传统上，船舶推进系统主要有舷外发动机和舷内发动机两种选择。舷外发动机会占用甲板空间，产生噪音并提升重心；舷内发动机则需要牺牲舱室空间来安置发动机和传动轴，带来通风、燃油和排气等复杂问题。

方位推进器作为一种替代方案，将螺旋桨置于船体下方并可旋转，无需舵就能控制方向，有助于提升燃油效率。但它的安装较为复杂，通常需要L型或Z型驱动配置，这结合了舷外和舷内发动机的某些缺点。

电动吊舱推进器在此基础上进行了改进，将电动机直接集成在水下吊舱内，与螺旋桨相连。这种设计无需燃料、氧气或机械传动轴，仅通过电气连接与船上的发电机或电池相连。因此，它保留了方位推进器的优点，同时避免了复杂的驱动结构，具有更高的燃油经济性和更低的维护需求。

然而，电动吊舱推进器的推广面临阻力挑战。由于吊舱位于水下，其阻力与横截面积成正比，而面积取决于电机功率。以2004年丰田普锐斯的电机为例，功率密度为每公斤1.1千瓦，100千瓦电机重约90.9公斤，假设为立方体形状，横截面积约500平方厘米。这增加了小船的额外阻力，削弱了效率优势。

对于大型船舶，如货船或游轮，电机功率遵循平方-立方定律：阻力随半径平方增加，但功率随体积立方增长。例如，在普锐斯级别功率密度下，1000千瓦电机的阻力是100千瓦的4.6倍，2000千瓦电机则为7.4倍。阻力增加相对较小，使得吊舱推进器在大功率应用中更具优势，促进了其在大型船舶中的广泛应用。

近年来，电机功率密度显著提升，得益于电动汽车领域的创新。例如，2022年Lucid Air的电机功率密度达到每公斤16.1千瓦，约为普锐斯电机的16倍。相同100千瓦电机重量降至3.1公斤，横截面积约85平方厘米，仅为普锐斯电机的17%。这意味着阻力减少了83%，使电动吊舱推进器对较小船舶更具吸引力，同时对大船航程影响更小。

总体来看，电动吊舱推进系统正通过技术进步克服阻力限制，有望为更广泛的船舶市场提供高效替代方案，逐步取代传统舷内和舷外发动机。詹姆斯·爱德华兹是英国高端电机和驱动供应商Helix的船舶总工程师。