ジェットボート

ジェットボートは、船体後部から噴射される水流によって推進するボートです。船体下または船体後方の水中で外部プロペラを使用するパワーボートやモーターボートとは異なり、ジェットボートは、船体下部の水を取水口から船体内のポンプジェットに吸い込み、船尾のノズルから排出します。

現代のジェットボートは、 1950年代半ばにニュージーランドの技術者、ウィリアム・ハミルトン卿によって開発されました。彼の目標は、プロペラでは浅すぎる ニュージーランドの急流を遡上できるボートでした。

ウォータージェット推進のこれまでの試みは、一般的にユニットの設計が非効率的で、従来のプロペラに比べて利点がほとんどなかったため、寿命が非常に短かった。キャンピニやハンリー ハイドロジェットなどの以前のウォータージェット開発とは異なり、ハミルトンは非常に浅い水域で作動する推進システムを必要としており、ウォータージェットが理想的なソリューションであることが証明された。ジェット ユニットとジェットボートの人気は急速に高まった。ウォータージェットはさまざまな船舶タイプでプロペラよりも優れていることが判明し、現在では旅客フェリー、救助艇、巡視艇、沖合補給船など、多くの高速船舶で広く使用されている。

ジェットボートは操縦性が非常に高く、多くのジェットボートは全速力から後退して、船体の長さよりわずかに短い距離で停止することができます。この操縦は「クラッシュ ストップ」と呼ばれています。よく知られているハミルトン ターンまたは「ジェット スピン」は、ボートのエンジン スロットルを切って、ステアリングを急激に回し、スロットルを再び開くと、ボートが大きな水しぶきを上げながら素早く回転する高速操縦です。

ジェットボートのサイズに技術的な制限はありませんが、有用かどうかは用途の種類によって異なります。 従来のプロペラ駆動は、通常、約 20 ノット (37 km/h、23 mph) までの低速ではより効率的で経済的ですが、ボートの速度が上がると、支柱、舵、シャフトなどによって生成される余分な船体抵抗により、 50 ノット (93 km/h、58 mph) まではウォータージェットの方が効率的です。タグボートのように低速で回転する非常に大きなプロペラの場合、同等のサイズのウォータージェットは大きすぎて実用的ではありません。 そのため、ウォータージェットユニットの大部分は高速船や、浅い喫水、操縦性、負荷の柔軟性が主な懸念事項となる状況に設置されています。

最大のジェット推進船は、軍用や高速旅客・カーフェリー業界で使用されている。南アフリカのヴァラー級フリゲート艦（全長約120メートル、390フィート）と全長127メートル（417フィート）の米国沿岸戦闘艦は、2020年時点で最大のジェット推進船である^[update]。これらの船でさえ、「クラッシュストップ」を実行できる。^[要出典]

従来のスクリュー プロペラは、船体下部の水域内で作動し、プロペラ ブレードの前面と背面の間に圧力差を生じさせ、大量の水を後方に加速することで、効果的に水を「ねじり」、船を前進させます。対照的に、ウォータージェット ユニットは、船体内部の水面より上に取り付けられた専用ポンプを通過する水を加速することで、船尾から高圧の「押し出し」を行います。どちらの方法でも、ニュートンの第 3 法則(すべての動作には等しく反対方向の反応がある) により、推力が得られます。

ジェットボートでは、ウォータージェットが船体の下から水を吸い上げ、一連のインペラとステータ（ステージと呼ばれる）を通過して水流の速度が上がります。最新のジェットのほとんどはシングルステージですが、古いウォータージェットは3ステージのものもありました。ウォータージェットユニットの尾部は、船体の船尾から喫水線より上に伸びています。このジェット気流は、小さなノズルを通って高速でユニットから出て、ボートを前進させます。操縦は、このノズルをどちらかの側に動かすことによって行われますが、あまり一般的ではありませんが、両側にある小さなゲートでジェット気流を逸らすことによって行われます。ジェットボートはノズルを通る水の流れによって制御するため、エンジンを作動させずに従来のジェットボートを操縦することはできません。

後進させるためにプロペラの回転を逆転させる従来のプロペラ システムとは異なり、ウォータージェットは、出口ノズルを離れた後にデフレクターがジェット気流内に下げられている間も、通常どおりポンプを動かし続けます。このデフレクターは、逆推力を提供するために推力を前方に向け直します。最も高度な逆デフレクターは、ジェット気流を下方および両側に向け直して、エアレーションの問題を引き起こしたり、逆推力を増加させたりする可能性のある、ジェットを介した水の再循環を防止します。逆デフレクターを下げた状態でも操舵は可能なので、船舶は完全な操縦性を維持します。デフレクターをジェット気流の約半分まで下げると、前進推力と後進推力が等しくなり、ボートは固定位置を維持しますが、操舵は可能で、船舶はその場で方向転換できます。これは、従来の単一プロペラでは不可能なことです。

水中翼または支柱を使用して船体を水面から浮かせるハイドロフォイルとは異なり、標準的なジェットボートは、従来の滑走船体を使用して水面を移動し、船体の後部のみが水を押しのけます。船体の大部分が水面上にあるため抗力が減り、速度と操縦性が大幅に向上するため、ジェットボートは通常、滑走速度で運航されます。低速では、ジェットユニットを通過する水が少なくなるため、ジェットボートは操縦制御と操縦性が低下し、船体が滑走状態から外れて船体抵抗が増加するため、急速に減速します。ただし、低速での操縦制御の喪失は、リバースデフレクターをわずかに下げてスロットルを上げることで克服できます。そのため、オペレーターはボートの速度自体を上げずに推力と制御を増やすことができます。従来の河川航行用ジェットボートは、高速コーナリング時の制御と安定性を向上させるために浅い角度の船体（平底ではない）を備えており、非常に浅い水域でも航行できます。ジェットボートは、高速走行時には水深 7.5 cm（3 インチ）未満でも安全に航行できます。

ウォータージェットの開発における最も重要なブレークスルーの 1 つは、多くの人々の直感に反して、ジェット気流を水面より上に排出するように設計を変更したことです。ハミルトンは早い段階で、水面より下に排出する場合に比べて、この方法の方がパフォーマンスが大幅に向上することを発見しました。また、船底が「きれい」になり (つまり、船体より下に何も突き出ていない)、ボートが非常に浅い水面を滑るように進むことができるようになりました。排出口が水面より上か下かによって生成される推力の量に違いはありませんが、水面より上にすると船体の抵抗と喫水が減ります。ハミルトンの最初のウォータージェット設計では、排出口が船体より下、実際には入口より前にありました。これは、乱れた水がジェット ユニットに入り、そのパフォーマンスを低下させていたことを意味していると思われます。これが、水面より上に変更したことで大きな違いが生じた主な理由です。^[要出典]

ジェットボートの用途には、従来のプロペラも使用されるほとんどの活動が含まれますが、特に、旅客フェリーサービス、沿岸警備隊と警察のパトロール、海軍と軍隊、冒険観光（世界中でますます人気が高まっています）、水先案内船の運航、サーフレスキュー、農業、釣り、探検、プレジャーボート、およびモーターボートが使用されるその他の水上アクティビティが含まれます。ジェットボートは、川（メキシコ、カナダ、米国、ニュージーランドで開催される世界チャンピオンジェットボートマラソン^{[1] ）とスプリントトラックと呼ばれる特別に設計されたレースコースの両方でスポーツとしてレースすることもできます。最近では、}硬質船体のインフレータブルボートの形で、および豪華なヨットのテンダーとしてのジェットボートの使用が増えています。多くのジェットボートは、トレーラーで運んで車で牽引できるほど小さいです。

ジェットボートには外部回転部品がないため、遊泳者や海洋生物にとってより安全ですが、船体に衝突される可能性があります。安全上の利点自体が、このタイプの推進装置を使用する十分な理由となる場合があります。

1977年、エドモンド・ヒラリー卿はガンジス川の河口から源流まで「海から空へ」と題したジェットボート探検隊を率いた。ジェットボートの1隻はヒラリーの友人によって沈没した。^[2]

ジェットボートの燃料効率と性能は、ジェットユニットを通る水のスムーズな流れを妨げるものによって影響を受ける可能性があります。たとえば、ジェットユニットの吸気グリルに吸い込まれたビニール袋は、かなり悪影響を及ぼす可能性があります。

ジェットボートのもう一つの欠点は、プロペラ駆動船のエンジン/プロペラの不一致の問題と比較して、エンジン/ジェットユニットの不一致の影響を受けやすいことであると思われる。^[要出典]ジェット推進ユニットがエンジンの性能とうまく適合していないと、燃料消費が非効率になり、性能が低下する可能性がある。

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