В наше время из-за стремления к снижению воздействия морских перевозок на окружающую среду наблюдается повышенный интерес к использованию возобновляемых экологически чистых источников энергии в судоходстве. Одним из таких возобновляемых источников энергии является ветер. С давних времён ветер наполнял паруса и приводил в движение суда, но с течением времени технологии и паруса изменились, и теперь на судах устанавливаются роторные паруса.
Что такое роторный парус?
Впервые роторные паруса, разработаные немецким инженером Антоном Флеттнером (Anton Flettner), были успешно испытаны на шхуне «Букау» ещё в 1924 году. Идея Флеттнера заключалась в использовании эффекта Магнуса, принцип которого состоит в следующем: когда воздушный (или жидкостный) поток обтекает вращающееся тело, то образуется сила, перпендикулярная направлению потока и воздействующая на тело.
Роторы «Букау» вращались от электродвигателей. Со стороны, где ротор вращался навстречу ветру, создавалась область повышенного давления, с противоположной — пониженного. Результирующая сила и двигала судно. Более того, эта сила во много раз превышала силу давления ветра на неподвижный ротор — примерно в 50 раз! Роторный парус Флеттнера показал себя прекрасно. В отличие от обычного парусного судна, роторный корабль практически не боялся непогоды и сильных боковых ветров, легко мог идти переменными галсами под углом 25° к встречному ветру. В ходе испытаний судна никаких серьёзных недостатков выявлено не было. Наиболее выгодным для движения судна было направление ветра точно по перпендикуляру к оси судна, а направление движения (вперёд или назад) определялось направлением вращения роторов.
Уже в феврале 1925 году шхуна «Букау» успешно прошла путь из Данцига в Шотландию через Северное море, а годом позже это судно (переименованное в «Баден Баден») совершило вояж из Европы в Америку через Атлантический океан. Но в конце двадцатых грянула Великая Депрессия, из-за которой о роторных парусах надолго забыли. Позднее предпринимались попытки возродить идею Флеттнера и сделать роторные паруса массовыми. Например, известная гамбургская компания Blohm & Voss начала активную разработку роторного танкера после нефтяного кризиса 1973 года, но к 1986 экономические факторы прикрыли этот проект. Но в 1980-х годах более сложная форма турбопаруса была разработана французскими инженерами под руководством океанолога Жака-Ива Кусто и успешно применялась на экспедиционном судне «Алкиона».
Лишь в 2010 году появилось третье в истории судно с роторными парусами — тяжёлый грузовик E-Ship 1, построенный по заказу компании Enercon, одного из крупнейших производителей ветрогенераторов в мире. 6 июля 2010 года судно было спущено на воду и совершило короткое плавание из Эмдена в Бремерхафен, а уже в августе оно отправилось в первый рабочий вояж в Ирландию с грузом из девяти ветрогенераторов.
Судно E-Ship 1 оборудовано четырьмя роторными парусами Флеттнера и, конечно, традиционной силовой установкой на случай безветрия и для получения дополнительной мощности. Всё-таки роторные паруса служат лишь вспомогательными движителями. Основными двигателями служат силовые установки Mitsubishi, а роторы вращаются с помощью паровой турбины производства Siemens, работающей от отработавших газов. Роторные паруса позволяют сэкономить от 30 до 40% топлива на скорости 16 узлов.
В 2012 году в Финляндии была основана компания Norsepower, которая занялась разработкой роторных парусов (Norsepower Rotor Sails). На сегодняшний день компания Norsepower является лидером в области разработки и производства таких вспомогательных ветровых двигателей для судов. Роторные системы от Norsepower уже установлены на борту четырёх судов: на Ро-Ро судне Estraden (оператор Bore) дедвейтом 9,7 тыс., круизном пароме на СПГ топливе Viking Grace (Viking Line) и танкере-продуктовозе Maersk Pelican (Maersk Tanker) дедвейтом 110 тыс. тонн, а также на пароме Copenhagen (оператор Scandlines). Использование силы ветра на некоторых этапах эксплуатации судов показало сокращение выбросов диоксида углерода примерно на 5 тыс. тонн.
К концу 2020 года компания Norsepower планирует установить свои крупнейшие (35 метра в высоту) роторные паруса на Ро-Ро судно SC Connector, владельцем которого является компания Sea-Cargo. Благодаря установке двух таких роторных парусов ожидается сокращение выброса парниковых газов на 25 процентов.
Таким образом, роторные паруса являются проверенной, недорогой, простой в использовании и надежной технологией экономии судового топлива. А с ростом природоохранных норм концепция роторного паруса набирает популярность в международном судоходстве.