GT Wings公司的AirWing產品利用航空航天工程原理，結合混合玻璃纖維和碳纖維復合材料結構，通過緊湊且與甲板兼容的風力推進系統，實現了高達30%的燃油節省。在Carisbrooke Shipping公司的船只上安裝的20米長AirWing設備，在保持與貨物作業兼容性的同時，在該船只的英國-加拿大-英國航線上實現了8.3%的燃油節省。隨著減少溫室氣體排放的監管壓力不斷加大，全球海運業正步入一個變革時期。目前，海運業的燃料消耗量每年高達約3億噸，占全球碳排放量的2.5%，航運運營商面臨著嚴峻的合規挑戰。國際海事組織（IMO）已制定了日益嚴格的船舶能效設計指數（EEDI）和現有船舶能效指數（EEXI）要求，同時，歐盟正準備將航運納入其碳排放交易體系（EU ETS），并實施《歐盟海運燃料條例》（FuelEU Maritime regulations）。這些動態發展迫使船舶運營商采取脫碳策略，在確保環境合規的同時保持運營的可行性。風力輔助推進系統作為一種極具前景的技術應運而生，它利用免費且無限的能源來減少燃料消耗。然而，傳統系統往往存在顯著的操作挑戰，尤其是占用大量甲板空間，干擾貨物作業，以及推力與尺寸比不足，限制了其節油潛力。英國利物浦的GT Wings公司開發了一種新的海運風力推進方法，旨在解決這些局限性。AirWing系統是一種商用翼帆，它借鑒了美洲杯帆船賽和一級方程式賽車中的空氣動力學原理，并結合了針對大規模制造技術進行優化的特殊復合材料結構。這些特點共同作用，使得該系統在緊湊的空間內就能產生出色的推力，即使對于甲板空間有限的船舶而言，也能使風力推進成為可行的選擇。這是一張AirWing翼帆在展開狀態下的渲染效果圖。GT Wings公司已開發出多種尺寸規格的翼帆，包括AirWing20、AirWing28和AirWing40，每種規格都針對不同尺寸的船舶進行了定制。
AirWing單元正在測試其自動調整系統，以在不同風況下實現最佳性能。當風速超過45節時，它會進入“安全模式”，以在推力生成變得不切實際時最大限度地減少阻力。
海上風力推進面臨的基本挑戰在于開發一種系統，該系統能夠在緊湊的單元內產生顯著推力，同時保持與船舶運營的兼容性。最終的設計采用了多元素實心翼結構，由兩個空氣動力學表面——主翼面和襟翼——組成，它們協同工作以產生推進力。與軟帆不同，這種剛性垂直翼的功能類似于飛機機翼，通過空氣在其曲面流動時產生的壓力差來產生升力。主翼面提供了主要的升力表面，而位于后緣的較小襟翼則作為高升力裝置，可調整以優化整個系統的空氣動力學性能。多元素配置的關鍵優勢在于，與單元素設計相比，它能夠在更高的攻角下保持附著的空氣流動。當配置得當時，主翼面和襟翼之間的縫隙會加速從高壓（迎風）側到低壓（背風）側的空氣流動，為邊界層注入能量并延遲流動分離。這種縫隙效應使得翼帆在失速前能夠產生顯著更大的驅動力，這在逆風航行或微風條件下尤為重要。由于襟翼角度可以獨立于主翼面進行調整，因此它可以精細控制整個系統的彎度和總升力系數。一個自動控制系統集成了多個傳感器和執行器，能夠持續調整主翼組件的攻角和襟翼元素的相對位置。該系統能夠自動優化調整，以應對不斷變化的風況、船速和航向。“我們特別選擇了這種材料，因為它能減少手工勞動時間，同時提供最佳的表面光潔度，”KS Composites公司的項目經理丹·紐漢（Dan Newham）解釋道。“高克重使我們能夠用更少的層數達到必要的結構性能，從而提高了制造效率。”“當前的混合方法平衡了性能、認證要求和項目限制，”哈羅普指出。“隨著技術的成熟和監管熟悉度的提高，我們預計將有機會實施更先進的復合材料解決方案。”對于更廣泛的海運行業而言，AirWing技術代表了一條切實可行的減排路徑，可以在不影響運營的情況下在現有船舶上實施。全球約有20,000艘船舶適合采用風力推進，而目前僅有約35處安裝實例，因此市場潛力巨大。
