近日，國內(nèi)首艘安裝風(fēng)帆裝置的30萬噸級超大型油輪（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)團隊十年來潛心研究的成果。

從0到1，系統(tǒng)研究積累構(gòu)建技術(shù)體系

節(jié)能環(huán)保一直是近年來航運業(yè)關(guān)注的熱點。在從船舶線型、主機、推進器等方面改進優(yōu)化船舶設(shè)計的同時，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)動方式，而隨著空氣動力學(xué)技術(shù)以及船舶設(shè)計手段的進步，采用基于現(xiàn)代翼型設(shè)計理論的升力帆技術(shù)為船舶提供輔助推進，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)團隊，聯(lián)合中遠集團等國內(nèi)優(yōu)勢單位，圍繞風(fēng)帆技術(shù)展開系統(tǒng)性研究。

此時的研發(fā)團隊在風(fēng)帆技術(shù)方面的基礎(chǔ)實際上是一片空白，但他們毫無退縮，而是迎難而上。通過查閱資料、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)洞等試驗研究資源，系統(tǒng)性地開展大量試驗，進行設(shè)計、評估、驗證、優(yōu)化設(shè)計、再評估驗證的反復(fù)迭代。

歷經(jīng)十年深耕，七〇二所研發(fā)團隊先后突破了風(fēng)帆系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)、加裝風(fēng)帆船舶綜合航行能力預(yù)報與能效評估技術(shù)、風(fēng)帆-推進-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，自主知識產(chǎn)權(quán)彰顯“中國設(shè)計”

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)團隊選用傳統(tǒng)的風(fēng)帆翼型進行論證分析，試驗顯示出了節(jié)能效果，驗證了可行性。研發(fā)團隊看到曙光的同時，也深知傳統(tǒng)的風(fēng)帆翼型遠算不上高效風(fēng)帆翼型，國內(nèi)外文獻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)計方面還有大量工作要做。

隨后，研發(fā)團隊采用參數(shù)化建模方法，形成系列風(fēng)帆剖面翼型設(shè)計方案，并逐一進行評估驗證，最終提出了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的U型風(fēng)帆剖面方案，與國內(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“中國設(shè)計”的力量。

從試驗到工程，實用可靠性接受實船考核

雖然風(fēng)帆技術(shù)在試驗室環(huán)境下驗證了無數(shù)次，但研發(fā)團隊始終渴望著能夠在實船上實現(xiàn)安裝應(yīng)用，也為了達到這個目標(biāo)不懈努力著。而實船應(yīng)用又迎來了更多工程方面的問題：除了風(fēng)帆自身的設(shè)計建造，安裝風(fēng)帆后對船舶的安全性會帶來影響嗎？對船舶操縱性和耐波性會造成怎樣的變化？需要如何操控才能發(fā)揮風(fēng)帆最大效能？風(fēng)帆實船節(jié)能效果如何評判等等……

研究應(yīng)用越深入，需要回答的問題就越多。為此，研發(fā)團隊持續(xù)攻關(guān)，針對目標(biāo)船先后完成風(fēng)帆布局設(shè)計研究、風(fēng)帆樣機氣動載荷評估、風(fēng)帆船綜合航行性能評估、船載直升機作業(yè)影響評估、風(fēng)帆船聯(lián)合控制策略以及節(jié)能效果評估方法研究等工作，為工程應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。

2015年，依托科技部863項目支持，在中遠集團50000噸級“鵬龍?zhí)?rdquo;散貨船上進行了風(fēng)帆樣機安裝和海試。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)團隊和大連船舶重工集團公司、招商局能源運輸股份有限公司、中國船級社、中國造船工程學(xué)會、大連海事大學(xué)、大連理工大學(xué)等單位組成“國家隊”，針對招商局能源運輸股份有限公司30萬噸級VLCC開展風(fēng)帆設(shè)計、建造和實船示范應(yīng)用。目前該船已正式出塢，即將揚帆起航。

“長風(fēng)破浪會有時，直掛云帆濟滄海”，七〇二所風(fēng)帆技術(shù)研發(fā)團隊還將再接再厲，不斷開展船舶節(jié)能減排技術(shù)開發(fā)，為船舶插上“綠色”的翅膀。