航運(yùn)業(yè)是全球經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的重要支柱，約90%的全球貿(mào)易通過(guò)海運(yùn)完成。然而，航運(yùn)業(yè)也是全球能源消耗和溫室氣體排放的重要來(lái)源之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，貨輪運(yùn)輸?shù)哪茉聪牧空紦?jù)全球交通總能源消耗的12%左右，其中大部分用于轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳和克服船舶前進(jìn)的阻力。一艘30萬(wàn)噸級(jí)巨型油輪每天燃油消耗量可達(dá)70-90噸。隨著我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的制訂，大型船舶節(jié)能減排已成為船體技術(shù)革新的重要課題。減小螺旋槳與水剪切時(shí)的摩擦、減少空化產(chǎn)生，是實(shí)現(xiàn)船舶節(jié)能提速的有效手段。

中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所曾志翔研究員帶領(lǐng)中國(guó)科學(xué)院海洋新材料與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室海洋環(huán)境材料團(tuán)隊(duì)，在“海洋新材料船舶應(yīng)用研究——螺旋槳減阻節(jié)能技術(shù)”方面取得新進(jìn)展。受魚(yú)類(lèi)皮膚減阻特性的啟發(fā)，基于Fluent軟件對(duì)螺旋槳表面流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬的結(jié)果，團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)了類(lèi)液態(tài)滑移柔性減阻材料JZPU-2023，并實(shí)現(xiàn)400公斤級(jí)中試生產(chǎn)。將減阻材料敷設(shè)在螺旋槳表面，利用高精度、高速摩擦阻力水洞、旋轉(zhuǎn)扭矩測(cè)試平臺(tái)和螺旋槳水動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)，反復(fù)評(píng)價(jià)驗(yàn)證減阻節(jié)能性能，減阻節(jié)能率在1%-3%之間。減阻材料JZPU-2023已取得中國(guó)船級(jí)社（CCS）船用產(chǎn)品檢驗(yàn)證書(shū)。

中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所與中遠(yuǎn)海運(yùn)能源運(yùn)輸股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中遠(yuǎn)海能”）開(kāi)展海洋新材料在船舶應(yīng)用領(lǐng)域的研究，“螺旋槳減阻節(jié)能技術(shù)”是其中用于船舶節(jié)能減阻的項(xiàng)目之一。雙方團(tuán)隊(duì)于11月2日至10日，在中遠(yuǎn)海能VLCC“遠(yuǎn)金湖”輪（COSGOLD LAKE）（長(zhǎng)330米，寬60米）的螺旋槳（直徑10米）表面完成減阻材料施工，該輪于11月14日在大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司完成修理順利出廠，開(kāi)啟實(shí)航驗(yàn)證。本次實(shí)船航行試驗(yàn)意味著該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在螺旋槳減阻節(jié)能技術(shù)方面邁出了重要一步，接下來(lái)將開(kāi)展船體超減阻防污材料的研發(fā)。船舶減阻材料關(guān)鍵技術(shù)的突破，對(duì)我國(guó)遠(yuǎn)洋船舶溫室氣體減排意義重大，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)船舶新功能材料的自主可控提供了保障。

圖1 涂裝減阻材料的“遠(yuǎn)金湖”輪（COSGOLD LAKE）螺旋槳