maxsurf 风帆助推船概念设计及模型制作(3)
1.2国内外研究现状在能源危机日益严重的今天，世界上很多国家都早早开展了关于风帆的研究，并且对于帆的研究也日益深入。20 世纪 8、90 年代，日本在风帆助推船的研究与开发方面取得了较大的成果 。 1978 年 日 本 船用 机 械 开 发 协 会(JapanMarineMachine DevelopmentAssociation,JAMDA)与日本钢管公司(NipponKokan)用风筒进了加装风帆船舶的基础研究，在这之后日本钢管公司建造了一艘海上试验船“大王”号，并在该模型船上进行了风帆的最佳装置、构造、自动化操帆及船舶的复原性和操纵性等相关试验研究。1980 年日本的“新爱德丸号”成为第一艘现代意义上的风帆助推船（Shin Aitoku Maru)。在这之后的 5年内，日本相继研发制造了“爱德丸”、“扇蓉丸”、“日产丸”等机动风帆货船。英国航空工程师John Walker 提出了Walker 型风帆，Walker型风帆的原理与机翼相似，其结构是三平面帆翼，帆翼后侧安装了导流翼以提高其空气动力学性能。Walker 风帆主要用于试验研究，也应用在某些小型船舶上，但并未得到大规模推广。该船舶为应用了Walker 帆型的小型船舶Zefyr43 0法国从1980 年开始风帆助航船的研究工作。文献综述 某大学的 L. Malavard教授及其小组人员经过研发，于1980 年发明了一种相较当时的风帆更为可靠和高效的新型风帆，该风帆被称为涡轮帆。在之后的一年中，他们进行了350 次涡轮帆模型的气动试验， 证明只要极其有限的外部能量就能使得该风力系统产生强大的空气动力。随后在样板船风车号上进行了海上试验，对涡轮帆进行了进一步完善。基于这些研究，法国专门制造了一艘“阿尔西纳”号船来进行全面的实船试验，如图1-5 所示，阿尔西纳号长 31.1m，半载排水量 76.8t，拥有两台 156hP 的柴油机和两台 25hp 的液压发生器，加装其上的涡轮帆表面积 21 m2，其铝制风筒高10.2m，重 1600kgo 加装了涡轮帆的阿尔西纳号从法国开往纽约，成功地横渡了大西洋。实船试验表明，风速约为13m/s 时，可以节约55%~60%的能源