Будущее парусного судоходства: лодки на водороде, нетонущий металл и автовоз под парусами

читать 3 мин.

В мире совершается энергетическая революция. Автомобили на водороде уверенно занимают мировой рынок транспорта. Норвегия планирует запретить использование бензиновых и дизельных двигателей в Осло с 2025 года. Великобритания откажется от их продажи по всей стране к 2040.

Водный транспорт уходит от традиционной углеводородной энергии в сторону экологичных видов топлива — на катерах и яхтах используют H2 двигатели. Парусные суда увеличиваются до размеров трансокеанских контейнеровозов. А изобретатели создают металлы, которые не тонут в море.

Лодки на водородном двигателе 

В Норвегии уже ходят паромы с водородными силовыми установками. А голландская верфь Feadship амбициозно заявила, что к 2025 году откажется от традиционных двигателей внутреннего сгорания в пользу водородных и электрических агрегатов.

Существуют два типа водородных двигателей:

1. Моторы на сжиженном Н2.

Работают на принципе пропановых установок. В них водород смешивается с воздухом, окисляется кислородом. Проще говоря — горит. Далее тепловая энергия переводится в электричество и используется в работе двигателя. В выхлопе остаются только вода и испарения моторных масел.

2. Аккумуляторные агрегаты.

Эти топливные элементы похожи на свинцовые аккумуляторы. В них в результате электрохимической реакции ионов водорода и кислорода образуется электрический ток, который идет на питание двигателя.

Но водород в чистом виде в природе не встречается. Промышленные способы его добычи — из метана, угля, с помощью атомной энергии и даже из биомассы. Но действительно «золотое дно» производства водорода —  электролиз воды. Для судостроения это практически неиссякаемый источник энергии. Ведь воды вокруг кораблей буквально море.

Катамаран Energy Observer — «испытательный полигон» технологий для судовых водородных двигателей. Этот 30,5‑метровый парусник построили в 1983 году. Более 30 лет он гонялся на серьезных трансокеанских и кругосветных регатах. В 1993 году новозеландский яхтсмен сэр Питер Блейк установил на нем скоростной рекорд кругосветного путешествия. Новая страница в истории катамарана началась в 2016 году. Парусник капитально перестроили — он стал плавучей лабораторией, на борту которой тестировали и совершенствовали энергосберегающее оборудование.

В 2017 году команда Energy Observer отправилась в шестилетнее кругосветное плавание. До 2023 года экипаж будет обкатывать систему из водородного двигателя, солнечных батарей и других возобновляемых источников энергии. В 2019 году Energy Observer совершил Арктическую экспедицию к Шпицбергену, пройдя маршрут исключительно на водороде, энергии ветра и солнечных панелей.

Сердце катамарана — водородные двигатели c топливными элементами и установка для электролиза морской воды. Они автономно обеспечивают Energy Observer топливом. Французские специалисты-энергетики разработали компактный вариант такого устройства. Система за час производит из 4 литров воды до 4 кубических метров чистого Н2.

Устройство электролиза очищает от примесей морскую воду.  Для опреснения 90 литров питьевой воды требуется затратить 250 Вт электричества. Из них 30 литров используются для электролиза и получения Н2, который поможет снова выработать электричество. Система циклична и требует лишь своевременного техобслуживания.

В 2018 году установка проработала около 1,5 тысяч часов и произвела 488 кг Н2. На борту Energy Observer может храниться до 63 кг Н2. Этого хватило бы для обеспечения электричеством семьи из четырех человек, живущей в доме площадью 140 кв.м., в течение 40 дней.

Тепло, которое выделяется во время работы двигателя, на Energy Observer используют для обогрева кают и нагрева воды. Кроме водородного двигателя на борту Energy Observer также установлены солнечные батареи и пара автоматизированных поворотных жестких парусов-крыльев Oceanwings от дизайн-студии VPLP. Общая площадь солнечных батарей превышает 200 кв.м., а площадь каждого паруса — более 31 кв.м. Также электричество на катамаране получают от гидрогенераторов, использующих силу океанского течения.

Мощность двух двигателей Energy Observer — 115 л.с. Оптимальная скорость для этого катамарана — 4,5 узла. Максимальная скорость, которую развивало судно — 12,7 узла.

В море не тонет

Металл, который не способен утонуть в воде, создали специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета.

Работой над созданием металла занимались в лаборатории легких материалов и конструкций. Научные сотрудники ВУЗа создали уникальную алюминиевую сэндвич-панель. Плотность разработки оказалась меньше, чем у воды. За счет этого ячеистого свойства материал не погружается в воду.

Нетонущим металлом уже заинтересовались конструкторские бюро и судостроительные предприятия.

Супер-парусник перевезет через Атлантику тысячи автомобилей

Компания Wallenius Marine разрабатывает новый суперпроект — парусный автовоз. Да, вы не ошиблись! Этот футуристичный парусник получит имя OceanBird — Океанская птица. Судно будет двигаться исключительно силой ветра. В этом ему помогут пять парусов, похожих на крылья самолета. На парусной тяге корабль разгонится до 10 узлов. При этом он способен нести на палубах до 7000 легковых автомобилей!

Судостроители рассчитали, что парусник пересечет Атлантику за 12 суток. Грузовые суда, движимые «ископаемым» топливом, совершают подобный рейс за восемь дней. OceanBird уступает им в скорости, но зато он абсолютно безвреден для океана и атмосферы.

Выдвижные крылатые паруса вытянутся на высоту 80 метров. Ими будет управлять программное обеспечение. Алгоритм программы точно рассчитает высоту выдвижения парусов и угол поворота. Парусник оснастят гибридной силовой установкой. Экипаж будет применять ее при маневрировании и наборе хода. Вспомогательный двигатель будет работать на экотопливе. «Океанская птица» снизит вредные выбросы в атмосферу на 90% благодаря комбинации парусов и «чистого» двигателя.

Пока OceanBird находится на стадии проектирования. Проект парусника доработают в 2021 году. Заложат судно в 2024 году. 

Корабелы будущего уверенно создают новые парусные суда с дополнительными «чистыми» источниками энергии. Они доказывают, что паруса — это не прошлое, а будущее морских путешествий. Описанные в статье технологии судостроения помогут передать потомкам планету в более достойном виде, чем она есть сейчас.

Поделитесь с друзьями:

Ближайшие путешествия

На нашем сайте мы используем cookies и собираем метаданные.