【衝撃】スクリューの違いで性能激変!?　船を動かす推進装置が深すぎ

2024年9月22日 / コラムコメントする

■キャビテーションを防ぐハイ・スキュー・プロペラ

　ではキャビテーションをどう防ぐのか。結論からいうと、スクリュープロペラではキャビテーションを完全になくすことは難しい。

　そこで大量にこれが発生することを防ぐためにブレードを細長くして後退角を大きく取り、ブレードが徐々にキャビテーションの中に入っていくようにすることで、先端付近で生じるキャビテーションを抑える。

　このようなスクリュープロペラをハイ・スキュー・プロペラといい、プロペラの回転で生じる振動や騒音を減らすことができる。そのため比較的高速で航行し低振動が望まれる艦船などで多様されている。

　ハイ・スキュー・プロペラといえば潜水艦が使用していることで有名。潜水艦の探知技術が発達し高性能なソナーが使用される現代にあって、潜水艦にとって静粛性は必須。プロペラの発する騒音や振動音は簡単にソナーで探知されてしまうからだ。ハイ・スキュー・プロペラの技術を極限まで突き詰めたのが潜水艦のプロペラなのである。

　またブレード断面の前端を薄く、後端を厚くして、キャビテーションで生じる気泡でブレード全体を覆うようにして推進効率の悪化を防ぐスーパーキャビテイング・プロペラというものもある。これは高速船で使用される特殊なプロペラである。

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■高速船に使用されるウォーター・ジェット推進装置

　ウォーター・ジェット推進は、主機で駆動する高圧ポンプで船底から吸い上げた海水をポンプ内に設置されたインペラ（高速で回転する羽根車）で加圧し、ノズルから後方へ高速で噴出する反力で船を推進させる装置。

　ウォーター・ジェットはポンプ内が高圧のためキャビテーションの問題がない。また、推進機の取り付けの自由度が大きく、ジェットの噴流の吹き出し方を変えることで操船が容易に行なえること、プロペラのような回転流がなく、低速時でも最大出力を出せるなどの利点がある。

　高速での航行を重視する船舶に使用されることが多く、軍艦ではアメリカ海軍のフリーダム級やインディペンデンス級沿海域戦闘艦、海上自衛隊の1号型ミサイル艇、はやぶさ型ミサイル艇、民間船舶ではナッチャンRera（東日本フェリー）やセブンアイランド（東海汽船）などで使われている。ちなみに1号ミサイル艇やセブンアイランドはウォータージェット推進と水中翼を組み合わせたジェットフォイルになっている。

　またアメリカ海軍のシーウルフ級やヴァージニア級、ロシア海軍のボレイ級などの原子力潜水艦で使用されているポンプジェット・プロパルサーと呼ばれる推進装置があるが、これもウォーター・ジェット推進の一種。スクリュープロペラを円形シュラウドで覆うことで推進効率を高め高速を出すことができ、さらに静粛性も高いという利点がある。