你听说过用风力驱动的现代货轮吗？难道你以为我是在给你开玩笑？步入近代后，但凡是下水的舰船不是蒸汽动力就是燃油动力，更何况是几百吨的货轮。可是中国偏偏就造出了这样一艘靠风力驱动的货轮，并且该船只一经问世，便超越了此前西方国家建造的风力航船。造船业同样出名的韩国便坐不住了，甚至放话中国在这领域一片空白，根本不可能建造得出来。到底该货轮有着怎样的重大意义呢，能够使得韩国气急败坏？我国在制造这艘货轮时又面临了哪些困难呢？今天我们就来聊一聊，凯力号风力货轮。
历史渊源
在蒸汽机问世之前，世界上所有的船只都是依靠风力或者是人力来驱动的。尤其是在有风之时，利用风的速度和方向，调整船帆船舶在风的驱使下前行，正所谓一路顺风，便是对古人对航行时希望一直都是顺风的希望寄托。但如果真的遇到了逆风，那该怎么去应对呢？我国聪明的古人就想到了一个很好的办法，就是利用风与船帆的夹角，使得船只可以进行一个斜向的行驶。如此一来，遇到逆风的情况就让船只以一个Z形，进行一个大范围的迂回行驶，便可在逆风之下慢慢前行。这便是我们老祖宗的智慧，这也为当今中国建造风力驱动的货轮奠定了一定的基础。
到了近代以后，随着蒸汽机和内燃机的问世，船舶上船帆渐渐淡出了人们的视野。至今，帆船几乎只是少数的体育爱好者才会选择的项目，一般人很少再驾驶帆船出海。截止到现在，全球用于商用的船只共有7万多艘，其中光是一艘30万吨量级的油轮，行驶一天就要消耗70到90吨左右的燃油。不论是其耗油量还是碳排放量，在世界上都算得上是空前巨大，其二氧化碳的排放量占到了全球排放量的3%以上，世界各地减少远洋货轮运行进而降低碳排放量的呼声日益高涨。面对这样的一个社会上的压力，作为传统的风帆运输船在消失在人们视野数十年之后，再次被人们提了出来。风能作为可再生的一种绿色能源，其性价比被多国的专家看好，认为其对船舶的推动力以及能耗的节省方面，都具备了很大的优势。许多发达国家近几年将其作为研究的重点，渴望在此领域来一次旧曲新唱。
最初的尝试
首先有所建树的是德国，2008年德国制造了白鲸天帆号。该船只有一张面积约为160平方米的帆布，该帆布的外形类似风筝一般，放置在整艘船的船头，由超轻合成纤维制成，最高可升至350米的高空。在风帆提供推力最大的情况下可节省近50%的燃料，在当时这已算得上是很成功的一项技术了。但过了没多久，其问题就暴露了出来，由于其头部悬挂的巨大帆布过于笨重，不久便被同为德国的风帆公司建造的E-Ship 1号船舶所替代。E-Ship 1号船舶将铝制风筒结构装置于货轮的甲板上，该货轮的载重量为12800吨，船上于船首、船尾布置了四个旋转式的转筒帆结构，以此来借助风力带动航船的行驶。但这与之前的白鲸天帆号比起来，唯一不足的地方在于，其船舶航行的节能燃料只能达到30%。
此外，除了德国，还有不少国家也给出了风帆助力船舶的概念方案。日本研究并试制了一种刚性U型翼型风帆，这种U形的刚性风帆由可伸缩的钢梁和复合材料制造，是一种全封闭翼型的船帆，其具备垂直伸缩帆和风帆旋转的功能，在海上足以应对不同的风速和风向，在不同的情况下可以随时随机应变，以此保证货船更加高效节能且安全地航行。
虽说此前已有几个国家制造出来了风帆助力的航船，但是目前这项技术还是有着许多的空白地方等着去填补。就比如。无论是德国还是日本。他们研制出的风帆助力航船都只是用于量级较轻的船只，吨位最重的也只达到了万吨级别，而这样的航船说实在的，平时在航行的时候也没有太多的燃油消耗，其二氧化碳排放量和那些几十万吨级别的货轮相比还是较少的。
中国制造“凯力号”正式登场
殊不知，我国在上世纪80年代就已开始进行了风帆助力航船的研究，只不过当时中国的研究格外地低调。直到近年来，随着节能减排问题的日益突出，以及温室效应的日益明显，中国正式于2015年启动了国家高技术船舶科研计划项目——风帆技术示范应用开发。并在此基础上，中国在风帆助力航船上进行了大量研究。终于到了2018年，中国建造的全球首艘安装风帆装置的30.8万吨超大型原油船——凯力号货轮成功交付，这便是中国风帆技术示范应用开发项目的一大成果。
该项目是在VLCC实船上的国内首次应用，不论是从风帆样机的尺寸上，还是所安装船舶的吨位上，均是国内和国际船舶业界的创新。并且填补了长久以来的空白项目，标志着国内研发团队成功掌握了翼型风帆研发、设计、制造与应用关键技术，在超大型油船上的风帆装置这一领域高质量地完成了工程化应用。
“凯力号”航船特点及性能
凯力号货轮和此前其他的风力货轮一样，依靠风帆来实现节能减排降耗。既然是风力驱动的货轮，风帆必然是船上最关键的设备之一，风帆装备是集机械加工、液压、电气和结构焊接等多个专业于一体的特殊设施。此次凯力号轮采用的是U形结构翼型风帆，其风帆由回转机构、桅杆和帆翼等几部分组成。高39.68米、宽14.8 米，回转底座最大外径为5.3米，底座中间圆筒直径4.5米。由于其是空气动力学的部件，风帆的尺度越大，船受风力驱动的效果就越显著。而该风帆对于外形加工精度的要求，也要高于一般的船体分段。此外，此次用于回转底座加工的数控重型卧式车床，甚至采用的是目前国内加工能力最大的车床，光是其加工工件的最大直径就达到了5.6米，最大长度为15米。据说光是打造此次船只的船坞，便是中国著名的大连造船厂，光是该造船厂造出的军舰就数不胜数，堪称国之利器。
在此次建造过程中，中国的建造团队，也曾遇到过一些难题。此次风帆角度的控制就是一重大难点问题，与古代的帆船原理差不多，风帆助航装置需要根据风向风速及时调整帆位角，使风帆处于最佳操帆位置。另一方面风帆的存在使得船体重心升高的同时，要保证在大风情况下，受到较大的横风的推力时，船体的侧倾不会过大，对风帆角度的调整也对船的稳定至关重要。若是稍有不慎，巨大的船体侧翻，上演沉船的悲剧。因为为了百分百确保船体行驶时的安全，船舶采用的风帆设计便跟其目标航线中的风场情况息息相关，两个帆对称布置，在最大程度上提高了船舶的稳定性，保障了船只以及船只上人员的安全。
在凯力号建成之后，为了测验其性能，我国的专家组曾多次对凯力号进行相关的海试，对于其结果的数据进行分析。翼型风帆助推效果符合设计预期的设想，节能效果显著，依靠海上的风力，可以极大地降低船舶发动机的负载功率，进而平均每天可以实现节省3%的油耗，被誉为“水麒麟”。凯力号巨大的油轮满载时重量能够达到30多万吨，如此庞大的货船只靠风力的推动显然是不够的，但是作为补充的动力却是足够的。有了风帆的助力，这艘巨大远洋船只的能耗成本大大降低，既减少了对环境的碳排放，又进而降低船舶发动机的负载功率，从而有效地延长了船只的使用寿命。
未来可期
值得一提的是，这次凯力号的修建，是由我国的民营企业投资打造，而负责此次研发的702研究团队。在该技术一片空白的前提之下，埋头苦干，在一点一点的探索钻研后，我国突破了在这一领域的空缺，建造出了世界首创的凯力号，可谓是不鸣则已，一鸣惊人。我国在类似情况下的创举太多，中国的科研团队总是能够在一无所有的情况下，创造出惊人的科研成果，这也多亏了我国一直以来吃苦耐劳的优良传统。此次中国造船工程师打破现代巨型油船的动力限制，将风帆这一古老的装置与当今现代的巨型货轮结合起来，是奇思妙想，更是一项了不起的中国制造。
这项西方人用来近半个世纪的工程，被我国用了不到二十年的时间便攻克，并且反超了那些西方国家，成为了崛起的东方造船大国。除了中国，没有其他的国家可以做到，中国正在造船业的这个领域越发地具有了发言权。
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