في إنجاز تقني جديد يعزز من كفاءة الاستدامة في النقل البحري، تمكن فريق من الباحثين الصينيين من اختبار نظام متطور يهدف إلى تقليل مقاومة الماء للسفن أثناء إبحارها. وقد أظهرت النتائج الأولية نجاحاً باهراً، حيث وفرت التقنية ما يقرب من 5% من إجمالي استهلاك الطاقة الصافي خلال تجربة تشغيلية واقعية استمرت لمدة خمسة أشهر على متن ناقلة مخصصة للمواد الكيميائية والمنتجات النفطية بحمولة تصل إلى 50 ألف طن.
- ✅ تقنية صينية مبتكرة تعتمد على "التزييت بالفقاعات" لتقليل الاحتكاك المائي.
- ✅ توفير ملموس بنسبة 5% في استهلاك الوقود، ما يعادل طناً واحداً يومياً للسفن الكبيرة.
- ✅ نظام ذكي يتوافق مع مختلف أنواع الوقود مثل الغاز المسال، الكهرباء، والميثانول.
- ✅ مستوحاة من تكنولوجيا الطوربيدات فائقة التجويف لزيادة السرعة والكفاءة.
كيف تعمل تقنية التزييت بالفقاعات على تحسين أداء السفن؟
يعتمد النظام، الذي أشرف على تطويره معهد شنغهاي لتصميم وأبحاث السفن التجارية، على آلية ضخ مستمر للهواء المضغوط في المنطقة السفلية من هيكل السفينة الملامس للماء. هذا الضخ يؤدي إلى تكوين طبقة رقيقة وكثيفة من الفقاعات الدقيقة التي تعمل كعازل يقلل من الاحتكاك المباشر بين الهيكل المعدني والمياه المحيطة. هذه العملية، المعروفة باسم "التزييت بالفقاعات"، تمنح السفينة انسيابية أعلى وقدرة على اختراق المياه بجهد أقل.
وقد استلهم المهندسون هذا المفهوم من تقنيات عسكرية متطورة تستخدم في الطوربيدات فائقة التجويف، والتي تخلق غلافاً غازياً حولها لتقليل المقاومة وزيادة السرعة إلى مستويات قياسية. ومن خلال نقل هذه الفكرة إلى تكنولوجيا السفن التجارية، أصبح بإمكان المشغلين خفض تكاليف التشغيل بشكل كبير دون الحاجة إلى إجراء تعديلات جوهرية على أنظمة الدفع أو المحركات الأساسية.
جدوى اقتصادية وتوافق مع معايير الطاقة النظيفة
تعتبر نسبة التوفير البالغة 5% رقماً ضخماً في قطاع الشحن الدولي؛ فبالنظر إلى ناقلة تستهلك وسطياً 20 طناً من الوقود يومياً، فإن هذا الابتكار يساهم في توفير طن كامل يومياً، مما يقلل الانبعاثات الكربونية والتكاليف المالية. المثير للاهتمام هو أن هذا النظام يمثل الجيل الثاني من أبحاث المعهد، حيث تم تحسين بنية إمداد الهواء لتقليل الطاقة التي تستهلكها الضواغط نفسها، مما يرفع من الكفاءة الإجمالية للنظام.
يتميز النظام الجديد بقدرات تحكم آلية وذكية؛ حيث يقوم بضبط تدفق الهواء بناءً على سرعة السفينة وعمق غاطسها في الماء. كما يتضمن نظام دعم رقمي يحلل كفاءة استهلاك الطاقة في الوقت الفعلي. وصُمم النظام ليكون مرناً للغاية، بحيث يمكن دمجه مع السفن التي تعمل بالغاز الطبيعي المسال (LNG)، أو الطاقة الكهربائية، أو حتى الوقود البديل مثل الميثانول والأمونيا. وحالياً، يتم تجهيز سفينة حاويات جديدة بسعة 3300 حاوية بهذا النظام لتعميم الفائدة على مختلف أحجام الهياكل وظروف الإبحار.
ما هو المبدأ الأساسي الذي تعتمد عليه هذه التقنية الصينية؟
تعتمد التقنية على تقليل "مقاومة الاحتكاك" بين جسم السفينة والماء عبر ضخ هواء مضغوط يشكل طبقة من الفقاعات الدقيقة، مما يحول التلامس من (معدن-ماء) إلى (معدن-مزيج غازي)، وهو ما يقلل الجهد المطلوب للدفع.
هل تتطلب هذه التقنية تغيير محركات السفينة الحالية؟
لا، الميزة الكبرى لهذا النظام هي إمكانية تركيبه دون الحاجة لتغيير أنظمة الدفع الأساسية، مما يجعله حلاً مثالياً لتطوير السفن الحالية أو دمجه في السفن الجديدة بمختلف أنواع محركاتها.
ما هي النتائج التي حققتها التجربة الميدانية؟
أثبتت التجربة التي استمرت 5 أشهر على ناقلة نفط بحمولة 50 ألف طن توفيراً صافياً في الطاقة بنسبة 5%، وهو ما يعد إنجازاً كبيراً في تقليل استهلاك الوقود اليومي.
ما هي أنواع الوقود التي يتوافق معها نظام الفقاعات؟
النظام مصمم ليتوافق مع السفن العاملة بالديزل التقليدي، الغاز الطبيعي المسال، الميثانول، الأمونيا، وحتى السفن الكهربائية بالكامل، مما يجعله تقنية مستقبلية شاملة.
🔎 في الختام، يمثل ابتكار نظام التزييت بالفقاعات خطوة رائدة نحو تحويل قطاع الشحن البحري إلى قطاع أكثر ذكاءً وصداقة للبيئة. ومن خلال دمج الذكاء الاصطناعي في مراقبة تدفق الهواء وتقليل الاحتكاك، تضع الصين معايير جديدة لكفاءة الطاقة في البحار، مما يمهد الطريق لخفض التكاليف اللوجستية العالمية وتقليل الأثر البيئي للسفن العملاقة التي تجوب المحيطات.
قم بالتعليق على الموضوع