为“马格纳斯效应”,以德国物理学家Heinrich Gustav Magnus命名,他在1852年首先用数学方法描述了旋转物体(如网球)周围的气流。Flettner转筒上马格纳斯效应产生的升力,曾经是于1926年横跨大西洋的转筒船Buckau的主要推进手段。芬兰工程师Sigurd Savonius在1924年开发出带有受空气推动圆筒的转筒——Savonius转筒,也归功于这项技术。

Riski解释说,低价柴油发动机的兴起使转筒技术陷入了困境,因此其直至现今才面市。他说:“如果是应用于汽车行业,这个解决方案很快就会采用。为了让船舶运营商感兴趣,我们要尽可能做到价格便宜且易于使用。”

简单来说,按下按钮,Norsepower旋转风帆可以激活系统,降低主发动机速度,从而节油降耗并同时提供足够动力以保持速度和航行时间。当然,前提条件是在起风的时候。

旋转风帆仅仅用作推进力的辅助来源,以减少化石燃料的使用和排放。 Riski表示,在船上安装这样一个风帆的长期投资回收期约为4年。

Norsepower现在具有一些非常出色的应用,公司在发展过程中也获得了一些帮助,并赢得了一系列技术创新奖。

“我们是一个拥有全球供应商网络的小型团队,”Riski说, “我们的主要目标是继续推进该技术的快速商业化。”

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