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## Wing Sail (Wind-Assisted Propulsion for Ships): Definition, How It Works, and…

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Writer Joshuaa Hit 236 Hits Date 26-01-12 16:29
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## Wing Sail (Wind-Assisted Propulsion for Ships): Definition, How It Works, and Real-World Adoption

## 윙세일(선박 풍력 보조추진): 개념·원리·적용사례·장단점·실무 체크리스트

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## English

### 1) What “Wing Sail (윙세일)” means

A **Wing Sail** is a **wind-assisted propulsion device (WAPS: Wind Assisted Propulsion System)** mounted on a ship’s deck that looks and behaves more like an **airplane wing** than a traditional fabric sail. It generates **aerodynamic lift** from wind; the lift’s forward component provides **supplementary thrust**, reducing engine load and therefore **fuel consumption and emissions**. ([경향신문][1])

In other words: it does not replace the main engine on most commercial ships; it **assists** it.

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### 2) How it works (aerodynamics, in practical terms)

**Core principle: lift from pressure difference**

* As wind flows around the wing-shaped structure, it creates a **pressure difference** (lower pressure on one side, higher on the other), producing **lift**—the same physics that allows airplanes to fly. ([경향신문][1])
* The wing is oriented at an **angle of attack** to the apparent wind. The lift vector can be decomposed into:

  * **Forward component** (useful thrust)
  * **Side component** (creates lateral force and heeling/roll moment)

**Why “rigid” wing sails matter**
Rigid wing sails keep an optimized shape at higher wind speeds and can be designed with multiple elements (like flaps) for higher lift and control stability. ([CM Energy][2])

**Control and automation**
Modern systems typically use sensors and control logic to:

* Adjust angle/trim to maximize net thrust (lift/drag optimization)
* Reduce loads in gusts
* Coordinate with autopilot and speed/routing strategy

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### 3) What it looks like on real ships (Korea: concrete recent examples)

**HMM (announced January 12, 2026)**

* HMM announced it **introduced wing sails domestically for the first time** on **January 12, 2026**. ([뉴시스][3])
* Reports describe the installed wing sail as about **30 m high and 10 m wide**, generating lift like an aircraft wing. Expected fuel savings are described as **up to ~5–20% depending on operating conditions**. ([아이뉴스24][4])
* One report notes the ship **began operation on January 5, 2026** with the device installed, and HMM plans to collect operational data for about **two years** to validate economics and performance. ([한국경제][5])

**HD Korea Shipbuilding & Offshore Engineering (HD KSOE) / HD Hyundai**

* HD’s official release describes its wing sail as roughly **30 m × 10 m**, with auxiliary wings to increase thrust, plus a **tilting/folding function** for safety in severe weather. ([HD현대][6])

**Samsung Heavy Industries (November 20, 2024)**

* Samsung Heavy announced receiving **AIP (Approval in Principle)** for an **LNG carrier design** applying a wing sail, describing the same lift-based thrust principle. ([경향신문][1])

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### 4) Typical performance: what “5–20% fuel saving” really means

Across public materials and industry reports, a frequently cited range for wind-assist technologies (including wing sails) is **~5–20% annual fuel savings**, but it is not guaranteed; it depends heavily on route, wind climate, speed, and integration quality. ([windassist.nl][7])

**Key drivers of savings**

* **Wind availability and direction** along the route (seasonality matters)
* **Ship speed strategy** (wind assist often pairs well with slow steaming)
* **Number/size of wings** vs cargo/air-draft constraints
* **Weather routing** and operational discipline (consistent utilization)
* **Hull/above-deck aerodynamics** and interference effects (superstructure interaction is a real engineering problem) ([KoreaScience][8])

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### 5) Why shipping companies care now (regulatory and commercial logic)

Wing sails are being adopted because they can reduce fuel burn and thus improve compliance and cost performance amid tightening regulations and carbon-related costs.

Korean coverage explicitly links wing sails to compliance with increasing climate regulations/metrics such as **CII**, **GFI**, and **FuelEU Maritime**, by lowering fuel consumption and carbon intensity. ([한국경제][5])

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### 6) Engineering and operational constraints (what can go wrong if ignored)

**A. Structural loads and fatigue**

* Wings add significant wind loads and cyclic fatigue loads to deck structures.
* Retrofitting often requires reinforcement and careful class approval.

**B. Stability and maneuvering**

* Lateral force can increase roll/heeling; control systems and operational limits are needed.

**C. Port / bridge / air-draft limitations**

* Tall devices may restrict port entry, under-bridge clearance, and cargo operations.
* Folding/tilting mechanisms mitigate this (explicitly highlighted by HD Hyundai). ([HD현대][6])

**D. Visibility and bridge arrangement**

* Samsung Heavy noted visibility issues historically associated with such devices and addressed them via ship arrangement solutions in its design discussion. ([한국경제][9])

**E. Real-world utilization**

* The biggest performance killer is not physics—it’s **operational non-use** (kept neutral due to port constraints, heavy weather conservatism, route variability, crew unfamiliarity).

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### 7) Practical checklist (if you are evaluating wing sails for a vessel)

**Step 1 — Define operating profile**

* Vessel type (bulker/tanker/Ro-Ro/LNG)
* Route set (seasonality, typical wind roses)
* Speed policy and schedule flexibility

**Step 2 — Confirm constraints**

* Air draft restrictions on your key ports/bridges
* Deck layout conflicts (cranes, manifolds, mooring equipment, helicopter deck)
* Maintenance access and safe lock-down modes

**Step 3 — Demand a transparent performance model**
Ask vendors to provide:

* Route-based simulation assumptions (wind datasets, engine curves)
* Expected savings distribution (P50/P90 style, not just “max”)
* Downtime assumptions (percentage of time folded/neutral)

**Step 4 — Commercial model**

* CAPEX + installation downtime
* Fuel price / carbon cost sensitivity
* Payback under conservative utilization (because optimistic utilization is rarely sustained)

**Step 5 — Verification plan**
HMM’s approach (multi-year operational data accumulation) is a strong pattern: plan measurement early—fuel flow meters, shaft power, weather logs, and standardized baseline comparison. ([한국경제][5])

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## 한국어

### 1) “윙세일”이 정확히 뭔가?

**윙세일(Wing Sail)**은 선박 갑판 위에 설치하는 **풍력 보조 추진 장치(WAPS: Wind Assisted Propulsion System)**입니다. 겉모양은 ‘돛’과 비슷해 보이지만, 실제 작동 원리는 범선의 천 돛이라기보다 **항공기 날개(wing)**에 가깝습니다. 바람을 받으면 날개 위아래(또는 양면) 압력 차로 **양력(揚力)**이 생기고, 그 양력의 앞방향 성분이 **추진력(보조 동력)**으로 작동해 엔진 부하를 낮춥니다. ([경향신문][1])

핵심은 “엔진을 대체”가 아니라, 대부분의 상선에서 “엔진을 **보조**”해서 연료와 탄소를 줄인다는 점입니다.

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### 2) 작동 원리(실무 관점으로 쉽게 풀어쓰기)

**(1) 양력 기반 추진**

* 바람이 날개형 구조물 주위를 흐르면서 압력 분포가 바뀌고, 그 결과 **양력**이 생깁니다. ([경향신문][1])
* 양력은 방향을 조정할 수 있어서, “옆으로 미는 힘”만 생기는 게 아니라 **앞으로 당기는(미는) 성분**을 만들어냅니다.
* 따라서 엔진이 내야 할 추진력이 줄고, 같은 속도를 유지하는 데 필요한 연료가 줄어듭니다.

**(2) 왜 ‘리지드(고정형/강체) 윙’이 유리하냐**

* 강체 날개는 형상이 잘 유지되어 공력 효율을 안정적으로 만들기 쉽고, 플랩(보조날개) 같은 다요소 설계로 효율을 끌어올리기도 합니다. ([CM Energy][2])

**(3) 자동 제어가 사실상 필수**

* 윙세일은 “세워두기만 하면 알아서 절감”이 아닙니다.
* 풍향/풍속/선속/파고에 따라 최적 각도를 계속 조절해야 하고, 돌풍·악천후에서는 하중을 줄이는 모드가 필요합니다.

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### 3) 한국에서의 실제 적용: 날짜·규모·효과(최신 동향 포함)

**HMM — 2026년 1월 12일 발표(국내 최초 도입)**

* HMM은 **2026년 1월 12일**, 풍력보조추진장치인 윙세일을 **국내 최초로 도입**했다고 발표/보도되었습니다. ([뉴시스][3])
* 기사에서는 윙세일이 **높이 약 30m, 폭 10m** 규모의 날개형 구조물이며, 항공기와 같은 원리로 양력을 발생시켜 추진을 보조한다고 설명합니다. ([아이뉴스24][4])
* 운항 조건에 따라 **연료 5~20% 절감 기대**가 언급되고, 탄소집약도(CII)·온실가스연료집약도(GFI)·FuelEU Maritime 등 강화되는 규제 대응에 도움이 된다는 취지로 설명됩니다. ([아이뉴스24][4])
* 한 보도에 따르면 해당 장치를 설치한 선박이 **2026년 1월 5일 운항을 시작**했고, HMM은 **약 2년간 실운항 데이터**로 효율·경제성을 검증한 뒤 확대를 검토한다고 합니다. ([한국경제][5])

**HD현대(HD한국조선해양) — 윙세일 개발/실증 특징**

* HD현대 공식 자료에서는 개발한 윙세일이 **30m×10m급**, 주 날개 양측에 **보조 날개**를 달아 추진력을 키우고, 기상 악화 시 **접거나(틸팅/폴딩)** 안전 모드로 전환할 수 있다고 설명합니다. ([HD현대][6])

**삼성중공업 — 2024년 11월 20일 AIP**

* 삼성중공업은 **2024년 11월 20일**, 윙세일을 적용한 LNG 운반선 기본설계에 대해 **AIP(개념/원리 승인 성격)**을 받았다고 발표했고, 양력 기반 보조 추진 원리를 명시합니다. ([경향신문][1])

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### 4) “연료 5~20% 절감”을 어떻게 해석해야 정확한가

업계 자료에서 WAPS(윙세일 포함)는 **연간 5~20% 연료 절감**이 “보고된 범위”로 자주 제시됩니다. 하지만 이 수치는 **최대치 홍보 문구**로 소비하면 위험하고, **항로·계절·선속·운항 규율**이 바뀌면 체감이 크게 달라집니다. ([windassist.nl][7])

절감률을 좌우하는 결정요인은 다음이 큽니다.

* **바람이 있는 항로인가**(풍향이 정면/측면/후면인지, 계절 변동)
* **선속 전략**(슬로우 스티밍과 결합하면 효율이 커지는 경우가 많음)
* **윙의 개수·면적·배치** vs 갑판 작업/시야/공기흐름 방해
* **상부 구조물 간섭**(브릿지·상갑판 구조가 공력 성능을 깎는 문제는 연구 주제이기도 함) ([KoreaScience][8])

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### 5) 기술/운항 리스크: 여기서 실패가 많이 납니다

**(1) 구조·피로 하중**

* 큰 날개는 “바람을 받는 만큼” 하중이 커집니다.
* 레트로핏(개조)에서는 갑판 보강, 용접부 피로, 진동, 유지보수 접근성을 초기부터 반영해야 합니다.

**(2) 안정성(횡력/횡경사)**

* 양력은 옆힘도 같이 만들기 때문에, 조타·선회·풍압 변화 시 거동이 달라질 수 있습니다.
* 그래서 제어 로직과 운항 제한(풍속 기준 등)이 중요합니다.

**(3) 항만/교량/공기흘수(air draft)**

* 높이가 큰 장치는 항만 진입 제한이 생길 수 있습니다.
* 이 때문에 **접힘/틸팅 기능**이 실무적으로 매우 큰 가치가 있습니다(HD현대 자료에서 안전성 측면으로 명시). ([HD현대][6])

**(4) 시야·배치 이슈**

* 삼성중공업 관련 보도에서는 과거 단점으로 “운항 시야” 문제가 언급되며, 이를 설계 배치로 해결하려는 접근이 설명됩니다. ([한국경제][9])

**(5) ‘안 쓰는 시간’이 비용을 갉아먹는다**

* 절감장치는 “설치”보다 “활용률”이 성패를 가릅니다.
* 실제 현장에서는 항만 제약/악천후 보수적 운항/승무원 숙련 부족/정비 문제로 중립 상태가 늘어나면 기대 절감률이 급감합니다.

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### 6) 윙세일 도입을 검토할 때 쓰는 실무 체크리스트(견적·기술검토용)

**Step A — 운항 프로필 고정**

* 선종(벌크/유조/LNG/Ro-Ro)
* 항로(대양 횡단/연안/계절 편차)
* 선속 정책(정시성 우선 vs 연료 최적화 가능)

**Step B — 제약조건 목록화**

* 공기흘수 제한(항만, 교량)
* 갑판 장비 간섭(크레인, 매니폴드, 계류, 소방, 안전구역)
* 정비 동선/락다운 모드(정비 중 고정, 긴급시 접힘)

**Step C — 성능 산출의 ‘근거’를 요구**
업체에 다음을 문서로 요구하면 과장 리스크를 크게 줄입니다.

* 어떤 풍황 데이터(기간/해상도)를 썼는지
* 엔진/프로펠러 곡선과 결합했는지
* “최대 절감”이 아니라 항로별·계절별 분포(보수/중립/낙관 시나리오)

**Step D — 경제성(보수적으로 계산)**

* 설치비 + 조선소 체류 기간 비용
* 연료가/탄소비용 변동 민감도
* 활용률이 낮아지는 경우(접힘 시간 증가)까지 포함한 회수기간

**Step E — 검증 체계**
HMM이 “약 2년간 실운항 데이터로 검증”을 말하는 방식은 매우 정석적인 접근입니다. 연료유량계/축출력/항로기상/속력 데이터를 표준화해 베이스라인 대비 효과를 비교해야 ‘말이 되는’ 결론이 나옵니다. ([한국경제][5])

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## 日本語

### 1) ウィングセイル(윙세일)とは

ウィングセイルは、船の甲板上に搭載する**風力補助推進装置(WAPS)**で、布の帆ではなく**航空機の翼のように揚力を作る**ことで推進を助けます。揚力の前方成分が推力になり、主機の負荷を下げて燃料・排出を削減します。 ([뉴시스][3])

### 2) 仕組み(要点)

* 風で翼周りの圧力差が生じ、**揚力**が発生します。 ([뉴시스][3])
* 揚力のうち前方向の成分が推力、横成分は横力となるため、制御と運用ルールが重要です。
* 近年は剛性翼(Rigid Wing)や自動トリム制御で効率と安全性を高める設計が増えています。 ([CM Energy][2])

### 3) 韓国での最新動向(具体日付)

* **HMM**:**2026年1月12日**に国内初導入が報じられ、約**30m×10m**規模、条件により**5~20%**燃料削減期待と説明されています。 ([뉴시스][3])
* **HD Hyundai**:自社資料で30m×10m級、補助翼、悪天候時の**折り畳み/チルティング**機構を説明しています。 ([HD현대][6])
* **Samsung Heavy**:**2024年11月20日**、LNG船設計でウィングセイル適用のAIP取得を公表。 ([경향신문][1])

### 4) 導入判断チェック

* 航路・季節風の適合、港湾/橋梁の空中喫水制限、甲板作業との干渉
* 期待値は「最大」ではなく、運用率(折り畳み時間込み)の保守ケースで評価
* 実運航データ(燃料流量/軸出力/気象/速度)で検証計画を先に設計 ([한국경제][5])

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## Español

### 1) Qué es un “Wing Sail” (윙세일)

Un **wing sail** es un sistema de **propulsión asistida por viento (WAPS)** instalado en cubierta que genera **sustentación aerodinámica** como un ala. La componente hacia proa de esa fuerza actúa como **empuje** y reduce el trabajo del motor principal, disminuyendo combustible y emisiones. ([뉴시스][3])

### 2) Rendimiento realista (por qué se cita 5–20%)

Diversas fuentes del sector citan **ahorros típicos del 5–20%** (dependiendo de ruta, viento, velocidad y utilización). Es un rango “reportado”, no una garantía. ([windassist.nl][7])

### 3) Casos recientes en Corea (fechas concretas)

* **HMM (12 ene 2026)**: adopción doméstica inicial; se describe un ala de ~**30 m** de alto y **10 m** de ancho y ahorro potencial **5–20%** según condiciones. ([뉴시스][3])
* **HD Hyundai**: comunica función de **plegado/inclinación** para operar con seguridad en mal tiempo. ([HD현대][6])
* **Samsung Heavy (20 nov 2024)**: AIP para diseño de LNG carrier con wing sail aplicado. ([경향신문][1])

### 4) Checklist de evaluación

* Restricciones de **air-draft** (puertos/puentes), interferencias en cubierta, refuerzos estructurales
* Modelo de ahorro basado en **rutas** y supuestos transparentes
* Plan de verificación con datos operativos durante meses/años (medición de combustible/potencia/meteorología) ([한국경제][5])

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## Français

### 1) Définition de “Wing Sail” (윙세일)

Le **wing sail** est un dispositif de **propulsion vélique assistée (WAPS)** monté sur le pont. Il fonctionne comme une **aile** : il produit de la **portance** grâce à une différence de pression, et la composante vers l’avant fournit une **poussée d’appoint**, réduisant la charge moteur, la consommation et les émissions. ([뉴시스][3])

### 2) Ce que signifie réellement “5–20%”

Le secteur cite souvent **5 à 20% d’économies** (selon route, vents, vitesse, taux d’utilisation). C’est un ordre de grandeur “observé/rapporté”, très dépendant de l’exploitation. ([windassist.nl][7])

### 3) Adoption en Corée (repères datés)

* **HMM (12 janvier 2026)** : annonce d’une première introduction domestique, dispositif décrit autour de **30 m × 10 m**, économies potentielles **5–20%** selon conditions. ([뉴시스][3])
* **HD Hyundai** : mention explicite d’un mode **basculement/pliage** en cas de mauvais temps pour améliorer la sécurité. ([HD현대][6])
* **Samsung Heavy (20 novembre 2024)** : AIP pour un concept de LNG carrier avec wing sail. ([경향신문][1])

### 4) Points d’ingénierie à verrouiller

* Charges structurelles/fatigue, stabilité (forces latérales), contraintes portuaires (air-draft)
* Modèle de performance basé sur itinéraires et hypothèses vérifiables
* Plan de mesure et validation sur données réelles (log fuel/power/meteo/vitesse) ([한국경제][5])

[1]: https://www.khan.co.kr/article/202411201519001?utm_source=chatgpt.com "삼성중공업, 풍력 보조 추진장치 '윙 세일'로 탄소중립 앞당긴다"
[2]: https://www.cm-energy.com/knowledge/what-is-rigid-wing-sail-and-how-does-it-work?utm_source=chatgpt.com "What Is Rigid Wing Sail and How Does it Work?"
[3]: https://www.newsis.com/view/NISX20260112_0003473168?utm_source=chatgpt.com "HMM, 연료 5~20% 절감해주는 친환경 '윙세일' 도입"
[4]: https://www.inews24.com/view/1926584?utm_source=chatgpt.com "HMM, 풍력보조추진장치 '윙세일' 국내 첫 도입"
[5]: https://www.hankyung.com/amp/202601124432P?utm_source=chatgpt.com "HMM, 친환경 운항설비 윙세일 도입"
[6]: https://www.hd.com/kr/newsroom/media-hub/press/view?detailsKey=3568&utm_source=chatgpt.com "HD현대, 바람으로 움직이는 친환경 선박 개발"
[7]: https://windassist.nl/wp-content/uploads/2025/02/WAPS_How_WAPS_can_help_to_comply_with_GHG_regulations.pdf?utm_source=chatgpt.com "WIND-ASSISTED PROPULSION SYSTEMS (WAPS)"
[8]: https://www.koreascience.kr/article/JAKO202408554004881.page?utm_source=chatgpt.com "선박의 상부 구조 형상을 고려한 Wing-Sail의 성능 평가"
[9]: https://www.hankyung.com/article/202411204014i?utm_source=chatgpt.com "탄소 절감 나선 삼성중공업…LNG 운반선에 돛 단다"

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