ホバークラフトの用途 

2014年04月06日(日) 16時13分
◯民間旅客用
開発当初、ホバークラフトは高速性や水陸両用などの特性から「夢の乗り物」、近未来の交通機関として注目された。一例として、1973年刊行の小説『日本沈没』(小松左京著)にも、ホバークラフトが日本の交通機関として一定の成功を収めている「未来」が描かれている。実際には特に1960〜70年代にかけて民間航路への投入が相次いだが、次第に前述の様々な短所(騒音・振動、高い運航コスト、悪天候に弱い、他の船舶と桟橋を共用できず、上陸用スロープなど専用の設備が必要となる、など)が浮き彫りとなり、徐々に民間航路からは駆逐されていった。2001年以降はホバークラフトの民間定期航路はわずかにイギリスに残るのみとなっている。

◯イギリス
発祥の地イギリスでは、英仏間のドーバー海峡で海上高速輸送を実現するため、1966年にホバーロイド社が、複数の連絡航路でホバークラフトを就航させ、各地に専用発着場(Hoverport)が作られた。中には発着場のすぐ脇を通る列車から直接乗り換えられるように、専用駅が作られているケースもある。当初はブリティッシュホバークラフト(BHC)社建造ののSRN6型艇による旅客のみの運航だったが、数年で車載が可能な大型のSRN4型艇を導入した。1968年には、イギリス国鉄(BR)もフランス国鉄(SNCF)の協力のもと、シースピード社を立ち上げ、SRN4型艇による運航を始めた。一時期はフランス国鉄がセダム社建造によるフランス製ホバークラフトN500型艇を提供したが、故障が多く数年で引退している。1981年、経営効率化のためホバーロイドとシースピードの両社は合併し、新たにホバースピード社が設立され、運航を引き継いだ。複数あった英仏連絡航路は、やがてドーバー・カレー間に一本化された。ユーロトンネル開通後も活躍を続けたが、ホバークラフトの艇体老朽化とシーキャット型高速船への置き換えに伴い、2000年10月を以てホバークラフトの運航を終了した。最後まで残った2隻のSRN4型(プリンセス・アン号とプリンセス・マーガレット号)は、イギリスのホバークラフト・ミュージアムで展示保存され、公開中である。 イギリス国内で唯一残る定期航路は、ポーツマス海岸の駅前からワイト島への連絡用にホバートラベル社が運航する便で、API-88型艇により現在も旅客輸送を続けている。

◯北欧
冬場に海面凍結がある北欧では、ホバークラフトが利用された。デンマークのコペンハーゲン国際空港と海を隔てて対岸のスウェーデンのマルメの間は連絡橋が開通する以前に、SASスカンジナビア航空のホバークラフトが運航された。API-88型艇による運航だったが、カタマラン型高速船への置き換えによって運航終了となった。

◯中華人民共和国
中華人民共和国では、黄河の観光遊覧用に一時期用いたが、到着時には船体が泥で真っ黄色になり、毎便の運航前に洗い流し作業が必要だったという。
香港では、イギリス統治下の1970年代に、香港油麻地フェリーがブリティッシュ・ホバークラフト社製のホバークラフトを大量に購入し、中環 (セントラル) から香港市街地内の美孚、尖沙咀東部 (チムサーチョイ・イースト)、北角 (ノースポイント)、太古城、柴湾、観塘や、ニュータウンの?湾、青衣、屯門、黄金海岸、離島の長洲島、ランタオ島、坪洲島などへの航路を相次いで開設し、香港市民の日常的な交通手段として発達させた。 しかし、地下鉄や新たな海底トンネルの開通によって乗客を奪われ、2000年までにこれらの航路はすべて廃止された。 また香港からマカオや、広州、蛇口 (深?) への航路にもホバークラフトが就航したが、現在では別の高速艇に置き換えられた。

◯日本
日本では、かつて宇高航路や大分空港航路等、各地で運航されていたが徐々に廃止され、最後に残った大分空港航路の廃止に伴い2009年10月末を以てホバークラフトによる民間定期航路は全て消滅した。

◯軍事用
普及が進んでいない民生分野と異なり、軍事用のホバークラフトは徐々に活躍の場を広げつつある。民生分野では障害となった前述の欠点は、軍事分野ではさほど問題とはならず、逆に高速性や、一般の船舶では侵入が難しい浅瀬や海岸での行動の自由など、軍事作戦の幅を拡大させる長所が注目された。軍事用ホバークラフトはかつては主に近海・浅海域や河川の哨戒などに投入されていたが、大型・高性能化するに従い上陸作戦にも応用されるようになっている。

◯哨戒用
ベトナム戦争中に米海軍が水陸両用の新兵器として、Patrol Air Cushion Vehicle (PACV)の名称で数隻を実戦に試験投入した。投入されたのはサンダース・ローSR.N5をライセンス生産したベルSK-5で、一種の河川哨戒艇であったが、大騒音によって敵に事前に察知されやすいこと、ゴム部分に被弾するとすぐに行動不能になるなど艇体が脆弱であることがデメリットとされた。さらには陸上運用も可能であることが米陸軍との確執を生んで評価は芳しくなく (陸軍も試験運用した)、結局、本格的に運用される事は無かった。
しかし、現在でもイギリス、グリフォン・ホバーワーク製のホバークラフトは各国海軍、沿岸警備隊に納入されているほか、中国人民解放軍海軍もこの発想に近いと思われる小型のホバークラフト724型 (戦車揚陸艦に搭載可能) を運用する。
イギリス製のホバークラフトは革命前のイランにも輸出され、イラン海軍に配備された。革命後は支援途絶により非稼動とも考えられたが、一部はイラン・イラク戦争当時から現在に至るまで、ペルシャ湾沿岸における同軍の哨戒・兵員輸送に活用されているという。

◯揚陸用
21世紀現在、軍事用ホバークラフトは揚陸時の輸送任務においても大きな役割を担っている。ホバークラフト(エア・クッション型揚陸艇)は従来型の揚陸艇よりも遥かに高速で侵攻できるほか、上陸可能な海岸線も拡大するため、揚陸作戦に柔軟性をもたらすことが可能となる。従来の小さいペイロードでは人員や軽車両の運搬がせいぜいだったが、技術の向上により艇体が大型化すると、重量のある主力戦車などの輸送も可能となり、揚陸作戦への本格的な投入が実現した。
米海軍や海上自衛隊では、輸送艦や強襲揚陸艦に搭載し、上陸用舟艇として利用する。軍事用ホバークラフトでは代表的なLCAC-1級エア・クッション型揚陸艇の場合、50トンを超える主力戦車を1両運搬するだけの能力を持つ。韓国海軍や中国人民解放軍海軍も、それぞれLCAC-1級に類似した揚陸艇を製造し、ドック型揚陸艦に搭載している。
ソビエト海軍でも輸送用の大型ホバークラフトを開発・運用したが、西側諸国とはまた異なる発展を見せた。大別して大型の揚陸艦に搭載される「舟艇型」と、独立・独航して揚陸輸送を行なう「高速揚陸艦型」の2種があり、後者の代表としてはアイスト型、ポモルニク型が存在する。いずれも登場当時は世界最大の軍事用ホバークラフト(エア・クッション型揚陸艇)であり、多連装ロケット弾発射機など相当な武装も施されている。一部はギリシャ、韓国にも輸出されている。
一方、舟艇型としてはイワン・ロゴフ級揚陸艦に搭載可能なレベド(レベッド)型、ムレナ型が開発されたが、イワン・ロゴフ級の活動が低下するに従い陸上基地で運用されるようになり、2012年現在、発展は停滞している。なお、これらの中型ホバークラフトにも機関砲などの武装が施されている点も、西側とは異なる思想が窺われる。

◯救難・救命用
ホバークラフトを救難・救命用として活用している例もある。グリフォン・ホバーワークス社は空港での飛行機事故に対応した救難ホバークラフトを提案しており、シンガポール・チャンギ国際空港やブラジル・リオデジャネイロ国際空港などでの導入実績がある。また、同社は遠隔地医療へのホバークラフトの応用も提案している。イギリスの海難救助団体RNLI(Royal National Lifeboat Institution)傘下のRNLIホバークラフト・ライフボートでも、グリフォン・ホバーワーク・470TDをベースとした救命艇数隻を運用している。日本においても、研究者の間で災害時の救難用としてホバークラフトの利用・導入の提案が成されているが、具体化はしていない[1]。

◯レジャー用
純粋なレジャー、レクリエーション用のホバークラフトも存在する。水上バイクなどと同様の1〜3人乗り程度の小型艇で、日本ではオールジャパンホヴァークラフト社やAQM(アクアマリーン)社などが製造・販売を行っている。水上バイクと同じく高速でありながら、水陸両用性を併せ持っているため、愛好者も少なからず存在し、全国横断的な団体(全日本ホバークラフト協会)も組織されている。これも水上バイクと同様、サーフィンなどのイベントにレスキュー用として用意される例もある。

◯その他の用途
カナダではホバークラフトが砕氷船に使われている。特別の砕氷設備は必要なく、氷上を走行するだけで自重により氷が割れる。

参照元:Wikipedia「ホバークラフト

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ホバークラフトの技術的な特徴 

2014年04月06日(日) 16時11分
◯◎車輪等との比較
・利点
 ・タイヤ等の支持体による転がり抵抗がない。
 ・タイヤ等の支持体や軌道の磨耗がないので交換が不要で当該部品に関しては消耗品が無く、稼働率が高い。また磨耗に伴う粉塵等を排出しない為、クリーンルーム内での搬送等に適する。
 ・鉄車輪よりも接地圧が低い為、構造体の応力を分散させる事が可能なので建設費を低減出来る。

・欠点
 ・浮上する為には空気を送り続ける必要がある為、エネルギーを消費する。
 ・重量物を持ち上げる場合には(加圧できる圧力に限界があるので)広い面積が必要。
 ・浮上する為の送風機の騒音がある。更に推進にプロペラ等を使用すると顕著になる。
 ・摩擦を利用したブレーキが利かないので停止時には強制接地かエアブレーキか逆噴射装置が必要。
 ・軌道との摩擦が無いので推進装置はプロペラやジェット等の推進装置かリニアモーター等の車輪と比較して推進効率の低い推進手段を用いる必要がある[6]。
 ・重量が超過すると浮上が困難になるので乗車定員または積載量を厳格に守る必要がある。
 ・乗車人数または積載量によって浮上に要するエネルギーが変動する。

◯磁気浮上式との比較
・利点
 ・技術的に容易
 ・軌道が廉価
 ・ブラウン管の画像や医療機器に影響を与える可能性のある低周波の磁界を放射しない

・欠点
 ・維持費が高い
 ・浮上する為の送風機の騒音がある。更に推進にプロペラ等を使用すると顕著になる。
 ・トンネル内での走行が不安定。特に動圧式空気浮上の場合は顕著になる。
 ・静圧式空気浮上の場合、高速化すると流入する空気を一定量に維持することが困難になる場合がある。

◯ホバートレイン
ホバートレインは車輪式による粘着の限界があるとされた300km以上の速度における次世代高速鉄道の有力候補として1960年代から70年代にかけて各国で開発が進められたが、様々な問題点があることが明らかになり高速鉄道としての開発は打ち切られた。その後、空港のターミナル間の輸送等、一部の用途において使用される。

◯アエロトラン
フランスで1965年から1977年にかけて開発が進められた。サラン、ルーアン間に建設された全長 18 kmのオルレアン実験線(フランス語版)で1974年3月5日に運転速度 417.6 km/h、瞬間最大 430.4 km/h の記録を樹立した。

◯TACV
1965年の高速鉄道法により連邦鉄道委員会(FRA)は高速鉄道の研究予算をつけた[7] 。 さらにUAC ターボトレインの成功によりTracked Air Cushion Vehicle (TACV)計画の下で複数の試作機の製作が承認された[8]。TACVはリニア誘導モータによって300 mph (483 km/h)の性能の高速列車を想定した。異なる要素技術が異なる試作機で試験された。
1969年12月、エネルギー省は複数の計画の為にコロラド州、プエブロに高速鉄道試験センター(HSGTC)の建設を採択した[7]。 TACV計画の為にはエネルギー省は異なる試作機の為に試験線の建設費を払ったが試験線の建設は遅かった[9]。

◯LIMRV
バーティンのチームがまだリニア誘導モーターを使用していなかった頃にTACV計画はリニア誘導モーター(LIM)の開発に注力していた[7]。 ギャレット・エアリサーチは(車上一次式)LIMに電力を供給する為に3000 hpのガスタービンを備えた車輪式で標準軌の軌道上を走行するリニア誘導モータ試験機(LIMRV)を製造した[9]。
LIMRVの試験軌道はギャレットが試作機を納入した時点ではプエブロ近郊のHSGTCはまだ完成していなかった。軌道の内側のリアクションレールは設置中だった。軌道の準備が整うとリニア誘導モータ、発電機と軌道の力学的試験は進行して1972年12月に187.9 mph (302.4 km/h)に達した[7]。速度は試験線の全長(6.4 マイル)と試作機の加速度によって制限された。より高速で推進するように2基のJ-52エンジンが追加された。これらのエンジンはJ-52の推力が抵抗と釣合うように逆噴射するように出来ていた。 これにより軌道を数マイル延伸せずにより高速の試験を目指した。1974年8月14日、LIMRVは従来の軌道上での世界記録となる255.7 mph (411.5 km/h)を樹立した[10]。

◯TACRV
TACV計画の第2段階はターボファンエンジンを動力とする空気浮上式のTracked Air Cushion Research Vehicle (TACRV)の試験だった[7]。 ボーイングとグラマンが設計を提案してグラマンの案が採択された[11]。 グラマンのTACRVは1972年に発表された[7]。グラマンの努力はTACV計画の大部分の予算を獲得して22マイル (35 km)の軌道の建設を確実にしたがリニア誘導モータ推進の為のリアクションレールは設置されなかった。ジェットエンジンによる推進のみで90 mph (145 km/h)に達したに過ぎない[9]。

◯UTACV
第3段階のTACV計画は座席を備えたリニア誘導モーター式空気浮上列車のUrban Tracked Air Cushion Vehicle (UTACV)で完成した[7] 。ロー・インダストリーズはバーティンのエアロトレインの設計を基に[11]契約を取り、1974年にプエブロのHSGTCへ試作機を納入した[9]。
しかし余ったお金は殆ど無かったのでロー社の試作機はわずか1.5マイル (2.4 km)の軌道で最大速度はわずか145 mph (233 km/h)だけ可能だった。UTACVの試験準備が整った時点で大半の予算は使い切った状態でそれ以上の予算は出なかった。電源供給システムの必要、低エネルギー効率、騒音の水準が問題となった[9]。ロー社の試作機の最後の試験は1975年10月に終了した[9] 。以来、プエブロの施設は交通技術センターとして知られる従来の鉄道車両の試験に現在でも使用される。

◯ホバートレインへ引導を渡す磁気浮上鉄道
磁力で列車を浮上する概念はホバートレインの試験中において検討されてきた。当初、この方法は非現実的であると信じられてきた。もし、システムが電磁石を使用していたなら制御装置は法外なほど高価になる事が予想され、当時、鉄道車両を持ち上げるほど強力な磁石は無かった[12]。
パワーエレクトロニクスの進歩により電磁石による浮上式鉄道が現実味を帯びてきた。1960年代末に磁気浮上式鉄道が再び注目されるようになりいくつかの計画がドイツと日本で始まった。同時期、Laithwaiteは浮上と推進を司る新型のリニア誘導モータを発明した事により従来の(車上一次式)LIMのような電源の不要な軌道の建設が可能になった。どちらの場合でも列車の浮上に必要なエネルギーはホバートレインの浮上に必要なエネルギーよりも大幅に少ないエネルギーですむ。
1970年代初頭、様々な磁気浮上式鉄道が世界中で検討された。ドイツ政府は提案された案のどれが優れているかを明らかにする為に複数の異なるシステムに出資した。1970年半ばの時点でこれらのいくつかの計画はホバートレインのような騒音や砂塵を巻上げたり多くのエネルギーを費やさずにホバートレインと同水準の成果を生み出した。
既存のホバートレインの計画は既存の資金で継続されていたが磁気浮上式鉄道への関心の高まりと従来型の高速鉄道の導入の両方により徐々に下火になったと考えられる[13]。

◯トラックトホバークラフト
イギリスでも空気浮上式鉄道の研究が進められた。フランスのアエロトランがガスタービンでプロペラ(ダクテッドファン)を回転させて推進したのに対してトラックトホバークラフトはリニア誘導モーターで推進した。ホバークラフトを開発したグループはリニア誘導モーターが知られるようになった1961年頃以降にリニア誘導モーターの概念を取り入れた。1963年から実物大の開発の基にする為にリニア誘導モーターの概念を使用した試験機が走行を始めた[14]。小型の試験機は凸型のモノレールの軌道上を走行する狭胴型の旅客機のような形状の車両だった。水平面は走行路面で垂直の部分は案内と軌道を保持する強度を維持する構造だった[14]。
開発チームは縮小された模型の製造の為に追加予算を確保した。Hytheに大きな円形の試験軌道を地上から約3フィートの高架上に建設した。ここでは基本的な配置が変更され、軌道の断面形状が凸から凹に変更された。これにより車両の床が平坦になり、幅が広がった[14]。 この形式は1965年に走行し、次年度に開催されたホバーショー '66で公開された。後に軌道の側面の上部に設置されたリニア誘導モータで動くようになった[15]。 この時点で計画は資金不足により中断された。同時期、英国鉄道は従来の列車の高速走行の障害となる蛇行の問題に関する広範な研究プロジェクトに取り組んでおり、適切な支持装置を開発することによって解決される可能性が示唆された。英国鉄道は空気浮上式鉄道の概念に関する興味を失い、まもなく先進旅客列車(APT)の開発に注力するようになった。これによりHytheのチームは彼らが提案していた実物大の試験機の予算が得られなくなり、ホバーショーではフランスが空気浮上式鉄道の開発を先導する事に苦情を呈した。
1967年、政府は空気浮上式鉄道の開発を国立物理学研究所に移管した[16]。ほぼ同時期にリニア誘導モータの開発において功績のあったLaithwaiteは英国鉄道との関係を断絶した。2チームは共同で実物大のトラックトホバークラフトの試験機を作る努力を続けた。Laithwaiteの説得とイギリスがフランスに勝つという要因の組み合わせにより、すぐに政府の資金援助を得られた。
1970年にロンドン北部に試験軌道の建設が始まった。この場所が選ばれた理由は全長20マイルの試験線を敷設する為の平坦な土地が得られたからだったが予算は最初のわずか4マイル分のみだった。建設費のさらなる高騰によりわずか1マイルのみ建設された。試作機のRVT 31は1973年に速度試験を始め、1973年2月7日にケンブリッジシャーの実験線で向かい風20マイルの中で 167 km/h (104 mph) の速度に達した[17] 。 この成功にもかかわらず政府は2週間後にさらなる予算を中止した[18]。関心が英国鉄道の一部に留まった事と各種高速化の努力の間での内紛の組み合わせがAPTを強く勧める独立審査委員会の形成を促した。 1973年に予算が打ち切られた事により計画は中止され、現在は実験機がレイル・ワールド(英語版)に保存されている。開発関係の書類はイングランドのハンプシャーにあるホバークラフト・ミュージアム(英語版)に展示されている[19][20]。

◯空気浮上式新交通システム
成田空港シャトルシステムのようなターミナル間の移動など世界各地の空港や大学等で運行されている[21]。当初はリニア誘導モーター(LIM)を使用していたが、近年ではケーブルカーと同様に鋼索で推進する例が主流となりつつある。これは技術的には一見後退した様にも見えるが、低速での推進効率においてはリニア誘導モーターよりも優れているからである。

参照元:Wikipedia「ホバークラフト

ホバークラフトの空気浮上システム 

2014年04月06日(日) 16時05分
◯空気浮上システムの浮上方式
・静圧式空気浮上
送風機で圧縮空気を車両の下部に送り込む事で浮上する。現在でもローラレスコンベア[3]やエアー浮上式フリーベアユニット[4]や半導体ウエハーや液晶ガラスの搬送装置[5]やエアホッケー、免震装置などに使用される。

・動圧式空気浮上
空気との相対的な運動によるラム圧や揚力等によって空気力学的に浮上する。空気軸受やハードディスクのヘッドの浮上やエクラノプラン等の地面効果翼機やエアロトレイン等に使用される。構造上、静止時には浮上できない。

◯空気浮上システムの浮上方式 (浮上方法による分類)
・加圧式空気浮上
空気を加圧することによって浮上する。特別な制御を行わなくても安定した浮上高を得られる為、実用化されている空気浮上の大半はこの方式に含まれる。

・負圧式空気浮上
負圧により吸引力を生じる事によって浮上する。安定した減圧は困難な為、浮上高さが低く、軌道に高精度が要求され、浮上高を維持する為の精密な制御が必要とされる為、実用化されている例は確認されない。

参照元:Wikipedia「ホバークラフト