近日，由中船集團第七二五研究所旗下雙瑞環(huán)境自主研發(fā)的全球最大船用風力旋筒助推系統(tǒng)（WAPS）完成陸上全尺寸、全工況測試并正式發(fā)布。該系統(tǒng)直徑5米、高35米，是目前全球已完成陸基試驗的尺寸最大的船用風力旋筒助推系統(tǒng)。

旋筒帆通過旋筒旋轉(zhuǎn)使流經(jīng)兩側(cè)的氣流形成壓力差，從而產(chǎn)生推力輔助船舶前行。其具有占用甲板空間小、不影響貨物裝卸作業(yè)、自動化程度高等優(yōu)勢，已經(jīng)成為目前較為主流的風力助推技術(shù)，可為大型遠洋船舶節(jié)省5%—25%的燃油消耗。

“旋筒帆對材料、結(jié)構(gòu)、控制、安全等性能要求較高，市場長期以來被少數(shù)國外公司主導(dǎo)。”中船七二五所副所長徐健說，該系統(tǒng)的發(fā)布標志著我國在該高端船舶環(huán)保裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟跑到局部領(lǐng)跑的跨越。

從引進到自主研發(fā)，如何將一根“柱子”變成“世界之最”？

首先，如此巨大圓柱殼體的成型就不是易事。“材料外筒是一個‘薄殼’結(jié)構(gòu)，想要在高速旋轉(zhuǎn)下保持平穩(wěn)，外殼的質(zhì)量分布必須均勻，這對制造精度要求極高。”中船七二五所高級工程師趙超說，任何微小的圓度、直線度偏差都可能引發(fā)劇烈振動導(dǎo)致不平衡。

怎樣確保筒體的質(zhì)量均勻性和內(nèi)在質(zhì)量？在技術(shù)路線上，研發(fā)團隊沒有選擇國外主流的三瓣式或纏繞工藝，而是自主研發(fā)出“兩瓣式真空灌注”工藝，將模具切開拼合、各自灌注再精準對位，結(jié)合虛擬裝配、虛擬成型等技術(shù)，最大能夠抵抗17級風。

其次，35米高的柔性結(jié)構(gòu)立在顛簸的船上，還要同時承受風、浪、自身旋轉(zhuǎn)陀螺效應(yīng)等多重復(fù)雜載荷，“巨人的舞蹈”如何駕馭？“我們運用多體系統(tǒng)動力學仿真和流固耦合分析，精確預(yù)測并避免了結(jié)構(gòu)與風致振動、主機激勵等有害共振。”趙超介紹，超大型系統(tǒng)的振動控制是一個結(jié)構(gòu)性難題，研發(fā)團隊還對下部限位輪這一核心承力部件進行了材料和結(jié)構(gòu)的再設(shè)計，解決了高負載下的磨損與發(fā)熱等行業(yè)痛點。

此外，研發(fā)團隊還為“巨人”裝上了“智慧大腦”。基于模型預(yù)測控制等先進算法的智能控制系統(tǒng)就像一個經(jīng)驗豐富的人工智能老船長，能綜合風速、風向、船舶航速、主機功率等信息，實時計算出旋筒的最優(yōu)轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)風能捕獲效率的最大化。“以一艘18萬噸散貨船為例，安裝3套該系統(tǒng)，預(yù)計年均節(jié)省燃油數(shù)百至上千噸。”趙超說。

“我們的系統(tǒng)不只是最大，還追求做到最強、最可靠。”徐健說，項目的成功研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，將直接為我國航運業(yè)降低碳排放提供關(guān)鍵技術(shù)裝備，同時帶動國內(nèi)高性能復(fù)合材料、精密傳動部件、智能傳感與控制等產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，推動產(chǎn)業(yè)升級。

人民網(wǎng)>>科普中國>>見證科技之路

2026年05月06日

南通宏大機電制造有限公司

專業(yè)制造磁粉制動器、磁粉離合器、張力控制器、程控電源、安全卡盤、氣脹軸、恒張力控制系統(tǒng)、糾偏系統(tǒng)、電渦流制動器、測功機及滾珠絲杠等產(chǎn)品!

產(chǎn)品別名：磁粉電機，磁粉剎車，磁粉張力器，功率放大器，糾偏控制系統(tǒng)，超聲波糾偏，安全夾頭，氣脹輥，旋轉(zhuǎn)滾珠花鍵，旋轉(zhuǎn)絲杠。