Wingsail – технологія, яка може поміняти все

IWS-система

Майже три роки тому світло побачило буквально надувне крилате вітрило (Inflatable Wingsail – скорочено IWS). Його творці – винахідники Едуард Кессі та Лоран де Кальберматтен. За початковим задумом таке вітрило встановлюється на неукріпленій щоглі. IWS надується за допомогою вбудованого компресора повітря. Дивно, але для того, щоб його надути був потрібний вкрай низький тиск - всього два мілібари. 

IWS являє собою м'яке і симетричне вітрило (творці називають його просто wingsail або вінгсейл (російською)). Він набагато простіше в управлінні, ніж класичний грот, але при цьому його легко ставити та прибирати. 

IWS "зникає" під палубою і в здутому стані займає дуже мало місця. Багато оглядачів тоді помітили, що ця технологія може отримати серйозний розвиток у сфері суперяхт та комерційних перевезень за рахунок своєї простоти та ефективності.

Подібне спрощення вітрила не є новинкою в інженерному світі. IWS сам успадковує безліч старих ідей, в основі більшості з яких є неукріплена щогла. Найдавніша варіація такої щогли зустрічається в китайських джонках. Аналог такої щогли добре знайомий радіоаматорам – телескопічна антена у всій своїй красі. 

AeroRig - предтеча сучасних Wingsail-систем

Компанія Freedom Yachts Гері Хойта використала цей підхід у середині 1970-х років. На жаль, тоді такий підхід не завоював популярності. Через 10 років була розроблена система AeroRig – унікальна у своєму роді. 

Суть системи зводилася до того, що на щоглу встановлювався наскрізний гік, що обертається (або два гика з двох сторін щогли) на які встановлювалися грот і стаксель. Перевагою такої системи була простота в управлінні. Сила тяги обох вітрил врівноважуються і вся конструкція легко керувалася лише через грот.

Нащадком AeroRig є Dynarig. Ця система розроблена Dykstra Naval Architects і реалізована Magma Structures у Великій Британії для двох вражаючих суперяхт. Цими яхтами були Maltese Falcon та Black Pearl. 

Dykstra Naval Architects вирішили розширити ринок та уклали угоду з компанією Southern Spars – гігантом морської технологічної індустрії. Така угода свідчить про те, що тепер ще більше суперяхт і великих суден комплектуватиметься системою Dynarig. Dynarig загалом спрямовано тих клієнтів, кому не важливо наявність вітрила, але важлива простота і екологічність судноплавства. 

Компанія Dykstra зараз реалізує проект Wind Assisted Shipping Project (WASP) – багатоцільове вантажне судно, в якому щогли Dynarig також використовуються як крани. Dykstra працює з компанією Veer над створенням першого у світі вантажного флоту без викидів.

Саймон Ватін, президент морського підрозділу компанії VLPL, каже: “Технологія готова і вже зараз працює. Залишилося довести її до ідеалу, але на це можуть знадобитися десятиліття. Що не менш важливо – ми хочемо переконати людей переходити на Wingsail та Dynarig. Особливо тих, хто зазвичай віддає перевагу моторним яхтам. Також це стосується людей, яких цікавить простота та надійність”. 

Ватин вказує на переваги в економії палива, дальності плавання, комфорті та автономності. Приклад концепту такої яхти від VPLP – Seaffinity, про яку ми писали у жовтні минулого року У ньому використовується видозмінена технологія Windsail під назвою Oceanwings. 

Концепти, концепти, концепти...

Компанія VPLP також співпрацювала з компанією Ayro. Разом вони створили концепт неймовірної суперяхти Nemesis One – 101-метрового катамарану на підводних крилах. За попередніми оцінками такий кат повинен розвивати швидкість близько 50 вузлів! 

Nemesis One є повністю автоматизованим катамараном. Практично все керування здійснюється з контрольних панелей. На Nemesis One також використовується Oceanwings. Вітрила цієї системи аналогічні по суті IWS - їх можна прибрати і поставити просто надувши їх. 

Незважаючи на успіхи у створенні концептів, першими на собі зазнають сучасних гірських вантажів повною мірою комерційних суден. VPLP разом із судноплавною компанією Alizé взялися за створення судна Canopée. Воно буде призначене для транспортування частин ракети Ariane 6 із портів Європи до Французької Гвінеї. Спуск судна на воду заплановано на кінець 2022 року. Довжина Canopée повинна становити 121 метр, а в рух його наводитиме установка Oceanwings. Усього буде чотири щогли з вітрилами площею 363 м2. Ця система повинна допомогти знизити споживання палива щонайменше на 15% відсотків.

Саймон Ватін каже: “Ми спираємося на аеродинамічну ефективність кожного вітрила. Також ми робимо ставку на автоматизацію — жодного такелажу, жодного фізичного втручання людини у постановку та прибирання вітрила”. 

Цікаво, але є й різниця в Oceanwing для суперяхт та комерційного судноплавства. Так, для торгових суден можливе використання деяких моделей Oceanwing як крани для вантажу. Для вітрила використовується армована ПВХ-тканина. В наявності також має бути похилий механізм, який дозволить пройти судну під низьким мостом. 

Версія для суперяхт буде трохи складнішою, але суть технології залишиться тією ж. Для суперяхт передбачено більшу різноманітність кольорів та матеріалів для вітрил та щоглів. Також більше уваги приділяється розподілу ваги та встановлення всієї супутньої комутації для управління.

Сміливі ініціативи – варіація wingsail від Michelin

Після появи IWS багато рецензентів зазначали, що ймовірний розвиток комерційного судноплавства випередить ринок суперяхт. Так і сталося.

Система WISAMO – це ініціатива компанії Michelin. Проект та його випробування займається дворазовим переможцем Vendée Globe Мішель Деджойо. WISAMO це деяке переосмислення IWS, яка використовує надувне вітрило, встановлене на неукріпленій телескопічній щоглі.

"Коли я побачив цю систему, то подумав, що вона має багато переваг порівняно з іншими", - каже Деджойо. «Система WISAMO пропонує варіант «підключи та працюй». Ця система проста як у встановленні на судно, так і в демонтажі, управлінні чи ремонті. Простота це те, що потрібно, коли на містку мало членів екіпажу. Що важливіше – автономна робота”.

Буквально на початку 2022 року Michelin заявила про проведення випробувань своєї системи. Для цього компанія уклала партнерську угоду із Compagnie Maritime Nantaise. Незабаром система буде встановлена на одному із суден, що ходять між Більбао (Іспанія) та Пулом (Великобританія). Планується введення судна в експлуатацію вже до кінця 2022 року. 

Скорочення викидів

І все-таки вся судноплавна галузь суттєво забруднює довкілля. Особливо помітним є вплив викидів великої кількості вуглекислого газу. Згідно з останніми оцінками, судноплавство виробляє 2,21 TP1T всіх глобальних викидів в атмосферу. 

Міжнародна морська організація, що є частиною ООН, опублікувала стратегію скорочення викидів вуглекислого газу. Судноплавство має досягти середнього скорочення викидів на 40% до 2030 року, а до 2050 року – до 50%. 

ЄС уже вживає заходів для того, щоб закріпити ці цілі на юридичній основі. До першої межі залишилося зовсім небагато часу – 8 років. Завдання здається непосильним, але дорогу здолає той, хто йде. 

Незважаючи на те, що часу залишилося небагато, безліч компаній та корпорацій вже вкладають свої гроші та енергію в те, щоб наблизитись до показників якнайшвидше. Цікаво, що мета скорочення викидів будуть реалізовувати за допомогою вітрила.

Останнє вітрильне комерційне судно “Памір” припинило своє функціонування 1957 року. А з моменту тотального панування вітрила у Світовому океані на той момент уже минуло 150 років. Але за цей час ми явно засвоїли один урок – будь-які зміни в будь-якому флоті вимагають витримки і часу. 

Загалом світовий флот має одну глобальну проблему, яка на першому етапі здавалася порятунком. Судна будуються надовго. Термін експлуатації багатьох суден перевищує щонайменше 20 років. Людству доведеться перебудувати весь свій морський флот із застосуванням нових технологій, але цього разу ми маємо фінальний термін.

Не дивуйтеся, що на сайті про яхти та статті про новий тип вітрил стільки часу приділено саме торговому флоту. Тому що тільки випробувавши нові технології, обкатавши їх у висококонкурентній судноплавній комерційній галузі, вони (технології) потраплять до цивільного флоту. 

Простих варіантів немає

Зараз є багато різних технологічних рішень. На жаль, більшість із них досить прості та локальні – з їх допомогою галузі не досягти зменшення 40% викидів до 2030 року. Все, про що ми та наші колеги розповідаємо на наших сайтах – двигуни та силові установки, нові джерела палива та екологічні матеріали – все це лише верхівка айсберга. 

Всі ці нові рішення знаходяться на стадії розробки та часто вимагають непомірних капіталовкладень. Розвиток індустрії не стоїть на місці, але ми (моряки, яхтсмени та верфі) не встигаємо за змінами клімату. Але тішить хоча б те, що більшість із нас і багато компаній усвідомили масштаб проблеми та часові рамки її вирішення. 

Саймон Шофілд, головний операційний директор компанії BAR Technologies, яка є підрозділом британської команди Кубка Америки, каже: 

«У них на руках величезна проблема! За останні два роки ми побачили помітну різницю у галузі. Два-три роки тому, коли ми говорили про цю технологію [крилатих вітрил], люди говорили: «Так, це здорово». Однак ми чули про це роками, але ніхто не виявляв справжнього інтересу… А тепер: «Як швидко ми зможемо отримати wingsail? Що ще маєте? Ми маємо рухатися, ми маємо йти»».

Тішить, що недоліку в ентузіастах, які намагаються знайти вирішення проблеми, схоже, немає. 

Складності технології wingsail

Проблеми виникають не стільки з самими wingsailʼами, скільки з їхньою взаємодією з іншими системами суден. Якщо така система встановлюється на судно, яке не було призначене для неї, то очікувано зміниться навантаження на гребний вал та гвинт, а це вплине на його ефективність. Після цього зміниться і витрата палива. Перераховувати ланцюжок можна довго. 

Незважаючи на те, що wingsail та його аналоги мають ще довгий шлях розвитку, думається нам, що незабаром ми побачимо безліч цікавих суперяхт, катамаранів, тримаранів, монохулів і гігаяхт із застосуванням цієї технології.

Але для початку чекаємо суттєвих змін у торгових та комерційних судах. З ймовірністю 100% робимо пророцтво, що нові рішення звідти знайдуть своє широке застосування в парусному спорті. 

Дякую, що приділили час на прочитання. Не забудьте оцінити матеріал. Інші цікаві новини, статті, лонгріди та поради ви зможете знайти за посиланнями нижче або в розділі “Новини”.

29.10.2022