七O二所：用風力為船舶插上“綠色”翅膀

近日，國內首艘安裝風帆裝置的30萬噸級超大型油輪（VLCC）順利出塢。在這背后，凝聚了七〇二所風帆技術研發團隊十年來潛心研究的成果。

從0到1，系統研究積累構建技術體系

節能環保一直是近年來航運業關注的熱點。在從船舶線型、主機、推進器等方面改進優化船舶設計的同時，七〇二所更敏銳地將目光放到了新能源利用上。風能作為綠色、清潔、可再生能源，是船舶最原始的驅動方式，而隨著空氣動力學技術以及船舶設計手段的進步，采用基于現代翼型設計理論的升力帆技術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帆技術研發團隊，聯合中遠集團等國內優勢單位，圍繞風帆技術展開系統性研究。

此時的研發團隊在風帆技術方面的基礎實際上是一片空白，但他們毫無退縮，而是迎難而上。通過查閱資料、調研、研討，逐步形成清晰的技術研發路線；充分利用七〇二所水池、風洞等試驗研究資源，系統性地開展大量試驗，進行設計、評估、驗證、優化設計、再評估驗證的反復迭代。

歷經十年深耕，七〇二所研發團隊先后突破了風帆系統設計技術、加裝風帆船舶綜合航行能力預報與能效評估技術、風帆-推進-操縱系統聯合控制技術、風帆船舶集成技術等一系列關鍵技術，形成了完備的風帆技術研發的能力體系。

從傳統風帆到U型風帆，自主知識產權彰顯“中國設計”

風帆的剖面翼型直接影響著風能利用的效率。研究之初，研發團隊選用傳統的風帆翼型進行論證分析，試驗顯示出了節能效果，驗證了可行性。研發團隊看到曙光的同時，也深知傳統的風帆翼型遠算不上高效風帆翼型，國內外文獻中查閱到的各種翼型也都存在一定局限性，在自主風帆設計方面還有大量工作要做。

隨后，研發團隊采用參數化建模方法，形成系列風帆剖面翼型設計方案，并逐一進行評估驗證，最終提出了具有完全自主知識產權的U型風帆剖面方案，與國內外已知各種風帆剖面方案比具有最優的升力特性，彰顯了“中國設計”的力量。

從試驗到工程，實用可靠性接受實船考核

雖然風帆技術在試驗室環境下驗證了無數次，但研發團隊始終渴望著能夠在實船上實現安裝應用，也為了達到這個目標不懈努力著。而實船應用又迎來了更多工程方面的問題：除了風帆自身的設計建造，安裝風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揮風帆最大效能？風帆實船節能效果如何評判等等……

研究應用越深入，需要回答的問題就越多。為此，研發團隊持續攻關，針對目標船先后完成風帆布局設計研究、風帆樣機氣動載荷評估、風帆船綜合航行性能評估、船載直升機作業影響評估、風帆船聯合控制策略以及節能效果評估方法研究等工作，為工程應用奠定了堅實基礎。

2015年，依托科技部863項目支持，在中遠集團50000噸級“鵬龍號”散貨船上進行了風帆樣機安裝和海試。同年起，在工信部高技術船舶科研的支持下，七〇二所風帆技術研發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、中國造船工程學會、大連海事大學、大連理工大學等單位組成“國家隊”，針對招商局能源運輸股份有限公司30萬噸級VLCC開展風帆設計、建造和實船示范應用。目前該船已正式出塢，即將揚帆起航。

“長風破浪會有時，直掛云帆濟滄海”，七〇二所風帆技術研發團隊還將再接再厲，不斷開展船舶節能減排技術開發，為船舶插上“綠色”的翅膀。