29 جولای 2024 -توسط رابرت سی جونز، دانشگاه میامی-اعتبار: دانشگاه میامی
کشتی‌های تجاری که صدها سال پیش در اقیانوس‌های جهان حرکت می‌کردند، با بادبان‌های عظیم خود که بر روی دکل‌های بلند کشیده شده بودند، به راه‌اندازی عصر کشتیرانی تجاری کمک کردند و کالاهای مختلف را به بنادر مختلف تحویل دادند.آن کشتی‌های باری اولیه سرانجام جای خود را به کشتی‌های دیزلی داد. اما همراه با تغییر در رانش، انتشار گازهای گلخانه ای برای سیاره مضر بود.
اکنون، یک محقق کالج مهندسی دانشگاه میامی می‌خواهد به کشتی‌های باری عظیم و مدرن امروزی کمک کند تا سبز شوند – و استراتژی او استفاده از یک روش قدیمی رانش است: باد.
GeCheng Zha، استاد مهندسی هوافضا و مدیر آزمایشگاه آئرودینامیک و دینامیک سیالات محاسباتی، می‌گوید: «آنچه قدیمی است دوباره جدید است.
“با پیشرفت های تکنولوژیکی امروزی، پیشرانه به کمک باد جایگزینی کارآمد برای موتورهای دیزلی است. و مزیت اصلی آن این است که دوستدار محیط زیست است – راهی موثر برای کربن زدایی صنعت کشتیرانی که مسئول حدود 3 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای جهانی است. “
ژا در حال توسعه استوانه‌های غول‌پیکری است که بر روی عرشه کشتی‌های باری نصب می‌شوند و با مکیدن، فشار دادن و خارج کردن هوا در جهتی متفاوت نیروی رانش ایجاد می‌کنند.در چندین طبقه، هر سیلندر را می‌توان پایین آورد و به کشتی‌ها اجازه داد از زیر پل‌ها عبور کنند و به داخل و خارج از بنادر حرکت کنند.
به گفته ژا که هنوز در مرحله طراحی و شبیه سازی ابزارهای بادی خود است، در برخی از مسیرهای حمل و نقل، سیلندرها می توانند مصرف سوخت را تا 50 درصد کاهش دهند.
تحقیقات او نمی تواند به موقع باشد. سال گذشته، سازمان بین‌المللی دریانوردی، یک آژانس تخصصی سازمان ملل متحد که مسئول تنظیم حمل‌ونقل دریایی است، استراتژی بازنگری شده‌ای را اعلام کرد که صنعت کشتیرانی بین‌المللی را ملزم می‌کند که انتشار گازهای گلخانه‌ای را تا سال ۲۰۵۰ به صفر برساند.
ژا گفت: «صنعت کشتیرانی تمایل به مقاومت در برابر تغییرات داشته است زیرا موتورهای دیزلی بسیار قدرتمند هستند. اما اکنون، با افزایش فشار، خواسته یا ناخواسته، باید تغییر کند.»
سیلندرهای با فناوری پیشرفته او نشان دهنده یک حرکت رو به رشد در صنعت کشتیرانی برای توسعه و به کارگیری فناوری های کمک باد برای سبزتر کردن کشتی های باری است. از روتورهای چرخشی که از نیروی به اصطلاح مگنوس برای تبدیل انرژی باد به نیروی محرکه استفاده می‌کنند تا بال‌های مکش غیر چرخشی که از دریچه‌ها و فن‌های داخلی برای دستیابی به نیروی محرکه استفاده می‌کنند، فناوری نیروبخشی به کشتی‌های باری با مفهومی قدیمی در حال افزایش است.
این فناوری در حال حاضر در برخی از کشتی ها استفاده می شود. حدود 30 کشتی باری از یک ناوگان جهانی تقریباً 60000 نفری در حال حاضر از نیروی محرکه بادی استفاده می کنند و بادبان های سفت و سخت ساخته شده از آلومینیوم، فایبر گلاس و فیبر کربن را به کار می برند که با حداقل توان موتورهای کشتی کار می کنند. بر اساس گزارش انجمن بین المللی Windship مستقر در لندن، انتظار می رود این تعداد تا پایان این دهه به نزدیک به 11000 افزایش یابد.
سیلندرهای غیر چرخشی ژا که با فناوری جت هم جریان مشابه آنچه که او برای تحقیقات مداوم خود بر روی انواع جدید هواپیما به کار می برد، توسعه یافته است، «بسیار کارآمدتر» از واحدهای پیشران با کمک باد است که در حال حاضر در چند کشتی باری استفاده می شود. آنها را داشته باشید، او گفت. او توضیح داد: «ما قادر به دستیابی به نیروی بیشتر خواهیم بود.
اکنون، تنها چالشی که برای ژا باقی می‌ماند، تامین بودجه برای توسعه یک نمونه اولیه است. او گفت: «ما به آنجا خواهیم رسید. با توجه به اینکه حدود 90 درصد تجارت جهان با کشتی انجام می شود، این فناوری یک ایده “بادآور” است.
