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船外機は、エンジン、ギアボックス、プロペラまたはジェットドライブを含む一体型のユニットで構成されるボート用推進システムで、船尾の外側に取り付けられるように設計されています。小型船舶の推進方法として最も一般的な動力源です。船外機は推進力を提供するだけでなく、取り付け部を中心に旋回するように設計されているため、推力の方向を制御でき、操舵も可能です。また、エンジンが作動していないときは、スケグが舵として機能します。船内機とは異なり、船外機は保管や修理のために簡単に取り外すことができます。
船外機が海底に接触する可能性をなくすために、モーターは電子的に、または手動で高い位置に傾けることができます。これは、モーターやプロペラを損傷する可能性のある破片がある浅瀬を航行する際に役立ちます。エンジンを上下させるピストンを動かすのに必要な電動モーターが故障した場合、すべての船外機には手動ピストンリリースが装備されており、オペレーターはモーターを最低設定まで下げることができます。[ 1 ]
大型船、ボート、ヨットには必ず船内エンジンが搭載されます。中型船には船内エンジンまたは船外エンジンのどちらかが搭載されている場合があり、小型船には船内エンジンが搭載されていることはほとんどありません。選択肢がある場合は、以下の点に留意する必要があります。
大型船外機はクランプを使用してトランサムに固定され、ティラーで操舵するか、ヘルムから制御されます。一般的に、100 hp 以上のモーターはヘルムのコントロールに接続されています。これらは、全長17 フィート (5.2 m)までの船体に適した15 ～ 135 馬力 (11 ～ 101 kW)を発生する 2、3、4 気筒モデルから、最大627 hp (468 kW)の定格出力を持つ強力な V6 および V8 気筒ブロックまで、37 フィート (11 m)以上のボートで使用するのに十分なパワーを備えています。 [ 2 ]
15馬力（11kW ）以下の小型船外機は持ち運びが容易です。クランプでボートに取り付けるため、ボートからボートへ簡単に移動できます。これらのモーターは通常、手動始動システムを採用しており、スロットルとギアシフトのコントロールはモーター本体に取り付けられ、操舵にはティラーを使用します。最小のものは重量がわずか12kg（26ポンド）で、燃料タンクが一体化されており、小型ディンギーを約8ノット（15km /h、9.2mph ）で動かすのに十分なパワーを発揮します。 このタイプのモーターは一般的に次の用途で使用されます。
電動船外機は、ボート用の自己完結型推進装置で、1973 年に Ray Electric Outboards の Morton Ray によって初めて発明されました。[ 3 ]これらは、主要な動力源として設計されていないトローリング モーターと混同しないでください。ほとんどの電動船外機は、12 ～ 60 ボルトの直流で動作する 0.5 ～ 4キロワットの直流(DC)電動モーターを備えています。最近開発された船外機は、従来のガソリン エンジンのように、パワー ヘッド内の交流(AC) または直流電動モーターで駆動されます。この構成では、モーターは 10 kW 以上の出力を生成でき、15 HP以上のガソリン エンジンを置き換えることができます。誘導モーターまたは非同期モーターの利点は、電磁誘導によってローターに動力が伝達されることです。これらのエンジンは永久磁石を使用しないため、メンテナンスが少なくて済み、プロペラ回転数が低いときにトルクが大きくなります。
ポンプジェット推進は、ほとんどの船外機でオプションとして選択可能です。開放型プロペラに比べて効率は劣りますが、非常に浅い水域での航行能力が重要な用途において特に有効です。また、開放型プロペラに伴う切り傷の危険性も排除できます。
プロパン船外機は複数のメーカーから販売されています。これらの製品には、排出量が少ない、エタノール関連の問題がない、システムが加圧されるとチョークが不要になるなど、いくつかの利点があります。[ 4 ] Lehrは、 Popular Mechanics誌やその他のボート関連出版物によって、プロパン駆動の船外機を市場に投入した最初のメーカーとみなされています。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
最初に知られている船外機は、 1870 年頃にGustave Trouvéによって設計された小型の 11 ポンド( 5 kg )の電気式ユニットで、1880 年 5 月に特許を取得しました (特許番号 136,560)。[ 9 ] [ 10 ] その後、1896 年に American Motors Co によって約 25 台のガソリン駆動船外機が製造された可能性がありますが、これらの 2 つの先駆的な取り組みはどちらも大きな影響を与えなかったようです。
ウォーターマン船外機は、ガソリンエンジンを搭載した最初の船外機として、かなりの数が販売されたようです。[ 11 ] 1903年からミシガン州グロス・アイルで開発され、1905年に特許が出願されました。[ 12 ] 1906年から、[ 13 ] [ 14 ]同社は「ポルトモーター」[ 15 ]ユニットを数千台製造し、[ 16 ] 1914年までに25,000台を販売したと主張しています。 [ 17 ] デトロイトの船内モーター会社であるカイユ・モーター・カンパニーは、シリンダーとエンジンの製造に重要な役割を果たしました。
最も成功した初期の船外機は、ノルウェー系アメリカ人の発明家オーレ・エビンルードによって1909年に開発されました。[16 ]歴史的に、船外機の大部分は、設計の単純さ、信頼性、低コスト、軽量性から、キャブレターを備えた2ストロークのパワーヘッドでした。欠点としては、排気ガス中の未燃焼ガソリンとオイルの量が多いため汚染が増加し、騒音も大きくなることが挙げられます。
4ストローク船外機は、1920年代後半からロネスやシャーランドなどのように販売されてきました。1962年、ホームライトは、4気筒クロスリー自動車エンジンをベースにした55馬力（41kW ）の4ストローク船外機を発表しました。この船外機はベアキャットと呼ばれ、後にボストンホエラーの製造元であるフィッシャー・ピアースが、2ストロークエンジンよりも優れているという理由で、自社のボートに使用するために購入しました。1964年、ホンダモーターは初の4ストロークパワーヘッドを発表しました。[ 19 ] 1984年、ヤマハは初の4ストローク船外機を発表しましたが、これは低出力範囲のみでした。1990年、ホンダは35馬力と45馬力の4ストロークモデルを発売しました。 1990年代を通じて、米国や欧州のCARB（カリフォルニア州大気資源局）などの排ガス規制により4ストローク船外機が普及する中、彼らは4ストロークエンジンの開発をリードし続けました。当初、マーキュリーやOMCなどの北米メーカーは、ヤマハやスズキなどの日本メーカーのエンジン技術を使用していましたが、やがて独自の4ストロークエンジンを開発することができました。4ストロークエンジンの本来の利点としては、汚染物質（特に水中の油）の低減、騒音の低減、燃費の向上、低回転域でのトルクの向上などが挙げられます。
ホンダマリングループ、マーキュリーマリン、マーキュリーレーシング、日産マリン、スズキマリン、トーハツ船外機、ヤマハマリン、中国のオシェンハイフォンマリンはすべて新しい4ストロークエンジンを開発しました。一部はキャブレター式で、通常は小型エンジンです。残りは電子燃料噴射式です。メーカーによっては、新しいエンジンは、シリンダーあたり複数のバルブ、可変カムシャフトタイミング（ホンダのVTEC）、低速トルクの強化（ホンダのBLAST）、3ウェイ冷却システム、クローズドループ燃料噴射などの先進技術の恩恵を受けています。マーキュリーベラード4ストロークは、スーパーチャージャー付きであるという点で独特です。
マーキュリー・マリーン、マーキュリー・レーシング、トーハツ、ヤマハマリン、日産、エビンルードはそれぞれ、コンピューター制御の直噴2ストロークエンジンを開発した。各ブランドはそれぞれ異なる直噴方式を採用している。
直噴式および4ストローク船外機の燃費は、従来の2ストロークと比較して10%から80%向上している。[ 20 ]
しかし、2ストロークと4ストロークの船外機の燃費の差は縮まり始めている。2ストローク船外機メーカーは最近、2ストロークの燃費を向上させる技術を導入した。[ 21 ]
2012年、Lehr社は、中国製のガソリンエンジンを改造してプロパンガスで稼働させる小型（5馬力未満）船外機をいくつか発売した。トーハツも現在、プロパンガス駆動モデルを製造しており、いずれも5 馬力である。大型船外機を液化石油ガスで稼働させるための改造は、珍しい異例の試みと考えられているが、一部の愛好家は実験を続けている。
出力とシャフト長の点で、船体に適したモーターを選ぶことが重要です。
排水型船でも滑走型船でも、適切な出力レベルを選択する必要があります。出力が大きすぎると無駄になり（不必要な重量が増える）、危険な場合も少なくありません。[ 22 ]米国で建造されたボートには、船体に対する推奨最大エンジン出力を規定する沿岸警備隊の定格プレートが付いています。英国では、ボートのトランサムに、最大エンジン出力、シャフト長、最大エンジン重量、最大乗船人数または最大積載量を規定するCEプレートが付いています。
船外機のシャフトの長さは、15インチ、20インチ、25インチ（38センチ、51センチ、64センチ）のトランサムに適合するように標準化されています。シャフトが長すぎると、必要以上に水中に突き出し、抵抗が大きくなり、性能と燃費が低下します。シャフトが短すぎると、モーターが空洞化する可能性があります。さらに悪いことに、下部ユニットの吸水口が十分に水没していないと、エンジンが過熱し、深刻な損傷につながる可能性があります。
船外機のメーカーによって、トランサムの寸法やサイズが異なります。これは性能やトリムに影響します。
最適な性能を実現するには、トランサム上のモーターの高さが重要な要素となります。モーターは、通気や水圧の低下を起こさない範囲で、できるだけ高い位置に設置する必要があります。これにより、航行中の流体抵抗の影響を最小限に抑え、より高速での航行が可能になります。一般的に、モーターをニュートラルなトリム位置にした状態で、通気防止プレートはキールとほぼ同じ高さ、または最大2インチ（約5cm）高い位置に設置するのが理想的です。
トリムとは、下図に示すように、モーターと船体の角度のことです。理想的なトリム角度は、船体が水面を突き進むのではなく、船体の大部分が水面に接して水平に航行できる角度です。 モーターをトリムアウトしすぎると、船首が水面上に高く上がりすぎます。トリムが少なすぎると、船首が水面下に沈みすぎます。最適なトリム設定は、速度、船体設計、重量とバランス、水上の状況（風と波）など、多くの要因によって異なります。多くの大型船外機には、パワートリムが装備されています。これは、取り付けブラケットに取り付けられた電動モーターで、操舵席のスイッチでオペレーターが走行中にトリム角度を調整できます。この場合、モーターは始動時に完全にトリムインし、船が勢いを増すにつれて（タコメーターを見ながら）トリムアウトし、換気が始まる直前、またはそれ以上のトリム調整でエンジン回転数が上昇しても航行速度が上がらない状態になるまで調整します。パワートリムが装備されていないモーターは、トッパーチルトロックと呼ばれるピンを使用して手動で調整します。 
換気は、表面の空気または排気ガス（ハブ貫通排気を備えたモーターの場合）が回転するプロペラブレードに吸い込まれるときに発生する現象です。プロペラが水ではなく主に空気を押し出すため、エンジンの負荷が大幅に軽減され、エンジンが空転し、プロペラがキャビテーションを引き起こすほど速く回転し、その時点でほとんど推力が発生しなくなります。この状態は、プロペラが十分に減速して気泡が表面に上昇するまで続きます。[ 23 ] 換気の主な原因は、モーターの取り付け位置が高すぎる、モーターのトリムが過度に調整されている、アンチベンチレーションプレートの損傷、プロペラの損傷、ディフューザーリングに異物が詰まっていることです。
操舵手が海に落ちた場合、ボートは動力は維持されるものの制御不能となり、操舵手や水中の他の人々に重傷または死亡事故を引き起こす危険性がある。安全対策として、ボートと操舵手に「キルコード」が取り付けられており、操舵手が海に落ちた場合にモーターを遮断する。[ 24 ]
あらゆる時代の船外機で最も一般的な冷却方式は、ゴム製のインペラを使って水面下からエンジンへ水を汲み上げる方式です。この方式は、その効率性と構造のシンプルさから、現在も標準的な方式として使われています。ただし、この方式の欠点として、インペラが長時間空運転状態になると（例えば、ボートを水から引き上げる際にエンジンをかけっぱなしにしたり、場合によってはエンジンをかけたまま水面から傾けたりすると）、インペラが破損する恐れがあります。
空冷式船外機は現在、一部のメーカーによって製造されています。これらは通常、5馬力（3.7kW ）未満の小型エンジンです。ブリッグス＆ストラットン製の船外機は空冷式です。[ 25 ]
Seven Marine社製の船外機は、熱交換器を備えた密閉型冷却システムを採用しています。これは、ほとんどの船外機のように海水がエンジンブロック内を循環するのではなく、エンジン冷却水と外水が熱交換器の（反対側の）部分を通過する仕組みです。
船外機は、適切な入力がない場合、停止することがあります。停止につながる一般的な問題は、電気系統の問題、低品質の燃料、または燃料フィルターの詰まりです。[ 26 ]その他の問題としては、キャブレターのオイルスイッチの損傷などが考えられます。
ベトナムや東南アジアの他の地域では、 ロングテールボートはプロペラをモーター本体から大きく離して延長するように改造された船外機を使用しています。ベトナムでは、これらの船外機はmáy đuôi tôm (エビの尾のモーター) と呼ばれ、小型の空冷式または水冷式のガソリン、ディーゼル、あるいは改造された自動車用エンジンが溶接された鋼管フレームにボルトで固定され、さらに最大 3 m の長さの別の長い鋼管が延長されたドライブシャフトを保持し、従来のプロペラを駆動します。モーターを保持するフレームの 下部には、長さ約 15 cm の短い回転する鋼製のピン/チューブがあり、トランサムの対応する穴、またはそこに特別に組み込まれた頑丈なブロックまたは木材に挿入されます。[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] このドロップイン方式により、モーターを別のボートに移したり保管したりすることが非常に迅速に行えます。必要なのは、モーターを取り外すことだけです。旋回式設計により、船外機は操縦者によってほぼあらゆる方向に旋回させることができます。方向転換のために左右に旋回させたり、速度や船首の持ち上がりに応じて推力線を変更するために上下に旋回させたり、始動を容易にするために完全に水面から持ち上げたり、後進のために駆動軸とプロペラを船体側面に沿って前方に配置したり、あるいは、しばしば漂流物が多い内陸水路では安価な鋳造アルミニウム製プロペラが頻繁に交換される可能性があるため、プロペラ交換のために船内に収納したりすることができます。