1、国内研究现状

“TresHombres”号，该船是一艘没有装备现代化机动设备而仅以风帆来提供动力的帆船。该船于2009年1月初开始运行，它的主要工作是在大洋中运输各种酒类和豆子等干货。纵观它的四年营运生涯，确实在节能发面取得了一定的成效。不就现在已知的风动力船中，其中绝大数是包括了风能的混合动力船。这些船的单次航行距离越长，风能能够提供的动力占所有动力的比例就越大，大大降低了对油类燃料的消耗。

在实际情况中，为了能够够提供足够的动力，风帆面积一般较大，所以风帆设备所占的空间也会相对的较大。因此，既要保证空间足以容纳帆设备，又要保证船舶的稳性是风帆助航技术的一大难点。此外，还要保证风帆能够自由旋转以应对风向的不同。这就对风帆设备的控制系统提出了要求。

下面介绍一下各国风帆助推船的发展现状和成果。英国航空工程师J。Walker提出的了Walker型风帆，其风帆类似翼型原理，带有导流翼，能提供其空气动力性能。来自法国的L。Malavard教授和其他科研工作者在上世纪80年代发明了一种安全性更强且更为可靠的新型帆-涡轮帆。在实际的实验中，实验在风速25kn左右的条件下进行。结果表明，安装了该风帆的船舶在同等条件下，风能能够提供最高60%的动力。2008年，德国的一家船舶建造的造船公司了一艘新型帆船。该船安装了4块转筒型帆，每块帆高25米，直径为4米。帆的控制系统是通过液压来实现。该公司对该船的预期是风能提供30%的动力。2008年，德国的一家船舶建造的造船公司了一艘新型帆船。该船安装了4块转筒型帆，每块帆高25米，直径为4米。帆的控制系统是通过液压来实现。该公司对该船的预期是风能提供30%的动力。同年，另一家德国船舶公司天帆与它的合作伙伴一起设计并建造了一艘名为“白鲸号”的风帆船。该船是于同年完成首航。继德国之后，20世纪70年代，美国也展开了一系列的研究计划，成功在3100t的货船“大西洋号”上，安装了面积为120m2的独桅三角帆作为辅助推进装置，可使轮船每天航行节油大约千升。此后，西方各国在船舶新能源领域都有了一定进展。1980年，德国为印尼开研发了一艘装有风帆助推的船。同期，法国在1988年相继推出了各型号的带风帆客船，其中便有当时世界最大的风帆助航客船---“Fayette”号。

图1-1:风之挑战者概念图

至于我们的老对手日本，也提出了“风之挑战者”的风帆船舶研究项目，该项目由日本多加知名船企和大学一起牵手。该船是一艘散货船，在船舶上，他们计划安装9块帆，每块帆高50米，宽20米。他们设计的帆也与众不同，该帆由5个不同的部分组成，这样帆的灵活性就得到了很大的保证。不仅如此，风帆的材料选取也很有讲究，虽然帆面曲面中空，但是由碳纤维强化塑料组成，帆面强度也能的到保证。该船的设计目的是要大大降低二氧化碳的排放量，所以这些风帆提供的动力必须要占很大比重。为了确保每块帆的利用率最大化，日本研究工作者为每块帆都配备了单对单的控制装置。在风力不足以提供动力的天气条件下，该船使用柴油机驱动。帆的设计很复杂，其材料的选择也很有要求，这就决定了每块帆的制作价格不会低。据估计，每块帆的成本在250万美元左右。但是这些帆每年能减少船舶至少30%燃料的需求，算一下7年就回本了[8]。日本在风帆助推船方面颇有造诣。日本于20世纪80年代开始着手该领域的研究。8月便建成风帆助航的商用油轮“新爱德丸”号。此船是世界上第一艘操帆自动化并与螺旋桨、主机等协调配合的油轮。此后便一发不可收拾相继造出了多艘很具特性的风帆助推船。截止2010年，大海上已经航行着约20艘日本产风帆助推船[11]。波西尼亚群岛由于受到地理环境的影响，在加上自然资源的匮乏，各岛之间距离又长，严重地制约了当地的发展。再加上近几年油价上涨，运输成本增高，制约了当地与各方的贸易往来。出于慈善的原因，一些公司共同签署了“绿色之心”的公益项目，用于改变波西尼亚群岛的现状。为了适应当地的海岸条件，“绿色之心”项目所设计的船型必须要有坚固的船壳来抵御一点的触礁风险，除此之外，还要设置舭龙骨。最有难度的是，该项目的船型必须要能在当地的各个岛上装货卸货，有的岛甚至没有码头。为了节约运输成本，该船型使用风帆和太阳能来提供动力。该船型的用来支持风阀的桅杆还兼用作装货卸货的起重机，这是一处创新。对油类燃料的需求量少，大大减轻了当地人对运输成本的顾忌，在当地颇受欢迎。据可靠消息，“绿色之心”的首只船将在孟加拉国建造。按照设计，船长为31。5米，船宽7。8米，主机是电动机，为两台