Buồm hình trụ giúp tàu chở hàng giảm tới 90% nhiên liệu

Mô phỏng tàu trang bị cột buồm hình trụ. Ảnh: CoFlow Jet

Startup Mỹ CoFlow Jet phát triển hệ thống buồm hình trụ không có bộ phận chuyển động, hứa hẹn giảm tới 90% chi phí nhiên liệu cho tàu chở hàng, New Atlas hôm 31/7 đưa tin.

Chi phí nhiên liệu tăng cùng với mục tiêu đạt trung hòa carbon vào năm 2050 khiến việc tăng hiệu quả và giảm phát thải cho tàu chở hàng trở nên rất cần thiết. Một trong những cách để làm điều này là sử dụng buồm và khai thác sức mạnh của gió. Tuy nhiên, có hai vấn đề khiến buồm hiện không còn được ưa chuộng như thời xưa.

Đầu tiên, buồm truyền thống đòi hỏi đội ngũ thủy thủ đoàn lớn. Một con tàu nặng 921 tấn như Cutty Sark cần tới khoảng 30 người để điều khiển buồm và các dây thừng phức tạp. Trong khi đó, tàu container hiện đại nặng 196.000 tấn chỉ cần 13 người, phần lớn chỉ bấm nút thay vì kéo dây.

Thứ hai, buồm truyền thống phụ thuộc hoàn toàn vào gió. Chuyến đi sẽ thuận lợi nếu gió đủ mạnh và đúng hướng, nhưng sẽ gặp khó khăn nếu gió quá nhẹ, quá mạnh, hoặc sai hướng. Nếu không có gió, con tàu thậm chí không thể đi tới đâu.

Giáo sư kỹ thuật hàng không vũ trụ GeCheng Zha, nhà sáng lập CoFlow Jet, chế tạo loại buồm mới dựa trên rotor Flettner được phát triển vào những năm 1920. Zha cũng là giám đốc phòng Thí nghiệm Động lực học Chất lưu Tính toán và Khí động lực học tại Trường Kỹ thuật thuộc Đại học Miami.

Rotor Flettner là những ống trụ lớn quay và tạo ra lực đẩy khí động học ở những góc thích hợp với không khí đi qua. Các ống trụ của Zha không quay. Thay vào đó, chúng hút một phần không khí từ gió thổi qua rồi xả ra ở một phần khác của ống trụ. Quá trình hút một lượng nhỏ không khí từ cửa hút, nén bằng cánh quạt rồi phun qua cửa xả tạo ra sự mất cân bằng áp suất và lực đẩy đáng kể, trải dọc theo chiều dài ống trụ.

Theo Zha, điều này tạo nên hệ thống đẩy hiệu quả cao dựa vào gió, cung cấp 100% lực đẩy cần thiết để tàu chạy nhờ hệ số nâng cao và lực cản nhỏ. Khác với hệ thống Flettner, ống trụ của Zha không quay và giúp giảm đến 50% nhiên liệu ở tàu chở hàng lớn và 90% ở tàu nhỏ. Thậm chí, tàu buồm có thể giảm 100% nhiên liệu bằng cách giương buồm và tắt máy hoàn toàn, dù điều này phụ thuộc vào lực và hướng gió. Một ưu điểm khác là hệ thống có thể được lắp đặt thêm cho các tàu hiện có và ống trụ có thể thu gọn lại khi tàu ra vào cảng.

"Với những tiến bộ công nghệ ngày nay, hệ thống đẩy gió là một phương án thay thế hiệu quả cho động cơ diesel. Một ưu điểm lớn là nó thân thiện với môi trường, giúp khử carbon hiệu quả trong vận tải biển - ngành đóng góp khoảng 3% lượng khí thải nhà kính toàn cầu", Zha cho biết.

Thu Thảo (Theo New Atlas)