MIT: generator wirów na kadłubie statku obniża zużycie paliwa i emisje

Badacze z Massachusetts Institute of Technology (MIT) wykazali, iż montaż klinowych generatorów wirów na kadłubach statków pozwala zredukować opór hydrodynamiczny choćby o 7,5%. Oznacza to mniejsze zużycie paliwa oraz ograniczenie emisji zanieczyszczeń przez jednostki pływające. Wyniki przedstawiono podczas Society of Naval Architects and Marine Engineers 2025 Maritime Convention w Norfolk (USA).

Nowe podejście do dekarbonizacji żeglugi

Opracowane rozwiązanie odpowiada na wyzwania związane z realizacją celu Międzynarodowej Organizacji Morskiej (IMO), zakładającego redukcję intensywności emisji CO₂ w żegludze międzynarodowej o co najmniej 40% do 2030 roku względem poziomu z 2008 roku. Zespół badawczy MIT Sea Grant oraz Wydziału Inżynierii Mechanicznej pod kierunkiem profesora Michaela Triantafyllou wykorzystał połączenie obliczeniowej mechaniki płynów (CFD) i eksperymentów wspieranych przez algorytmy sztucznej inteligencji do optymalizacji kształtu i rozmiaru generatorów.

Przebieg badań i najważniejsze wnioski

Naukowcy najpierw przeprowadzili szeroko zakrojone analizy CFD, a następnie przetestowali różne prototypy kadłubów z generatorami wirów i bez nich. Ostatecznie to klinowe generatory okazały się najskuteczniejsze w ograniczaniu oporu. Dzięki wizualizacji przepływu potwierdzono, iż urządzenia te opóźniają oderwanie się turbulentnych warstw wody od kadłuba, co usprawnia przepływ i zmniejsza ślad hydrodynamiczny statku. Umożliwia to także bardziej efektywną pracę śruby i steru.

Po raz pierwszy dokumentujemy eksperymentalnie zmniejszenie zużycia paliwa przez statki dzięki generatorom wirów – stosunkowo niewielkim strukturom w kształcie klina, mocowanym w określonych miejscach na kadłubie.

Możliwości wdrożenia i potencjał oszczędności

Generatory wirów od lat stosowane są w lotnictwie, jednak badania MIT po raz pierwszy wykazały ich skuteczność w komercyjnej żegludze. Modułowa konstrukcja pozwala zintegrować je z różnymi typami kadłubów, w tym masowcami i tankowcami, a także współdziałać z innymi technologiami, np. statorami przedśrubowymi. Przykładowo, instalacja generatorów na 300-metrowym masowcu Newcastlemax pływającym przez Pacyfik mogłaby przynieść ok. 750 tys. dolarów oszczędności paliwowych rocznie i znacząco ograniczyć emisje.

Projekt realizowany był we współpracy z CBA Consortium i firmą Oldendorff Carriers (operator ok. 700 masowców na świecie), a jego kontynuacja odbywa się w ramach MIT Maritime Consortium, powołanego w 2025 roku do modernizacji floty komercyjnej poprzez badania interdyscyplinarne i współpracę z branżą oraz regulatorami.

Źródło: MIT News