虽然汽车的电气化已经非常先进，但世界上的客运渡轮仍然几乎完全由化石燃料提供动力。限制因素是电池容量，它不足以为船只和渡轮提供更长距离的动力。但现在，查尔默斯大学和海洋研究机构SSPA的研究人员已经成功地开发出一种方法，可以使未来的航运业更加环保。重点是水翼，像翅膀一样，将船体提升到水面以上，并允许船在相当小的水阻力下行驶。近年来，一项革新了帆船运动的技术，通过水翼使精英水手的船以非常高的速度在水面上飞行。查尔默斯和SSPA的研究人员现在希望将帆船的水翼原理也应用到大型客运渡轮上，从而为气候带来重大好处。

“如果不大幅降低渡轮的水阻力，就无法实现渡轮的电气化。这种方法将允许开发新的箔设计，可以减少高达80%的阻力，这反过来将大大增加电池动力船舶的航程。通过这种方式，我们将来也可以在更远的距离上使用电动渡轮，”研究负责人、查尔默斯大学应用流体动力学副教授、该研究的作者Arash Eslamdoost说压延工艺的流固耦合刊登于海洋科学与工程学报。

即使是目前使用化石燃料的船舶，其气候效益也可能是显著的，因为类似的水翼船技术可以减少至少80%的燃料消耗。

独特的测量方法引起了广泛的兴趣

研究项目的核心是一种独特的测量技术，研究人员把它放在一起，以便详细了解水翼在水中的行为，例如，负载或速度增加或水翼的位置改变。利用从实验中收集的数据，该团队开发并验证了一种方法，可以非常精确地模拟和预测水翼在各种条件下的表现。这种方法是独一无二的，现在可以用于开发电动水翼轮渡的水翼设计。

这项研究是与SSPA研究机构合作进行的，这是世界上为数不多的研究机构之一，劳拉·马里蒙·吉奥瓦内蒂(Laura Marimon giovvannetti)在那里担任研究员和项目经理。她是这项研究的主要作者，她自己也参加过英国和意大利国家帆船队的精英比赛。如今，她是瑞典奥委会和瑞典国家队的研发顾问，她的目标是帮助瑞典国家队在2024年奥运会上赢得更多奖牌。Marimon giovvannetti看到了该团队开发的独特测量方法的许多可能性:

“在2013年旧金山湾举行的美洲杯上，我们第一次看到一艘72英尺长的帆船在比赛中学习如何使用水翼‘飞行’。从那以后，我们看到带水翼的帆船数量大幅增加。有了这种新方法和知识，我们能够将一系列不同的工程分支——造船、先进材料、航空以及可再生能源——结合在一起。”

为电动渡轮上的水翼船铺平道路

水翼技术本身并不新奇，但早在60年代和70年代就已经开发出来了。当时的重点是让船只以尽可能快的速度行驶，水翼是由钢铁制成的，这是一种笨重的材料，维护成本较高。今天的现代水翼是由碳纤维制成的，这是一种更轻、更硬的材料，即使在高负荷下也能保持其刚度，并且可以根据预期的负荷进行定制。因此，研究项目的一部分是充分了解碳纤维结构在水下不同操作条件下的表现。该研究团队的方法与现代技术相结合，为在大型客船上使用碳纤维水翼铺平了道路，即使在低速下也可以以安全、可控和气候友好的方式行驶。

“你希望箔片尽可能高效，这意味着以尽可能低的速度承载尽可能多的重量，同时阻力最小。我们的下一个目标是在未来设计更高效的渡轮水翼时使用这种方法，”Eslamdoost说。