نظام صيني يخفّض استهلاك السفن 5% بفقاعات هواء تحت الهيكل.. بعد خصم طاقة الضواغط

اختبر مهندسون صينيون الجيل الثاني من نظام مستوحى من تقنيات الطوربيدات، يضخ ملايين الفقاعات الهوائية أسفل هيكل السفينة لتقليل احتكاكها بالماء. وأظهر اختبار استمر خمسة أشهر على ناقلة للمنتجات والمواد الكيميائية، تزن 55 ألف طن، أن النظام خفّض استهلاك الطاقة الصافي بنحو 5%، أي ما يعادل متوسط توفير يومي يبلغ 1.1 طن من الوقود في السفن ذات الحجم المماثل.

كيف تعمل الفقاعات تحت السفينة؟

طوّر معهد شنغهاي لتصميم وبحوث السفن التجارية النظام، الذي يعتمد على رش هواء مضغوط من فتحات خاصة في الجزء السفلي من الهيكل. ويؤدي ذلك إلى تشكيل طبقة مستمرة من الفقاعات الدقيقة بين الهيكل ومياه البحر، فتتغير حركة المياه المحيطة بالسفينة وينخفض احتكاكها أثناء الإبحار.

وبفضل انخفاض مقاومة الاحتكاك، تحتاج السفينة إلى قوة دفع أقل للحفاظ على السرعة نفسها، ما يقلل الطاقة التي تستهلكها محركاتها. وقد دخلت الناقلة التي خضعت للاختبار الخدمة التجارية بعد انتهاء التجربة.

وتشبه الفكرة جزئيًا تقنية التجويف الفائق المستخدمة في بعض المركبات المائية السريعة والطوربيدات. فهذه الطوربيدات تُنشئ تجويفًا كبيرًا مملوءًا بالغاز حولها لتقليل مساحة السطح الملامس للماء، ما يساعدها على بلوغ سرعات عالية. أما النظام الجديد فلا يحيط بالسفينة كلها بفراغ غازي، بل ينشئ طبقة مستمرة من الفقاعات الدقيقة أسفل الهيكل.

التوفير المعلن صافٍ وليس إجماليًا

لا يعتمد قياس كفاءة النظام على الطاقة التي توفرها الفقاعات وحدها، إذ يجب احتساب الطاقة التي تستهلكها الضواغط لإنتاج الهواء المضغوط. لذلك يمثل رقم 5% المكسب الصافي بعد خصم استهلاك الضواغط من الطاقة التي جرى توفيرها بفضل تقليل الاحتكاك.

فإن الجيل الثاني من نظام التزييت بالفقاعات أُعد للعمل بصورة ذاتية، مع تحسينات في الأتمتة وكفاءة الطاقة مقارنة بالنسخة الأولى.

نظام يضبط كمية الهواء تلقائيًا

تستطيع النسخة الجديدة تعديل كمية الهواء التي تُرسل إلى أسفل الهيكل تلقائيًا وفق سرعة السفينة وعمق غاطسها. ويتغير الغاطس مع اختلاف كمية الحمولة، ولذلك يتيح هذا التحكم ضبط إمداد الهواء بما يتناسب مع ظروف التشغيل المختلفة، بدل ضخ كمية ثابتة في جميع الحالات.

كما زُوّد النظام ببنية محسّنة لتغذية الهواء، تهدف إلى خفض الطاقة التي تستهلكها الضواغط، إلى جانب نظام رقمي لدعم التشغيل يراقب كفاءة الطاقة ويحللها في الوقت الحقيقي. ويُفترض أن يساعد ذلك على تحسين الأداء عند اختلاف السرعات والأحمال.

بدأت الفكرة على سفينة حاويات

اختُبرت النسخة الأولى من النظام في أبريل/نيسان 2022 على سفينة حاويات مغذية تبلغ سعتها 1,800 وحدة مكافئة لعشرين قدمًا. وبعد تلك التجربة، بدأ تطوير الجيل الثاني في مايو/أيار من العام نفسه، مع التركيز على الأتمتة وتقليل استهلاك الطاقة.

ويقول المعهد إن النظام صُمم بحيث يمكن تكييفه مع أنواع متعددة من السفن التجارية وأنظمة الدفع. وتشمل أنواع الوقود المتوافقة معه الغاز الطبيعي المسال، والكهرباء، والميثانول، والأمونيا، كما يُفترض أن يعمل مع هياكل مختلفة وأحجام حمولات وظروف بحرية متنوعة.

مع ذلك، لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت مستويات الكفاءة نفسها ستتحقق في جميع تصميمات الهياكل وكميات الشحن وأحوال البحر. وستحتاج التقنية إلى مزيد من بيانات الاستخدام الفعلي قبل الحكم على مدى انتشارها في قطاع النقل البحري التجاري.

المصدر: donanimhaber