Technika i gadżety

Żaglowce powracają

• Technika i gadżety
• 2023 / 09 / 12

Rzadko się zdarza, że rejs jakiegoś statku towarowego ogłaszają światowe media. Tak się jednak stało po wyruszeniu z Singapuru do Brazylii masowca Pyxis Ocean (na fot. powyżej). My również o nim piszemy, ze względu na technologię w nim zastosowaną. Statek nie jest bynajmniej zupełnie nowy, bo ma 6 lat i został zbudowany z tradycyjnym napędem spalinowych silników wysokoprężnych. Ale potem wyposażono go w... dwa żagle. Przy odpowiednich warunkach pogodowych mają one wspomagać silniki.

Konstruktorzy statków nie zapomnieli, że przez stulecia człowiek wędrował po morzach polegając tylko na wietrze. Dopiero silnik parowy wyparł żagle, które pozostały jedynie na jachtach, łodziach sportowych i szkoleniowych. Silnik okazał się lepszy, bo pozwolił na szybszą podróż i w przewidywalnym tempie.

Maszyny parowe z czasem zostały zastąpione doskonalszymi dieslami. Ale silniki mają poważną wadę. Za paliwo do nich trzeba płacić. Ponadto wydzielają spaliny. Obydwa elementy w dzisiejszej gospodarce odgrywają rolę. Wszak firmy transportowe konkurują między sobą kosztami przewozu. Ponadto są odpowiedzialne za emisję 837 milionów ton dwutlenku węgla rocznie. To 2,1% tego, co wydziela cały świat. W lipcu branża zadeklarowała redukcję emisji do zera do roku około 2050. To jednak tylko deklaracja i brak jest możliwości wyegzekwowania jej spełnienia.

Żagle mogą jednak pomóc. Nikt nie twierdzi, że zastąpią silniki, ale mogą znacząco zredukować zużycie paliwa przez statki. To oznacza mniej spalin i niższe koszty transportu. A niższe koszty są najlepszą motywacją dla firm do ponownego wprowadzania żagli na statki.

Pierwszy masowiec z żaglami powstał już pod koniec ubiegłego roku. Shofu Maru zbudowany został od razu z myślą o wspomaganiu wiatrem. Ale został wyposażony tylko w jeden sztywny żagiel, który ma przynosić oszczędności w zużycia paliwa na poziomie 5%-8%. Konstruktorzy mówią też o zmniejszeniu w ten sposób emisji szkodliwych gazów. Ale krytycy wskazują, że statek został zbudowany, aby z Australii wozić... węgiel.

Pyxis Ocean ma dawać znacznie większe oszczędności paliwa. I przewozić będzie różne towary, jak np. zboże. A zastosowana technologia pozwala na instalację żagli na statkach już istniejących, co może znacznie przyspieszyć wykorzystanie wiatru w transporcie morskim.

Masowiec Shofu Maru zbudowany został od razu jako żaglowiec.

---

W eksperymentalnym projekcie na masowcu Pyxis Ocean bierze udział wiele firm. Statek należy do koncernu Mitsubishi Corporation. Wyczarterowała go amerykańska firma Cargill, istniejąca od 155 lat, która jest m.in. światowym potentatem transportu zboża. Żagle zbudowała w Chinach norweska firma Yara Marine Technologies, a jeden z dwóch żagli sfinansowała Unia Europejska. Żagle zaprojektowała brytyjska firma BAR Technologies, utworzona przez zespół Ben Ainslie Racing, znany z regat America's Cup, określanych jako Formuła 1 na morzu.

Żagle na Pyxis Ocean mają nazwę WindWings. Nie zostały uszyte, ale zbudowane z włókna szklanego, takiego samego materiału, z jakiego buduje się łopaty trubin wiatrowych. Żagle są oczywiście obracane, aby ustawić je do wiatru w optymalny sposób. Tak samo, jak reguluje się ustawienie żagli na jachtach czy żaglowcach.

Ale to nie wszystko. Tradycyjne żagle mają możliwość zmniejszenia powierzchni. Jest to potrzebne, gdy wieje zbyt silny wiatr, a gwałtowny jego podmuch może spowodać uszkodzenia, a w przypadku małej łodzi nawet ją wywrócić. Elastyczny żagiel można częściowo zwinąć (nawinąć na bom), dzięki czemu jego powierzchnia się zmniejsza, a z nią również siła wiatru działającego na żagiel. Żagle na Pyxis Ocean są sztywne, ale ich poszczególne elementy mogą być nachylane pod różnym kątem. Gdy tworzą jednolitą powierzchnię, siła wiatru wykorzystywana jest maksymalnie. Gdy elementy żagla są uchylane, jego oddziaływanie się zmniejsza.

W razie konieczności żagle mogą być całkowicie położone płasko na pokładzie. Taka konieczność występuje przy rozładunku, przy przepływaniu pod mostami, a także przy bardzo silnym wietrze. Żagle są składane, gdy przekracza on 40 węzłów. Ale także wtedy, gdy jest on zbyt słaby. Silniki masowca pozwalają mu na maksymalną prędkość 16,7 węzłów, a pływa on ze średnią prędkością 10,4 węzłów. Jeżeli prędkość wiatru jest mniejsza od tych wartości, żagle nie tylko nie pomagają, ale stanowią hamulec. Dlatego są wtedy składane.

Sterowanie żaglami na ogromnym statku nie jest łatwe. Masowiec ma długość 229 metrów, szerokość 32,26 metrów, a jego wyporność to 81 tysięcy ton. Dlatego jest całkowicie automatyczne i odbywa się przy pomocy komputera, który zbiera informacje z wielu różnych czujników. Nie są to informacje tylko o wietrze, ale także o wielu innych parametrach, jak np. o odchyleniu statku od pionu. Zainstalowane zostały także kamery. Żagle mają wysokość 37,5 metra, są więc na tyle duże, że przesłaniają widok z mostku kapitańskiego.

Twórcy projektu wierzą, że żagle przyniosą duże oszczędności. Ilość zużytego przez statek paliwa może być mniejsza nawet o 30%. To oczywiście zależeć będzie od pogody. Dlatego bierze się pod uwagę, że statki wyposażone w żagle mogą mieć zmieniane trasy, które niekoniecznie będą najkrótszymi. Będą one też zależne od pory roku, bo wiatry mają swoje sezony.

Berge Olympus ma być wyposażony w aż cztery żagle, bo ma nośność 210 tys. ton.

---

Przewiduje się też, że żagle będą montowane tylko na określonych statkach. Przede wszystkim będą to masowce, które mają względnie płaski pokład. Kontenerowce nie nadają się do przeróbki na żaglowce, bo towar jest na nich ładowany wysoko ponad pokład. Żagle musiałby być jeszcze wyższe, a ponadto trudno byłoby dla nich wygospodarować miejsce do złożenia na pokładzie. Na masowcach z kolei można instalować nie dwa, ale nawet cztery żagle bez rezygnacji z miejsca na przewożony towar.

Statki z żaglami będą wykorzystywane przede wszystkim do przewozu towarów, dla których czas nie jest naistotniejszym elementem. Bo tak jak w przypadku dawnych żaglowców, czas rejsu będzie zależał od wiatru. Oczywiście takie współczesne "żaglowce" będą mogły płynąć wyłącznie na silniku, tak jak robiły to do tej pory. Ale nie skorzystają wówczas z oszczędności paliwa, które mają im dać żagle.

Rejs Pyxis Ocean z Singapuru do Brazylii jest pierwszym komercyjnym rejsem, który ma dać odpowiedź na wiele pytań. Po pierwsze, czy żagle nie tworzą jakiegoś zagrożenia. Czy nie pojawią się nieprzewidziane trudności? Czy żagle będą operować tak, jak to przewidziano? Czy nie stworzą problemów w porcie? I wreszcie - jakie dadzą oszczędności na paliwie?

Statki z żaglami będą wykorzystywane przede wszystkim do przewozu towarów, dla których czas nie jest naistotniejszym elementem.

Konstruktorzy czekają z niecierpliwością na efekty pierwszego w historii komercyjnego rejsu, chociaż długo się do niego przygotowywali. Przeprowadzali próbne rejsy, na których optymalizowali pracę systemu sterowania żaglami, testowali jego sprawność oraz efektywność żagli. Wyniki, jak twierdzą, przeszły ich oczekiwania. Płynąc z wyłączonymi silnikami uzyskali prędkość ponad 5,5 węzła. A wiał wtedy wiatr niezbyt silny, bo o prędkości 18 węzłów.

Krótkie testy nie są jednak jeszcze dowodem na słuszność koncepcji. Dlatego wszyscy czekają na zakończenie prawdziwego rejsu, który miał trwać około 6 tygodni. Pyxis Ocean pokonał już większość trasy i płynie teraz przez Atlantyk. Jego średnia prędkość to jak na razie 10,5 węzła, a prędkość maksymalna zarejestrowana na trasie wyniosła 15,6 węzła. Oszczędności paliwa będą dokładnie znane po ponownym go zatankowaniu. Koniec rejsu zaplanowano na 16 września.

Twórcy eksperymentu są jednak przekonani o sukcesie. I przygotowują się już do przetestowania żagli na kolejnym statku. Ma to być Berge Olympus, należący do największych masowców, o nośności 210 tysięcy ton, wyposażony w aż cztery żagle.