米其林風帆獲AIP認可，都有啥特點？與其他風帆有啥不同？

近日，法國知名企業米其林公司(Michelin)的充氣風帆Wing Sail Mobility(WISAMO)系統獲得了船級社頒發的原則性認可(AiP)證書。

目前，WISAMO風帆系統已安裝在南太海運公司——南泰斯海事公司(MN)的滾裝船“MN Pélican”號上，所安裝的WISAMO風帆表面積為1076平方英尺。

“MN Pélican”號長155米，8600dwt，租給了Brittany Ferries公司，在英國普爾和西班牙畢爾巴鄂之間的航線上運營。

米其林表示，這是這一創新解決方案進一步發展的重要一步，該系統安裝在“MN Pélican”號上將使該系統可以在商業航海條件下進行測試。如果試驗成功，所積累的經驗將有助于未來建造更大的WISAMO風帆。

據了解，米其林的充氣風帆WISAMO于2021年首次推出，是一種充氣可折疊和自動化的翼帆系統。在進入港口或經過橋下時WISAMO翼帆可進行伸縮。WISAMO充氣風帆由米其林的而研發部門與兩位瑞士發明家合作發明，設計靈感是來自飛機機翼，屬于翼型風帆�？砂惭b在大多數商船和游艇上，尤其適合安裝在滾裝船、散貨船、油船和液化氣船等船型上，且適用于新造船和改裝船。

目前，米其林只測試了1000平方英尺的風帆版本，據該公司表示，之后還將測試3000到5000平方英尺等尺寸的風帆版本，然后將進入全面生產。

2021年6月至12月期間，米其林在知名法國環球賽事選手Michel Desjoyeaux的帆船上對該系統進行了一系列測試，并取得了非常積極的成果。2022年，米其林將其WISAMO翼帆系統安裝在了“MN Pélican”號上，準備開啟測試的第二階段，據介紹，這是WISAMO首次應用在商船上。

米其林的充氣風帆WISAMO最大創新點在于——充氣。那么，不禁要問：

傳統固定風帆都是采用剛性設計，為何米其林會想出充氣方式做風帆？難道是因為習慣操作(輪胎就是充氣的)？

米其林表示，開發充氣風帆WISAMO需要公司的創新的同時，還需要公司具備在高科技材料專業知識方面的經驗，特別是在充氣結構領域。

130年來，米其林一直致力于積攢充氣結構和高科技材料領域的專業技術。2021年，米其林集團收購了法國創新初創公司AirCaptif，以擴大集團非輪胎方面的業務。此舉無疑將加快米其林公司在新興市場上更好的開展各類活動。而且，此次收購也屬于公司“超越輪胎”的可持續增長戰略的一部分。

AirCaptif是一家擁有創新技術的法國初創企業，也是超輕充氣結構領域的專家。這一舉措不僅為充氣翼帆WISAMO的開發提供了保障，還充分體現了米其林在非輪胎業務方面的增長雄心。

圖源/Michelin

據米其林介紹，AirCaptif配備超現代工業手段，提供超輕現代組裝的充氣結構。這些解決方案使用簡單，且比鋼輕10倍，選擇單一充氣點，快速且簡單。它們在航空、醫學、建筑甚至休閑等領域都有應用。

充氣的風帆在穩性等方面是否會存在不足？

米其林表示，充氣風帆不是采用傳統的布帆制成。米其林公司的四大高科技材料業務之一便是可持續柔性復合材料。米其林公司專門針對充氣解決方案提出了相應的復合材料解決方案。第一次技術測試已經證實其可行性，此外，充氣風帆WISAMO的外形還可在20至30度范圍內實現最佳逆風性能。

每當不需要或出現障礙時，翼帆就會折疊收納在船上 圖源/Michelin

有趣的是，比起傳統風帆的外型，這些雪白、大而折邊的巨型充氣風帆與胖乎乎的米其林吉祥物車胎人的橡膠褶皺很好地結合在一起，對此，米其林方還打趣的說，這好比一個非常顯眼的米其林廣告牌一樣，沒什么不好。

米其林充氣風帆的優勢有哪些？

米其林表示，充氣風帆WISAMO系統操作簡單，其設計還可有效解決風帆應用在橋梁和港口等障礙物下的航行難題，風帆的桅桿是可伸縮的，使船舶可以輕松進入港口和從橋下通過，這可以讓船舶實現在所有的海上航線上航行。而且，米其林的第一次技術測試已經證明了這一點，該系統適用所有的海上航線，可以方便地通過港口和橋梁。

針對障礙物下航行的問題，目前已經有解決方案，例如Norsepower的可傾斜旋筒風帆(Rotor Sail)。充氣風帆WISAMO 不同于其他產品的創新點在哪里？

米其林表示，充氣風帆WISAMO操作便捷，該系統采用集成式空氣壓縮機為帆充氣，可以通過按鈕來充氣或放氣，因配備了測量風向和風速的傳感器，可自動旋轉至迎風角度，不需要特別安排船員操作。它的易用性意味著不需要特別的培訓，因此，工作人員的日常工作不會受到影響。

此外，充氣風帆WISAMO可有效應對變化多端的海上復雜情況。充氣風帆WISAMO能夠通過氣體充放實現風帆的快速收放，即使面對暴風雨也沒問題，膨脹的風帆能有效吸收能量，如果天氣惡劣也能迅速收起。

充氣風帆在環保方面的貢獻有哪些？

米其林表示，充氣風帆WISAMO系統不僅可使船舶減少燃料消耗，還可降低船舶的二氧化碳排放，根據船舶的類型、航線或主要天氣條件，該系統可為每艘船舶節省高達20%的燃料。根據風力和使用的路線，這一水平可以進一步提高。米其林的模擬顯示，在跨大西洋航線的一段上，二氧化碳減少了35%。

除了上述創新型充氣風帆外，目前市面上還有哪些風帆類型呢？

翼帆

瑞典船舶設計與管理公司Wallenius Marine正在與瑞典皇家理工學院(KTH)以及SSPA公司聯合開展一項風帆動力汽車運輸船(wPCC)研發項目，并推出了名為Oceanbird的概念船型，號稱是全球最大的風帆動力貨船，預計將于2024年投入運營。

Oceanbird船長200米，寬40米，平均航速10節，最高航速可達16節，安裝5臺可升降翼帆裝置，同時配備一臺輔助發動機，可在12天內穿越大西洋，可運載7000輛汽車，也能裝載又高又重的散裝貨物，相比現有船舶，碳排放可降低90%。

翼帆由鋼和復合材料制成，可360度旋轉以最佳方式捕獲風力。當船舶需要在橋下通行或者遭遇強風需要減少翼帆表面以降低速度時，伸縮式結構可將翼帆裝置高度從105米降到45米。

與傳統風帆相比，翼帆不僅與飛機機翼有更多共同點，而且它們還以非常復雜的方式與船體相互作用。這意味著可以非常有效地利用風力，船體和翼帆的不同部分緊密配合，從而提高船舶性能。

三翼風帆

瑞典船舶設計與管理公司Wallenius Marine正在與瑞典皇家理工學院(KTH)以及SSPA公司聯合開展一項風帆動力汽車運輸船(wPCC)研發項目，并推出了名為Oceanbird的概念船型，號稱是全球最大的風帆動力貨船，預計將于2024年投入運營。

Oceanbird船長200米，寬40米，平均航速10節，最高航速可達16節，安裝5臺可升降翼帆裝置，同時配備一臺輔助發動機，可在12天內穿越大西洋，可運載7000輛汽車，也能裝載又高又重的散裝貨物，相比現有船舶，碳排放可降低90%。

翼帆由鋼和復合材料制成，可360度旋轉以最佳方式捕獲風力。當船舶需要在橋下通行或者遭遇強風需要減少翼帆表面以降低速度時，伸縮式結構可將翼帆裝置高度從105米降到45米。

與傳統風帆相比，翼帆不僅與飛機機翼有更多共同點，而且它們還以非常復雜的方式與船體相互作用。這意味著可以非常有效地利用風力，船體和翼帆的不同部分緊密配合，從而提高船舶性能。

三翼風帆

英國能源科技公司Windship Technology日前宣布，該公司具有專利的三翼風帆裝置已經獲得了船級社的原則性認可(AiP)。

Windship Technology的風帆設計采用復合材料建造，減輕了其在高處的重量。風帆部署在船上的鋼制十字形底座上，該底座與船舶形成交叉點，并容納升降機構，這對于進入港口和通過橋梁尤其重要。風帆裝置可以根據裝卸作業的需要進行升降，在運營過程還能自動控制，通過旋轉從可用的風力中獲得最大的動力優勢。

新型風帆推進系統

日本名村造船正聯手日本船東NS United Shipping共同開發一種用于183000載重噸好望角型散貨船的風帆動力節能系統。

據介紹，該系統的特點包括可以在沒有風力或處理貨物時收回到甲板下，能夠橫向展開以便從風力中獲得最大推進力，通過設置多種標準來確定風帆形狀并采用不同形狀的風帆，從而保障船橋上的能見度符合法規要求。名村造船已經為這種風帆系統申請了專利。

OceanWings®風帆

由法國VPLP Design、法國Alwena Shipping、中國船舶上海船舶研究設計院和法國AYRO聯合開發的“Trade Wings 2500”低碳2500箱集裝箱船獲得船級社頒發的原則性認可(AiP)證書。

“Trade Wings 2500”總長197米，船寬32米，載重量為32500噸，可裝載2500個20尺集裝箱，配有700個冷藏箱插座，由六個OceanWings®風帆和吊艙聯合推進。在碼頭，風帆可通過垂直的滑桿機械裝置進行部分回收，以減小對裝卸貨的影響。

相較傳統推進方式，以4000海里跨大西洋航線為例，在相同航速下，“Trade Wings 2500”最高可減少35%CO2排放量，其中OceanWings®貢獻率占比57%。

硬翼帆

商船三井一直在從事風帆動力的研究。此前，商船三井已經與大島造船等合作伙伴開展了“Wind Challenger”研發項目，共同推出了硬翼帆式風力推進裝置，并在2019年10月獲得了船級社頒發的原則性認可(AiP)。這種裝置通過可伸縮的硬翼帆利用風能作為推進力。

2020年12月，商船三井在大島造船訂造了首艘配備硬翼帆式風力推進裝置的風帆動力巴拿馬型散貨船。預計這艘配備了風力推進裝置的散貨船將能夠使每次航行的燃料消耗降低5%至8%。與同類型傳統船舶相比，在日本-澳大利亞航線上將能減少5%的溫室氣體排放，在日本-北美西海岸航線上能夠削減8%的溫室氣體排放。

固體風帆

法國龐洛郵輪(PONANT)正在其“Le Ponant”號郵船上試驗固體帆概念(Solid Sail concept)。這種采用玻璃纖維、碳和環氧樹脂板制造的碳-板條框架新型風帆在2009年和2017年申請了兩項專利。由于該風帆將大大減少與推進相關的能耗，因此將大幅降低對環境的影響。

旋筒風帆

2018年，馬士基集團旗下的馬士基油輪Maersk Tankers公司，首次在其成品油船上嘗試利用了這一風能技術推進航行。

“MAERSK PELICAN”是馬士基油輪項目中全球成品油船首次安裝風動力能源技術。該“旋筒風帆”順利完成安裝及各項測試，對船舶航運節能環保起到了積極的推動作用。

旋筒風帆是大型圓柱形機械風帆，旋轉產生壓力差，稱之為馬格努斯效應(Magnus Effect)，從而推動船舶前進，為船舶提供輔助風動力，達到降低燃料消耗、減少污染排放、優化能效利用的效果。

此次安裝在船上的旋筒風帆高30米，直徑為5米，是當時世界最大的風帆。

除了馬士基，還有芬蘭船東Bore公司旗下的一艘9700載重噸級的滾裝船“M/S Estraden”輪，液化天然氣動力郵輪“M/S Viking Grace”也使用了旋筒風帆。

可傾斜旋筒風帆

鋁業巨頭Hydro公司為其滾裝船“SC Connector”號安裝了芬蘭輔助可再生風力推進系統提供商Norsepower的兩個可傾斜旋筒風帆(Rotor Sail)，由Norsepower和SEA-CARGO聯合開發，高35米、寬5米，在需要時可以傾斜至幾乎水平，以適應船舶的航行要求。

SEA-CARGO預計，利用旋筒風帆技術，“SC Connector”號全年的燃料消耗和二氧化碳排放將減少四分之一。

“風箏”系統

Seawing是一個1000平方米的傘翼，在海拔200米以上動態飛行，旨在充分利用風力，將燃料消耗和排放減少10%至40%。Seawing以超過100公里/小時的速度沿著8子軌跡動態飛行，產生的牽引力是靜態“風箏”或帆的10倍。