С ростом цен на топливо и ужесточением экологических норм, требующих от судоходных компаний перехода на углеродно-нейтральные технологии к 2050 году, возникает необходимость в повышении энергоэффективности грузовых судов. Одно из решений — возвращение к использованию парусов. Паруса на протяжении тысячелетий были основным средством передвижения торговых судов, вплоть до послевоенного периода. Однако традиционные парусники требовали большого экипажа и сильно зависели от ветра. При недостаточной силе ветра или его неправильном направлении эффективность падает, а при штиле судно вовсе не может двигаться.
После появления паровых и дизельных двигателей, предлагавших более низкие трудозатраты и постоянный источник энергии, паруса стали использоваться лишь для отдыха и исследований. Сегодня наблюдается возрождение интереса к ветроэнергетике в морском транспорте, поскольку судоходные компании стремятся сократить расходы на топливо. Современные технологии позволили отказаться от громоздких парусов и мачт в пользу более эффективных решений. Сегодняшние ветровые системы используют воздушных змеев, жесткие или надувные паруса или даже сам корпус судна для получения энергии от ветра.
Геченг Чжа, профессор аэрокосмической инженерии и директор лаборатории аэродинамики и вычислительной гидродинамики Университета Майами, разрабатывает систему, основанную на принципе работы роторов Флеттнера, изобретенных в 1920-х годах, но с внесением существенных изменений.
Роторы Флеттнера представляют собой большие вращающиеся цилиндры, создающие аэродинамическую тягу перпендикулярно направлению воздушного потока. Разработанные Чжа цилиндры CoFlow Jet работают по иному принципу: они не вращаются, а втягивают часть воздуха, проходящего через них, а затем сжимают его с помощью импеллера и выпускают под определенным углом через выходное отверстие. Это создает дисбаланс давления и значительную тягу, распространяющуюся по всей длине цилиндров.
Эта высокоэффективная ветроустановка может обеспечить 100% необходимой тяги для движения судна благодаря высокому коэффициенту подъемной силы и снижению сопротивления. В отличие от роторов Флеттнера, у системы нет движущихся частей. Утверждается, что установка позволяет сократить расход топлива на крупных грузовых судах до 50%, а на небольших — до 90%.
Такие утверждения могут показаться преувеличенным, но традиционные парусные суда способны достичь нулевого потребления топлива (то есть сократить его расход на 100%) при благоприятных ветровых условиях. Новую систему можно установить на уже существующие суда, а цилиндры при необходимости убирать для входа и выхода из гавани. По словам Джа, главное преимущество технологии — экологичность. Судоходство отвечает за 3% глобальных выбросов парниковых газов, и отрасль нуждается в декарбонизации.
