近日，國(guó)內(nèi)首艘安裝風(fēng)帆裝置的30萬(wàn)噸級(jí)超大型油輪（VLCC）順利出塢。在這背后，凝聚了七〇二所風(fēng)帆技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)十年來(lái)潛心研究的成果。

從0到1，系統(tǒng)研究積累構(gòu)建技術(shù)體系

節(jié)能環(huán)保一直是近年來(lái)航運(yùn)業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。在從船舶線型、主機(jī)、推進(jìn)器等方面改進(jìn)優(yōu)化船舶設(shè)計(jì)的同時(shí)，七〇二所更敏銳地將目光放到了新能源利用上。風(fēng)能作為綠色、清潔、可再生能源，是船舶最原始的驅(qū)動(dòng)方式，而隨著空氣動(dòng)力學(xué)技術(shù)以及船舶設(shè)計(jì)手段的進(jìn)步，采用基于現(xiàn)代翼型設(shè)計(jì)理論的升力帆技術(shù)為船舶提供輔助推進(jìn)，在提高船舶能效方面有著巨大的潛力。為此，自2008年起，七〇二所組建成立了風(fēng)帆技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中遠(yuǎn)集團(tuán)等國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位，圍繞風(fēng)帆技術(shù)展開(kāi)系統(tǒng)性研究。

此時(shí)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)在風(fēng)帆技術(shù)方面的基礎(chǔ)實(shí)際上是一片空白，但他們毫無(wú)退縮，而是迎難而上。通過(guò)查閱資料、調(diào)研、研討，逐步形成清晰的技術(shù)研發(fā)路線；充分利用七〇二所水池、風(fēng)洞等試驗(yàn)研究資源，系統(tǒng)性地開(kāi)展大量試驗(yàn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)、評(píng)估、驗(yàn)證、優(yōu)化設(shè)計(jì)、再評(píng)估驗(yàn)證的反復(fù)迭代。

歷經(jīng)十年深耕，七〇二所研發(fā)團(tuán)隊(duì)先后突破了風(fēng)帆系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)、加裝風(fēng)帆船舶綜合航行能力預(yù)報(bào)與能效評(píng)估技術(shù)、風(fēng)帆-推進(jìn)-操縱系統(tǒng)聯(lián)合控制技術(shù)、風(fēng)帆船舶集成技術(shù)等一系列關(guān)鍵技術(shù)，形成了完備的風(fēng)帆技術(shù)研發(fā)的能力體系。

從傳統(tǒng)風(fēng)帆到U型風(fēng)帆，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)彰顯“中國(guó)設(shè)計(jì)”

風(fēng)帆的剖面翼型直接影響著風(fēng)能利用的效率。研究之初，研發(fā)團(tuán)隊(duì)選用傳統(tǒng)的風(fēng)帆翼型進(jìn)行論證分析，試驗(yàn)顯示出了節(jié)能效果，驗(yàn)證了可行性。研發(fā)團(tuán)隊(duì)看到曙光的同時(shí)，也深知傳統(tǒng)的風(fēng)帆翼型遠(yuǎn)算不上高效風(fēng)帆翼型，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中查閱到的各種翼型也都存在一定局限性，在自主風(fēng)帆設(shè)計(jì)方面還有大量工作要做。

隨后，研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用參數(shù)化建模方法，形成系列風(fēng)帆剖面翼型設(shè)計(jì)方案，并逐一進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)證，最終提出了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的U型風(fēng)帆剖面方案，與國(guó)內(nèi)外已知各種風(fēng)帆剖面方案比具有最優(yōu)的升力特性，彰顯了“中國(guó)設(shè)計(jì)”的力量。

從試驗(yàn)到工程，實(shí)用可靠性接受實(shí)船考核

雖然風(fēng)帆技術(shù)在試驗(yàn)室環(huán)境下驗(yàn)證了無(wú)數(shù)次，但研發(fā)團(tuán)隊(duì)始終渴望著能夠在實(shí)船上實(shí)現(xiàn)安裝應(yīng)用，也為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)不懈努力著。而實(shí)船應(yīng)用又迎來(lái)了更多工程方面的問(wèn)題：除了風(fēng)帆自身的設(shè)計(jì)建造，安裝風(fēng)帆后對(duì)船舶的安全性會(huì)帶來(lái)影響嗎？對(duì)船舶操縱性和耐波性會(huì)造成怎樣的變化？需要如何操控才能發(fā)揮風(fēng)帆最大效能？風(fēng)帆實(shí)船節(jié)能效果如何評(píng)判等等……

研究應(yīng)用越深入，需要回答的問(wèn)題就越多。為此，研發(fā)團(tuán)隊(duì)持續(xù)攻關(guān)，針對(duì)目標(biāo)船先后完成風(fēng)帆布局設(shè)計(jì)研究、風(fēng)帆樣機(jī)氣動(dòng)載荷評(píng)估、風(fēng)帆船綜合航行性能評(píng)估、船載直升機(jī)作業(yè)影響評(píng)估、風(fēng)帆船聯(lián)合控制策略以及節(jié)能效果評(píng)估方法研究等工作，為工程應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2015年，依托科技部863項(xiàng)目支持，在中遠(yuǎn)集團(tuán)50000噸級(jí)“鵬龍?zhí)?rdquo;散貨船上進(jìn)行了風(fēng)帆樣機(jī)安裝和海試。同年起，在工信部高技術(shù)船舶科研的支持下，七〇二所風(fēng)帆技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)和大連船舶重工集團(tuán)公司、招商局能源運(yùn)輸股份有限公司、中國(guó)船級(jí)社、中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)、大連海事大學(xué)、大連理工大學(xué)等單位組成“國(guó)家隊(duì)”，針對(duì)招商局能源運(yùn)輸股份有限公司30萬(wàn)噸級(jí)VLCC開(kāi)展風(fēng)帆設(shè)計(jì)、建造和實(shí)船示范應(yīng)用。目前該船已正式出塢，即將揚(yáng)帆起航。

“長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海”，七〇二所風(fēng)帆技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)還將再接再厲，不斷開(kāi)展船舶節(jié)能減排技術(shù)開(kāi)發(fā)，為船舶插上“綠色”的翅膀。