Парус, забытый не навсегда
Так получилось, что на десятки лет растянулся разрыв между победой паровой машины над парусом и возникновением свежих идей, которые позволяют с определенным оптимизмом оценивать перспективы продвижения ветроэнергетики в практику мореплавания. Тот временной интервал был не просто разрывом: по прошествии десятилетий торжества колосников и форсунок профессиональные моряки, увы, едва ли не окончательно утратили навыки общения с океанскими ветрами, потеряли интерес к парусу как таковому.
При всей очевидности и серьезности этого факта, приятные сюрпризы, однако, еще ожидаемы. И тому есть простое объяснение. Интерес моряков к каменному углю и продуктам переработки нефти возник и продолжает крепнуть не в силу какой-то особой притягательности этих субстанций. Их победа на море находит объяснение в том, что использование такого рода концентраторов энергии на коммерческих судах было и остается целесообразным.
Отсюда следует очевидное: любые технические решения, предлагаемые сторонниками внедрения ветродвижения, будь они технологически приемлемы и экономически целесообразны, сразу же со вниманием рассмотрят и реализуют. Корабелы начнут менять облик проектируемых ими судов. Моряки, вспоминая навыки, утраченные, вроде бы, навсегда, станут охотно прислушиваться к голосу ветра.
Из новейшей истории
Наверное, первый всплеск интереса к парусу нетрадиционного вида пришелся уже на 20-е гг. XX в., когда в натурных испытаниях достойно себя проявили конструктивно простые и в меру надежные "роторы Флетнера". По нескольким причинам, однако, они не получили прямого продолжения. Идеей возрождения паруса никто не занимался в годы Второй мировой войны, равно как и сразу после ее окончания.
Следующий заметный всплеск интереса к ветродвижению возник только в 70-е гг — не столько в силу очевидно проявившегося тогда прогресса прикладной аэродинамики, сколько по причине памятного нефтяного кризиса, захлестнувшего индустриально продвинутый мир. Кривые удельной себестоимости грузоперевозок на реальных судах и на проектируемых судах-ветроходах стали медленно, но верно сближаться.
Именно на то время пришлись проработки, выполнявшиеся в ЦНИИМФ и ЛКИ (Г.М. Кудреватых, Г.А. Алчуджан, П.С. Митрофанов). К сожалению, не получили достойного продолжения многочисленные проекты, созданные тогда же в Лаборатории по исследованию судов с экологически чистыми двигателями — ЛИСЭД НКИ (Ю.С. Крючков, И.Е Перестюк и др.). Чуть более счастливыми оказались опыты японских корабелов. Часть из того, что изобрели они, была испытана в плаваниях нескольких реальных судов. Чуть позже соображения, реализованные в оригинальном натурном проекте, предъявил миру знаменитый Ж.-И. Кусто. Однако все это снова отошло на задний план, как только к нормальному уровню вернулись мировые цены на нефть.
По настоящий день не уменьшается число любителей и профессионалов, продолжающих верить в ожидаемое подключение сверхсовременного "паруса" к рутине морских перевозок. В лучах славы купаются красавцы — суда флота STA (Международной ассоциации учебнопарусных судов). Не привлекая особого внимания, тут и там мелькают имена реальных и виртуальных проектов: "Club MED", "Indosail", "Walker", "Solar Sailor". И все же по сей день недостижимым остается одно — заставить парус, если не на равных, то хотя бы в одной упряжке с дизелями совершать трудовые подвиги.
Это называется "SkySails"
При всей скромности видимых перспектив шансы на прорыв паруса на океанские просторы со временем не уменьшаются, а даже возрастают. Чем дальше, тем отчетливей становится понимание главного: парус остается единственным в ряду всех мыслимо возможных пропульсивных комплексов, при использовании которых потребляемая энергия прямым образом — без потерь — превращалась бы в тяговое усилие. В этом отношении альтернативы парусу нет. К тому же, пусть не часто, но постоянно и с самых неожиданных сторон возникают дополнительные аргументы в пользу паруса.
Очередным поводом для оптимизма, к примеру, оказывается требуемое сегодня экологами ужесточение норм в отношении выбросов NOx и прочей гадости, производимых судовыми дизелями, неизбежное удорожание традиционных технологий, в результате которого те самые "кривые себестоимости" сближаются окончательно и бесповоротно.
На обусловленное этим изменение отношения к парусу, в частности, рассчитывают авторы проекта "SkySails", хорошо встреченного на недавно состоявшейся в Гамбурге выставке SMM-2002 (Международная выставка по судостроению, машиностроению и морской технологии).
Существо этого проекта сводится к следующему. "Бесплатным" вспомогательным двигателем — буксировщиком обычного моторного судна — служит запускаемый с его палубы змейковый парус "kite-sail" — телесный, но практически невесомый — наполненный гелием.
"SkySails" — простота и надежность
Напор ветра преобразуется в аэродинамическую силу, реализуемую "мягким" газонаполненным крылом. Требуемая форма крыла создается путем выбирания и вытравливания многочисленных "шкотов", сходящихся в некой гондоле — компактном управляющем блоке. Этот блок содержит в единой оболочке как грубую механическую, так и тонкую "интеллектуальную" части.
Информация об изображении
Рис. 2. Возможные варианты движения судна, вооруженного системой "SkySails"
От парящей под парусом гондолы к судну спускается тяговый трос (фал), коренной конец которого скреплен с гондолой, а ходовой — с бортом судна. "Точка" крепления ходового конца фала — на самом деле целое автономное устройство, которое может перемещаться вдоль борта — по длине судна. Продольная составляющая тяги, передаваемой судну фалом, и есть то тянущее усилие, ради которого существует система.
Рис. 2. Возможные варианты движения судна, вооруженного системой "SkySails"
Такому парусу полагается парить на высоте 100—500 м, там, где дуют ветры посильнее подторможенных приземных ветров. Собственно парусу полагается работать не только при попутных ветрах: если верить расчетам, судно, вооруженное системой "SkySails", сможет ходить и острыми курсами: до 50° к направлению кажущегося ветра.
Потенциал технологии "SkySails"
Члены команды, представляющей систему "SkySails", высоко оценивают ее потенциальные возможности. Многое из того, что они говорят, может быть принято на веру.
Компактность. В собранном виде парус "SkySails" (в развернутом состоянии имеющий размеры футбольного поля) занимает мало места: он несравненно более компактен, нежели любая другая привычная система, включающая в себя мачты, реи, такелаж...
Универсальность. В силу того, что система не занимает ни одного квадратного метра палубы, она может быть применена на судне практически любого типа. Соответственно система может работать как на "моторно-парусном", так и на "парусно-моторном" варианте судна.
Возобновляемость. Система допускает многократное ее разворачивание и сворачивание. Наполняющий парус гелий при каждом сворачивании без больших потерь может быть собран для последующего его использования.
Безопасность. Важно, что в критической ситуации судно может быть освобождено от системы мгновенно. В нормальных условиях она, в отличие от традиционного паруса, практически не создает кренящего момента.
Сделанная здесь оговорка "практически" возникает в связи с неточностью, допущенной авторами рисунка: результирующая сила в действительности должна быть направлена по линии фала. Глядя на схему, соответственно, нельзя не отметить, что какой-то кренящий момент, пусть и небольшой, практически всегда будет существовать, хотя, конечно же, его величина несопоставима с тем, что наблюдается при работе традиционных парусов.
Метеопрогнозы и "SkySails". Система автоматического управления комплексом хорошо стыкуется с системой восприятия оперативных метеосводок, а также системой автоматического выбора оптимального курса.
Маркетинг во благо "SkySails"
Команда, продвигающая проект "SkySails", менее всего похожа, как это бывает, на нищих изобретателей или гонимых всеми городских сумасшедших. На самом раннем этапе ей удалось заручиться поддержкой значимых организаций, авторитетных специалистов, ее действия подчинены хорошо продуманному плану.
Спонсорам предлагают приобщиться к программе оборудования системой "SkySails" в течение ближайших 10 лет порядка 1200 судов (это 3% действующего мирового флота; экономия расходов на топливо должна составить 50%). Все это должно означать для созданной в 2001 г компании "SkySails" GmbH" суммарную продажу защищенного патентом продукта в объеме свыше 2.2 млрд евро.
Первый вклад получен от национального инновационного фонда "IdeenFONDS"(Гамбург). Три фактора послужили основанием для открытия финансирования: наличие инновационных признаков, отличающих проект; профессионализм менеджмента; основательность прогнозируемого рыночного потенциала.
В качестве стратегических партнеров новой компании удалось заполучить более чем внушительные структуры: "Oldendorff Carriers" (Любек, судовладелец, обладающий собственными судостроительными мощностями); две мощные судоходные компании: "Flensburger Schiffbau-Gesellschaft" и "Rickmers Reederei".
В качестве технического консультанта выступает P Шенцле — сотрудник Гамбургского опытового бассейна, который известен как эксперт по системам парусного вооружения и профессиональный сюрвейер. Консультации по части метеорологии дает M. Шрадер.
В команду также входят легендарная яхтсменка Э. Макартур и Х. Платнер — промышленник и владелец гоночной яхты международного класса.
Одна из самых ярких фигур, с симпатией относящихся к деятельности "SkySails GmbH", — Ф. Шмидт-Блеек, совсем недавно бывший вице-президентом Института климата, энергии и защиты окружающей среды.
Показательно, что положительные оценки проект уже получает и со стороны. Одна из них, прямо на выставке, прозвучала из уст представителей Ветроэнергетического союза.
Автора! Для полноты картины остается назвать имена тех, кто стоял у истоков проекта, а сегодня выступает его основной движущей силой. Это — молодые и амбициозные: инженер Стефан Сраге и экономический менеджер Сюзанна Мёкс-Кароне.
Публикация подготовлена на основании материалов, предоставленных компанией "SkySails GmbH".