ホバークラフト

仕組み

ホバークラフトは、上から吸い込んだ大量の空気を艇体の下にある海面に直接吹き込み続けることで海面から浮上する。艇体下部はスカートと呼ばれる合成ゴム製のエアクッション用側壁が四方に垂れ下げられており、吹き込まれた空気を運行上十分な高さで保持する。この側壁下部と水面または地面との隙間から常に空気が漏れ出ることにより完全に艇体の全てが空中に浮かぶため、平坦な面上では接触抵抗が全く発生しない。この隙間より大きな凹凸でもスカート部によって作られた空気浮揚空間の高さまでは、金属製の艇体に接触することが避けられる。
スカート部への空気の圧縮を止めれば、空気圧による浮揚力が失われて艇体の底部がそのまま水面または地面と接触する。水上でそのような事態が起きても水中へ沈まないように、艇体は船と同様の水密構造を備える。
ほぼ全ての機種では飛行機のように空気を押すことで推進力を得るためのプロペラを備えるが、例外的に水中にスクリュー・プロペラをもつ機種もある。浮上しているため水面や地面の抵抗を受けずに高速に航行できる。平坦な場所であれば陸上でも使用できるが、沼地以外では凹凸が障害となるために、実際には水上で利用されることが多く、ほとんどは船舶としての扱いを受ける。ゼロ速度飛行機の一種である。

商標

「Hovercraft」は、イギリスのブリティッシュ・ホバークラフト社（British Hovercraft Corporation）の商標であるが、同社が一般名称としての使用を認めているため、正式名称である「Air-Cushion Vehicle」（ACV=エアクッション艇）よりも「Hovercraft」や「ホバークラフト」と呼ばれる方が普通になっている。

課題

船舶検査において、ホバークラフトは大洋を航行することができる船舶であり、外洋で遭遇する各種気象条件、波浪条件に対応できる本船並の取り扱いとして小型船舶機構には任せないため特殊船舶として扱われているが、これは実情を反映しておらず、競技用の小形艇まで本船並の取り扱いとなって煩雑を極め、かつ実質的に競技艇を建造することができなくなってしまうので、競技関係者の働き掛けによって全長6m未満の艇は暫定的に簡略基準を用いることになった。それから相当の年月が経過し、日本国内でも多目的汎用ホバークラフトが少しずつ使用されるようになり、使用要求も各方面から出てきているものの、法規制は簡単には変更されず、全長6mの制限が継続されている。そのため実際の汎用艇は4～6人乗り艇に制限される。

用途

民間旅客用としての開発当初、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、小説『日本沈没』にも、ホバークラフトが日本において高級ヨット程度の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1960-1970年代にかけて民間航路への投入が相次いだが、次第に様々な短所（騒音、高い船価と燃料費、悪天候に弱く僅かな波高でも欠航になりやすい、エアクッション（スカート）のメンテナンスが大変）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。2009年以降、ホバークラフトの民間定期航路はイギリスに１航路が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年にホーバーロイド社が、複数の連絡航路でホー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ーバークラフト（BHC）社建造の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ーバークラフト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ーバーロイドとシースピードの両社は合併し、新たにホー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、船体の老朽化とウェーブ・ピアーサー型の高速船への置き換えに伴い、2000年10月を以てホー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、イギリスのホーバークラフト・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ー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・ホーバークラフト社製のホー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、ニュータウンの荃湾、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（深圳）への航路にもホー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、長年続いた大分空港航路や宇高航路をはじめ、各地で運航されていたが徐々に廃止された。最後に残った大分空港航路での運航終了に伴い平成21年（2009年）10月末を以て国内のホーバークラフトによる民間定期航路は全てなくなった。

軍用

普及が進んでいない民生分野と異なり、逆に軍用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弱点とされた。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・輸送用

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。
アメリカ陸軍も、輸送任務用として独自にLACV-30を運用している。これは民間向けのホバークラフトを購入し、軍用に転換したものである。LCAC-1に比べて設備が簡略化されており、非武装である事からもっぱら後方での輸送・支援任務に用いられている。
ソ連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、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。

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。
日本の天ヶ瀬ダムでは、湖面の哨戒用としてAQM（アクアマリーン）社製のホバークラフトを配備している。
ワールドワイド・エアロス社 (en) が開発中のハイブリッド飛行船エアロスクラフトは機体下部にホバークラフト式の降着装置を備える予定であり、試作機のドラゴンドリームで地上滑走の試験に成功した。

歴史

1877年にイギリスの技術者ジョン・ソーニクロフトが地面効果で水の抵抗を軽減させることを考案し、模型での実験に成功した。
最初の完全に動作したホバークラフトは、オーストリアのダゴベルト・フォン・トーマミュール が設計し、オーストリア＝ハンガリー帝国海軍（KaiserlicheでありKönigliche Kriegsmarineでもある）によって建造された"Seearsenal"である。1915年に完成した。船体は航空機の翼形のような側面形で硬質の船底を持ち、船底下に送り込んだ圧力空気と船体上に生じる負圧によって船体を浮き上がらせ、抵抗を減じるという構想であった。魚雷艇としての使用を前提に設計され、全長13m、全幅4m、5人乗りで32ノットであった。初期のホバークラフトの研究、開発はオーストリア＝ハンガリー帝国で進められたが、当時は軽量で十分な出力を有するエンジンを得ることができず、開発は中止された。
コンスタンチン・ツィオルコフスキー（Konstantin Tsiolkovsky）による論文"Air Resistance and the Express Train"（1927年）では、初めて科学的見地から地面効果と空気浮上の計算について執筆されていて、それをもとにソ連の技術者であるウラジミール・レフコフは、空気浮上艇の開発を始め、1930年代半ばには約20隻の空気浮上による実験的な攻撃・魚雷艇を建造した。最初の試作機であるL-1はとても単純、双胴型で3機のエンジンを搭載した。2基の空冷式M-11 航空機エンジンは水平に内蔵し、3基目は推進に用いた。実験では130km/hを記録した。当時の水上を航行する船舶では最も速い部類に入った。
21世紀現在、主流となっている軟質のエアスカートが付いている形式のホバークラフトを発明したのは、イギリスのクリストファー・コッカレルである。コッカレルは1952年にワイト島で1号艇を作り、1955年の試作品を民間の航空機製造会社や造船会社に持ち込んだが採用されなかった。そこで、イギリス軍の支援の下で秘密裏にサンダース・ロー SR.N1を開発した。1959年に試作機を公開し、ドーバー海峡を横断するデモンストレーションに成功した。その後、高い波や障害物を越えられるよう、ゴム製のエアスカートを発明した。

日本における歴史

日本での定期航路は昭和42年（1967年）、九州商船による熊本県の天草航路（島原⇔熊本・百貫港⇔本渡）が初めてで、三菱重工業がイギリスから導入したSR.N6型艇「ひかり」を使用した。同艇は昭和42年（1967年）1月に日本に到着したあと3ヶ月ほど試運転としての航海を繰り返したのち、7月より商業運行が開始された。その後、伊勢湾航路の志摩勝浦観光船に移り、蒲郡・西浦・鳥羽の間と鳥羽・二見浦遊覧で就航した。
昭和40年代は海上輸送の高速化に注目が集まっていた時期で、三井造船が国産のホーバークラフトを複数建造し、日本海、伊勢湾、瀬戸内海、別府湾、鹿児島湾、八重山諸島、沖縄海洋博会場などで就航した。巡航速度は時速約80kmで、黎明期に建造されたMV-PP5型やMV-PP15型には、ヘリコプター用を改造した石川島播磨重工業製の軽量、高出力のガスタービンエンジンが使用され、後の時代に建造されたMV-PP10型には経済性に優れるディーゼルエンジンが搭載されるようになった。

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やエアー浮上式フリーベアユニットや半導体ウエハーや液晶ガラスの搬送装置やエアホッケー、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など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などの地面効果翼機やエアロトレインなどに使用される。構造上、静止時には浮上できない。

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ため、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ため、浮上高さが低く、軌道に高精度が要求され、浮上高を維持するための精密な制御が必要とされるため、実用化されている例は確認されない。

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-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など、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-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18kmのオルレアン実験線で1974年3月5日に運転速度417.6km/h、瞬間最大430.4km/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。
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。TACVはリニア誘導モーターによって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ためにコロラド州、プエブロに高速鉄道試験センター（HSGTC）の建設を採択した。TACV計画のためにはエネルギー省は異なる試作機のために試験線の建設費を払ったが、試験線の建設は遅かった。

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。ギャレット・エアリサーチは、（車上一次式）LIMに電力を供給するために3,000 hpのガスタービンエンジ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。
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ー、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。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できていた。
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。

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。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。グラマンのTACRVは1972年に発表された。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、リニア誘導モーター推進のため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。

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。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契約を取り、1974年にプエブロのHSGTCへ試作機を納入した。
しかし、余ったお金はほとん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。ロー社の試作機の最後の試験は1975年10月に終了した。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。
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ー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ため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。

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エンジンでプロペラ（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ため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。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。
開発チームは縮小された模型の製造のため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。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ーで動くようになった。
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動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。ほぼ同時期にリニア誘導モーター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ため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167km/h（104mph）の速度に達した。
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。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・ミュージアムに展示されている。

空気浮上式新交通システム

成田空港第2ターミナル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などで運行されている。
開発当初はリニア誘導モーター（LIM）を使用していたが、オーチス・エレベータに事業が譲渡されてからはケーブルカーと同様に鋼索で推進するようになった。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。