Беспилотные суда покоряют океан, а также о технологии новейших парусов от Michelin
В последние годы исследование Мирового океана стало как никогда активным и интенсивным, в связи с чем возрос спрос на специализированные аппараты и инструменты. Как правило, эксплуатация крупных исследовательских судов обходится неоправданно дорого как в финансовом, так и в экологическом плане. Ирландский стартап XOCEAN предложил миру альтернативу в виде беспилотного надводного судна.
Суда XOCEAN представляют собой небольшие аппараты размером со среднестатистический автомобиль и в половину его веса. Небольшие необитаемые кораблики оборудованы различными сенсорами, которые регистрируют данные о состоянии экосистемы и передают их на сушу при помощи спутника. По словам представителей компании, подобные устройства позволяют сделать исследование океанов более безопасным, доступным и экологичным. В частности, беспилотники XOCEAN выделяют в атмосферу в тысячи раз меньше парниковых газов, чем традиционные исследовательские суда. Кроме того, использование аппаратов с дистанционным управлением избавляет от необходимости помещать людей в потенциально опасную среду. Аппараты XOCEAN получают энергию от бортовых солнечных панелей и от небольшого дизельного генератора. Измерение глубины, а также рельефа морского дна, температуры воды и воздуха, скорости ветра, высоты волн и приливных течений осуществляют встроенные сенсоры, например, многолучевой гидролокатор, который направляет в воду звуковые импульсы и улавливает их отражение.
По словам главного исполнительного директора XOCEAN Джеймса Айвза, со дня основания в 2017 году его компания помогла реализовать более 100 проектов по изучению Мирового океана общей продолжительностью около 30 тысяч часов. Среди клиентов ирландского стартапа многочисленные научно-исследовательские и экологические организации, представители газо- и нефтедобывающей индустрии, заинтересованные в обследовании месторождений и действующих трубопроводов, а также рыбные хозяйства, собирающие данные о популяциях различных видов морских обитателей. Джеймс Айвз утверждает, что в наше время достоверная информация о состоянии вод и дна Мирового океана лежит в основе любой деятельности, так или иначе связанной с водоёмами. В XOCEAN также отмечают существенный сдвиг энергетического рынка в сторону возобновляемых источников энергии: это отражается в повышенном спросе на услуги компании со стороны энергетических гигантов вроде Ørsted или British Petroleum.
XOCEAN — не единственная компания «на волне» беспилотного покорения океана. К примеру, американская фирма L3Harris является оборонным подрядчиком ВМС США и отвечает за поставку морских разведывательных беспилотников. Морские дроны компании Saildrone исследовали экосистемы от Арктики до Антарктики, а один из них впервые снял происходящее в центре урагана 4-й категории. В свою очередь, техасская компания Ocean Infinity использует свои дистанционно управляемые аппараты для изучения мест крушения воздушных и морских судов, а также для поиска новых месторождений полезных ископаемых.
Несмотря на растущую популярность беспилотных надводных судов, им всё ещё приходится сталкиваться с ограничениями на законодательном уровне. Прежде всего это обусловлено тем, что большинство действующих регуляций разработаны для судов с полноценным экипажем. Потому создателям беспилотников приходится прилагать усилия, чтобы доказать — их суда в полной мере соответствуют действующим требованиям безопасности. В частности, им необходимо предусматривать различные внештатные ситуации: риски потенциального столкновения, технические сбои системы, потерю связи с оператором и т.д. К примеру, суда XOCEAN оборудованы лидаром, который идентифицирует окружающие аппарат объекты путём замера времени возврата отражённого луча лазера. Кроме того, за движением каждого беспилотника постоянно наблюдают как минимум два человека — оператор и инспектор. Отсутствие человека на борту позволяет увеличить время пребывания аппарата в открытом море и производить сбор данных даже в экстремальных условиях.
Паруса от всеми известной компании Michelin
Древние люди научились эксплуатировать силу ветра более 5000 лет назад, однако с пришествием эпохи индустриализации и глобализации парусное вооружение уступило паровым, а затем и дизельным двигателям. В наше время мировая судоходная промышленность начинает движение в сторону декарбонизации отрасли, и одним из самых необычных решений стал проект WISAMO — Wing Sail Mobility от компании Michelin, которая предлагает оборудовать коммерческие суда надувными парусами-крыльями.
В рамках проекта WISAMO компания Michelin представила миру белые надувные паруса, больше напоминающие талисман производителя Мистера Мишлена, чем традиционное парусное вооружение. Изготовленные из прочного и податливого материала, характеристики которого компания пока решила оставить в тайне, паруса могут раздуваться и складываться одним нажатием кнопки. Для их снаряжения не нужна опытная команда: конструкция автоматически подстраивается под ветер, руководствуясь данными с многочисленных датчиков, которые измеряют скорость и направление воздушного потока. По словам представителей проекта WISAMO, надувной парус можно устанавливать на стандартные грузовые и прогулочные суда: работая параллельно двигателю, они позволят сократить расход топлива на 20% и снизить объёмы выбросов парниковых газов.
Руководитель проекта WISAMO Бенуа Дайе утверждает, что по мере ужесточения регулирования в рамках политики декарбонизации альтернативные «зелёные» двигатели будут становиться всё более востребованными. По данным Международной морской организации, на судоходную промышленность приходится около 3% глобальных выбросов парниковых газов. Декарбонизация отрасли — чрезвычайно медленный и продолжительный процесс, однако современные паруса позволят ускорить переход к более экологичным силовым установкам.
Парус-крылья
Ветровая тяга давно привлекала судостроителей и судовладельцев, стремившихся ограничить зависимость индустрии от ископаемого топлива. К примеру, ещё в 1920-х годах зародился концепт турбопарусов — роторов Флеттнера, действующих за счёт эффекта Магнуса. Турбопаруса представляют собой вертикальные цилиндры, вращающиеся вокруг собственной оси для образования движущей силы. Впервые их испытали на шхуне «Букау» в 1924 году, а в 1980-х годах к идее турбопарусов вернулся Жак-Ив Кусто, установивший их на судно «Алсион». Спустя десятилетия в 2018 году подобными роторами оборудовали танкер Timberwolf и сухогруз Afros. По некоторым данным, турбопаруса позволяют сократить расход топлива на 8–10%.
Благодаря обновлённой структуре, размеру, инновационным материалам и технологичности современные паруса используют энергию ветра гораздо эффективнее своих предшественников. По своей сути они ближе к самолётным крыльям, чем к традиционным тканевым парусам. Их конструкция разработана с целью генерирования подъёмной силы перпендикулярно направлению ветра с минимальным аэродинамическим сопротивлением. По словам руководителя проекта WISAMO, паруса-крылья можно производить в разных размерах, чтобы интегрировать их как в новые судостроительные проекты, так и в уже действующие суда.
Впрочем, проект Michelin ещё довольно далёк от полноценной реализации. Компания не спешит делиться информацией о потенциальных клиентах, а тестирование парусов-крыльев пока ограничилось установкой прототипа площадью 93 м2 на 40-футовую яхту, курсирующую по озеру Невшатель в Швейцарии. Хотя небольшой экземпляр неплохо показал себя в деле, компания ещё не дошла до оборудования футуристическими парусами 500-футовых сухогрузов и танкеров, которые являются основными источниками парниковых газов. По словам Бенуа Дайе, в 2022 году Michelin планирует протестировать версии площадью от 180 до 280 м2 на коммерческом грузовом судне перед запуском полносерийного производства.
А есть ли еще другие варианты?
К примеру, британская фирма BAR Technologies уже подписала контракт с американской компанией Cargill, чтобы к 2022 году оборудовать один из её сухогрузов собственной версией парусов-крыльев WindWings. Их 46-метровые паруса не только действуют, но и выглядят как крылья самолёта. В отличие от парусов WISAMO, WindWings изготовлены из стали, а для прохождения под мостами и маневрирования в портах они не сдуваются, но складываются горизонтально. Вариант парусов от BAR Technologies отчасти напоминает концепт швейцарской компании Wallenius Marine «Oceanbird» — парусник будущего, полностью полагающийся на энергию ветра. В отличие от него, паруса WindWings, как и паруса WISAMO, будут работать параллельно традиционной силовой установке, сокращая расход топлива на 25–30%.
