压力差产生推力:该系统利用少量电力带动甲板上的圆筒旋转 。当风遇到旋转的圆筒时,气流在圆筒的一侧加速(形成较低压力),在另一侧减速(形成较高压力) 。
推进动力:这种压力差会产生一个垂直于风向的强大推力,直接推动船舶前行,从而允许主机减速,达到节油效果 。
材料构造:转子外部由轻质的玻璃纤维复合材料制成,内部则由焊接钢支撑塔提供强度 。
2. 35米高度面临的雷击风险
由中船七二五所研制的全球最大船用风力旋筒高度达 35米 。在广阔且平坦的海面上,这些高耸的圆筒成为了船舶的最高点,面临着极高的雷击风险:
引雷效应:35米的高度使其自然成为雷云电荷下行先导的诱发点。传统的避雷针(富兰克林针)通过“引雷”来保护结构,但在海上这会导致巨大的电流经过船体。
复合材料损伤:筒体外层为复合材料,虽然非金属,但在遭受数万安培的雷击电流时,巨大的热效应和机械压力可能导致结构分层或破损。
精密系统威胁:筒转帆配备了高度自动化的控制系统 、传感器和远程监控系统 。强烈的雷击会产生巨大的电磁脉冲(LEMP),轻则损坏驾驶台的控制面板 ,重则瘫痪整条船的电气主系统。
3. CMCE:不引雷的终极解决方案
对于高达35米且装有精密电子设备的筒转帆来说,CMCE电场变化补偿器是目前最理想的避雷方案。
为什么 CMCE 是最好的选择?
与传统避雷针“通过引雷并泄放电流”的被动逻辑不同,CMCE 采用的是主动防御逻辑:
消除雷击诱因:CMCE 通过吸收和补偿周围大气中的正负电荷,平衡局部电场,防止产生向上的流注先导。简而言之,它不引雷,而是让受保护区域在雷云眼中“消失”或变得不可见。
保护电气安全:由于没有雷击直接发生,也就没有巨大的浪涌电流进入船体电气系统,确保了风力旋筒自动优化控制系统的绝对安全。
全方位覆盖:CMCE 能为筒帆及其基座提供一个圆顶状的保护区,确保整艘船(包括油轮、LNG运输船等高危船型)的电气安全水平处于最高等级 。
4. CMCE 在筒转帆及整船上的保护范围示意
保护范围描述:
单体保护:CMCE 通常安装在筒转帆支撑塔的最顶端。它会以自身为圆心,向四周辐射形成一个半径达 25米至120米(视型号而定)的“无雷区”。