ウォータージェット推進

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離岸のためナッチャンWorldのウォータージェット推進器 が作動する様子
ナッチャンWorldの船尾に4基備えられたウォータージェット推進器
ウォータージェットノズル 噴出口には急減速・後進用のカバーが降りている

ウォータージェット推進(ウォータージェットすいしん)は、船舶の推進方式の一つ。後方に高圧の水流を噴出する事で推進力を得る方式である。英語圏では「ポンプジェット推進 (Pump-jet)」とも呼称される。

概要[編集]

ウォータージェット、またはハイドロジェット推進は、船底から汲み上げた水を、主機(動力源)により動作する高圧ポンプで、後方のノズルから勢い良く吐出する事で推進力を得る。水中船ではスクリュー部外周を円形シェラウドなどで覆う形となる。推進効率はスクリューに劣るものの、高速での航行に適しているため、小型のものはガソリンエンジン、より大型のものはガスタービンエンジンや高速ディーゼルエンジンを動力源とする。

採用例[編集]

レジャー用の水上オートバイから、高速船、高速巡視船巡視艇テクノスーパーライナーミサイル艇などに採用されている。また、スクリューに巻き込む危険性が少ない事からダイバー支援船にも採用される。また、スクリュー部外周を円形シェラウドなどで覆う事から「静粛性にも優れている」とされ、出力に余裕のある原子力潜水艦では推進効率の低さを補えるので使用されつつある。従来は推進効率が低いので、航続距離に限界があったが、近年では高速性と静粛性に着目し、新開発の魚雷[1]の多くに採用されつつある。ほとんどがオンボードエンジンであるが、船外機の推進器としても採用例がある。

特徴[編集]

『ジェットスキー』用ポンプジェット推進器の構造図
Mk50 魚雷』後部から見たポンプジェット推進器
ウォータージェットの仕組み
1.前進時 2.後進時
2つの噴射方向を組み合わせれば前進、後退、横移動、その場旋回が行なえる。

一般的なスクリュープロペラよりも設計、製造は困難であるが、スクリュー船では到達しがたい40 - 50ノット(約74 - 93km/h)での高速航行を可能にする推進方式である。また船底部に突出部分が無く、浅水面での航行が可能であり、ノズルの噴射方向を変える事で船の向きを変えられるための必要が無い。加えてノズルの逆噴射機構を用いた急制動が可能である。またスクリュープロペラでは不可能な超微速航行が可能である。

このような利点を持つ反面、低速航行時の方向安定性、操縦性に難があること、[2]エネルギー効率はスクリュープロペラに劣り、低速域での燃費が悪いなどの欠点がある。イメージとして「ノズルから勢いよく水流を吐き出して前進するボート」というものがあるが、ノズル流速と船体速度との差は大きければ大きいほど効率が悪くなる。効率という観点からすると、同じ加速であれば「少ない水を勢いよく噴射」するより「船体速度よりわずかに速い水流を大量に発生させる」ほうがはるかに効率が良い(一般的なスクリュープロペラはこの原理に則り、大きい羽根をゆっくり回すように作られる)。ゆえに静止状態から効率良く目標速度に到達するためには、機関出力をなめらかに上昇させ、ゆっくり加速する必要がある。

ちなみに、25ノット程度の速度域ではスクリュープロペラの効率が65%に達するのに対し、ウォータージェットは45%程度にとどまる。ただし、ウォータージェットの場合、船体突起物が無く抵抗が小さくなる為、効率の差は船全体として総合的に考える必要がある。また、プロペラでは回転数が増すに連れて増加するキャビテーションが避けられず、一般的に30ノット以上の速度域では効率は逆転し、ウォータージェットの方が良くなるため、高速での使用を目的とした海上保安庁巡視艇漁業取締船などでの採用例が多い。

速度を上げるため、低速時操船用のディーゼルエンジンとプロペラに加えてウォータージェットをブースターとして備えるものもある。

著名な船[編集]

脚注[編集]

  1. ^ FAS Military Analysis Network: MK-48 Torpedo
  2. ^ これはノズルの向きを変える推力偏向によって解決される。

関連項目[編集]