GeCheng Zha, một nhà nghiên cứu đến từ Đại học Miami vừa đề xuất một mục tiêu đầy tham vọng: Giúp các tàu hàng hiện đại ít xả khí thải hơn bằng cách lắp đặt trên tàu những cột hình trụ có vai trò như cánh buồm. Phát minh cột buồm của ông Zha đang được phát triển thông qua công ty khởi nghiệp CoFlow Jet.
Hội đồng Vận tải biển Thế giới ước tính rằng có 6.000 tàu container di chuyển trên các đại dương mỗi ngày, mỗi tàu đều mang theo nguy cơ ô nhiễm, tràn dầu, tiếng ồn dưới nước và va chạm với sinh vật biển. Tàu hàng có thể tiêu thụ từ 150-400 tấn nhiên liệu mỗi ngày.
Ý tưởng tận dụng sức gió không hề mới mà nó đã được áp dụng hàng ngàn năm nay. Ngay cả trong thời hiện đại cũng có loại tàu biển tận dụng sức gió là các tàu sử dụng cột quay Flettner.
Maersk Pelican, tàu sử dụng cột quay Flettner lớn nhất thế giới.
Hội đồng Vận tải biển Thế giới ước tính rằng có 6.000 tàu container di chuyển trên các đại dương mỗi ngày, mỗi tàu đều mang theo nguy cơ ô nhiễm, tràn dầu, tiếng ồn dưới nước và va chạm với sinh vật biển. Tàu hàng có thể tiêu thụ từ 150-400 tấn nhiên liệu mỗi ngày.
Ý tưởng tận dụng sức gió không hề mới mà nó đã được áp dụng hàng ngàn năm nay. Ngay cả trong thời hiện đại cũng có loại tàu biển tận dụng sức gió là các tàu sử dụng cột quay Flettner.
Maersk Pelican, tàu sử dụng cột quay Flettner lớn nhất thế giới.
Thông thường có 2 vấn đề với cánh buồm truyền thống. Đầu tiên cánh buồm đòi hỏi rất nhiều người để xử lý cột buồm, các tấm bạt và dây nhợ phức tạp của nó. Tiếp theo cánh buồm hoàn toàn phụ thuộc vào sức gió, nếu gió thổi đủ mạnh và đúng hướng thì tàu sẽ di chuyển thuận lợi; nhưng nếu gió thổi quá yếu hoặc quá mạnh, thổi sai hướng thì tàu rất khó di chuyển.
Rõ ràng cánh buồm kiểu cũ không đáp ứng được nhu cầu vận tải biển ngày nay, nhưng một loại “cánh buồm” mới thì có thể. Ông Zha đã bắt tay vào việc tạo ra những “cánh buồm” hình trụ hứa hẹn sẽ giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và cả chi phí đến 90%.
Để đạt được điều này, những cánh buồm hình trụ khổng lồ CoFlow Jet sẽ được lắp trên boong tàu hàng để tạo ra lực đẩy hỗ trợ cho động cơ chính. Mỗi hình trụ được thiết kế cao vài tầng nhưng vẫn hạ xuống được để tàu đi bên dưới cầu và di chuyển qua các cảng.
Thiết kế cột CoFlow Jet lấy ý tưởng dựa trên cột quay Flettner được phát triển từ thập niên 1920. Cột quay, hay rotor Flettner, là những cột lớn hình trụ gắn trên tàu biển, chúng sẽ xoay để tạo ra lực đẩy vuông góc với luồng gió thổi qua để đưa tàu đi về trước. Hướng gió lý tưởng nhất để tối đa hóa lực đẩy này là khi nó thổi ngang thân tàu, còn nếu gió thổi theo các hướng khác thì chúng cần xoay chậm hơn hoặc ngừng hẳn. Cho nên 2 nhược điểm của nó là phụ thuộc hướng gió và phải xoay.
Cột Flettner thường giảm được từ 5-20% mức tiêu thụ nhiên liệu.Khác với cột Flettner, các cột CoFlow Jet không cần xoay và không phụ thuộc nhiều vào hướng gió. Hơi giống cơ chế của động cơ phản lực, chúng hút một ít không khí từ luồng gió thổi qua cột, bên trong cột có một cánh quạt tạo áp suất cho luồng khí đi vào đó, sau đó xả khí ra ngoài theo một hướng phù hợp và tạo ra lực đẩy trải dài trên toàn bộ chiều cao của cột. So với cấu tạo phức tạp dành cho việc xoay của cột Flettner, cột CoFlow Jet đơn giản hơn nhiều.
Quảng cáo
Các cột này có thể giảm 50% mức tiêu thụ nhiên liệu đối với các tàu hàng lớn, thậm chí lên tới 90% trên các tàu nhỏ hơn. Thậm chí nó có thể cung cấp 100% lực đẩy cần thiết để di chuyển con tàu do hệ số đẩy và giảm lực cản rất cao của hệ thống. Hiện dự án vẫn còn trong giai đoạn thiết kế và mô phỏng, bước tiếp theo của Zha là huy động nguồn tài trợ để chế tạo một nguyên mẫu.
Ông Zha nhận định rằng ngành vận tải biển thường không mặn mà với sự thay đổi vì động cơ diesel đã quá tốt. Nhưng do chi phí nhiên liệu ngày một tăng và yêu cầu phải đạt mức trung hòa carbon vào năm 2050, họ sẽ phải thay đổi. Ông tuyên bố: “Chúng ta sẽ đạt được điều đó. Với 90% hàng hóa của thế giới được vận chuyển bằng tàu biển, công nghệ này chính là một món quà Trời cho.”
Theo [1], [2].
