Blog
2022年09月13日 [船の豆知識]
船はどうやって動く？【推進器の種類と歴史】
はじめに
いつもポートサービスのブログを読んでくださりありがとうございます。今日は船はどうやって動く？というテーマで、推進器の種類とその歴史を深堀りしていこうと思います💁♀️🚢
船はどうやって動く？
船が自力で航行するためには、推進器と動力が必要です。推進器とは、エンジンなどの動力によって駆動され、推進力を与える装置のこと。その昔、船は、櫂(かい)や櫓(ろ)などの長い木の板を使って人の手で漕いでいました。つまり、長い木の板が推進器、人力が動力（エンジン）だったわけです。ボートやSUPを経験したことがある方なら、イメージしやすいですね🎵
動力の種類
現在、船の動力はディーゼルエンジンが主流です。また、ガスタービン、電気推進、原子力推進など多数のエンジンが開発され、最近では１隻に１種類とは限らず、用途によって組み合わせたハイブリッド型の船も開発されています。
推進器の歴史
18世紀には人力での航行から進化し、船は帆を張り、風の力を動力とするようになりました。また、陸上で蒸気機関が発明されると船にも適用され、推進器として外輪（水車型の装置）を使う外輪船が多く普及していました。
推進器の種類と特徴
では、前述した外輪の他に、どんな推進器があるのでしょう？ここで紹介するものはごく一部ですが、特徴と一緒に紹介します🚢💁♀️
１・スクリュープロペラ：回転翼（プロペラ）が水をかく・ことによって、回転軸方向に 揚力を作り、推進する力を得る。※揚力とは：物体の進行方向や流れが物体に向かう方向に対して垂直に働く力のこと
2・ウォータージェット推進器：後方に高圧の水流を噴出する事で推進力を得る。船の方向は噴射するノズルの角度を変えればよいため、舵が不要。小型高速船に多く採用されている。
3・フォイトシュナイダープロペラ：回転面に対して舵の役割を果たす翼が垂直に取り付けられており、推進力と揚力の両方を得る。各翼と回転軌道との角度は統合的に制御されるため、揚力（＝推力）の大きさと向きを迅速に変更できる。
4・ポッドプロペラ：ポッドと呼ばれるラグビーボール状の構造物に取り付けられたプロペラを電動モーターで360度回転させて推進力を得る。高い推進力、燃費の向上、振動の少なさといったメリットがある。
 |  |  |
※左からスクリュープロペラ、ウォータージェット推進（1：前進 2：後進）、フォトシュナイダープロペラ
2つめに登場したウォータージェット推進器は以前のブログでも紹介しました。より詳しく知りたい方は、こちらからチェックしてみてくださいね🎵
プロペラが普及したきっかけ
プロペラが発明された頃はまだ外輪船が主流でした。そのため、本当にプロペラの推進効率が良いのか懐疑的な見方も多かったと言います。
しかし、1835年に起こったある事故がきっかけでプロペラが大きく発展します。それはイギリスの運河で2ピッチ分のネジ型プロペラを付けたボートをテスト走行させていたときのこと。テスト中にブレードが破損してしまい、1ピッチ分だけが残ったにもかかわらず、これまでより速く進んだというのです。このことがきっかけで、ネジ型から現在のような形へと進化していきました。
さらに、時を同じくして２隻のイギリス艦艇を使った実船実験が行われました。どちらも動力は蒸気機関。プロペラ船と外輪船の船尾をロープでつなぎ、引っ張り合いをしたのです。結果はどうなったと思いますか？
結果はもちろん（？）プロペラをつけた船の勝利。2.5ノット（時速約4.6キロ）の速さで引っ張ることができたといいます。そして、この実験以降スクリュープロペラは最も優れた推進器とされ、主流に至るまでになりました。それにしても、大胆な実験ですね😅
外輪とプロペラの違い
現在の推進器の主流を担うプロペラ、18世紀までの推進器の主流だった外輪。どんな違いがあるのでしょうか？両者の推進力の仕組みを見ていきましょう。
外輪は抗力によって推進力を得ています。※抗力とは流れの 速度 に平行に働く力
つまり、回転面に平行（回転軸に垂直）の推進力を得る外輪と、前述のとおり回転軸方向に平行に推進力を得ているスクリュープロペラでは力の働き方が大きく異なるんです。
大胆な実験と偶然の発見がなければ、現在のスクリュープロペラの開発はもっと遅れていたかもしれませんね😲とはいえ、外輪船は操船が簡単なことから、スワンボートなどの遊戯船に使われています。なんだか身近に思えますね✨
おわりに
いかがでしたか？今回は船が航行するために必要な動力と推進器について紹介しました。今回のブログで船について少しでも興味を持っていただけたら幸いです😊
交通船のポートサービスのブログ・Instagramでは船の豆知識を続々と公開中！
YouTubeではリアルな船の現場もアップしています。
資料引用
船はどうやって進む？現在のプロペラに至るまでのあゆみ
船舶工学 - 推進器 - わかりやすく解説 Weblio辞書
スクリュープロペラ - Wikipedia
ウォータージェット推進 - Wikipedia
シュナイダープロペラ - Wikipedia
フォトシュナイダープロペラ画像引用元 Voith AG, Heidenheim, Attribution,
