112 關務特考三等 船舶駕駛 船藝學 考古題詳解

核心觀念

NFU 是 Non-Follow-Up steering，非隨動操舵。操舵者以 NFU 操縱桿或按鈕直接控制舵機，使舵向左舷或右舷轉動；操縱桿維持在某一方向時，舵便持續轉動，放開操縱桿後舵機停止，舵則停留在當時舵角。舵不會像隨動操舵（FU）一樣，自動追隨操舵者設定的舵角。

因此，NFU 是一種直接、持續控制舵機的操舵方式。操作時須自行觀察舵角指示器，適時停止或反向操作，將舵控制在所需角度。

使用時機

NFU 通常作為備用或應急操舵方式，常見使用時機包括：

1. 隨動操舵或自動舵控制失效時：例如舵輪指令無法使舵轉動、舵角追蹤異常，或自動舵系統發生故障。
2. 需要直接控制舵機時：依船舶設備配置及船上程序，必要時可用 NFU 取代故障或不可靠的操舵控制方式。
3. 演練及功能檢查時：依船舶操作手冊或程序定期確認 NFU 裝置與舵角指示器功能正常。

NFU 屬於人工直接操舵，操舵者須持續監看舵角及船舶反應；它不是自動保持航向的模式。

解題方法與操作要點

作答時可依「定義—時機—操作—切換」四部分說明，並扣住 NFU 的關鍵特性：操縱桿控制舵機運轉，放開後舵停在當時舵角，不會自動回舵。

一、透過 NFU 操舵

1. 確認操舵指令及船舶狀況：依駕駛台指揮執行舵令，並確認目前操舵位置、舵機狀態與操舵模式。
2. 確認舵角指示器可用：操舵時持續觀察實際舵角，不能只依操縱桿位置推定舵角。
3. 朝所需方向操縱：將 NFU 操縱桿保持在左舵或右舵方向，舵即朝該方向轉動。
4. 到達所需舵角時放開操縱桿：舵機停止，舵停在當時舵角。若舵角仍繼續變化，應依舵角指示及設備反應即時修正。
5. 需要回舵或反向操舵時，另行給反向指令：NFU 不會自行回到零舵；需用反方向指令將舵轉回。

核心觀念

本題考查船舶主要尺度與排水體積之間的關係，以及船舶載重變化對吃水的影響。$C_B$、$C_W$、$C_M$、$C_P$ 是無因次船型係數；TPC 則是每公分吃水變化所需的排水量，單位通常為公噸／公分。

設：

• $L$：船長；計算時應依題目指定使用垂線間長或水線長。
• $B$：船寬。
• $T$：吃水。
• $\nabla$：船體在該吃水下的排水體積。
• $A_W$：水線面積。
• $A_M$：船中橫剖面浸水面積。

解題方法與各係數說明

這類題目按「整體水下體積—水線面—船中剖面—縱向稜形」說明四個船型係數，再以水線面積說明 TPC，即可完整交代名稱、定義及應用。

1. 方形係數 $C_B$（Block Coefficient）

方形係數是船舶排水體積與長、寬、吃水所形成之長方體體積的比值：

$$C_B=\frac{\nabla}{LBT}$$

它表示船體水下部分相對於外接長方體的充實程度。$C_B$ 越大，水下船體越飽滿；越小則船體較瘦削。此係數常用於估算排水體積、排水量及初步船型比較，也會影響船舶阻力與載重設計。

2. 水線面係數 $C_W$（Waterplane Coefficient）

水線面係數是設計水線面積與長、寬所形成之矩形面積的比值：

$$C_W=\frac{A_W}{LB}$$

它表示水線面的飽滿程度。$C_W$ 影響每增加或減少吃水時排水量的變化，亦與水線面慣性矩、初穩性及船舶縱傾特性有關。

3. 中橫剖面係數 $C_M$（Midship Section Coefficient）

中橫剖面係數是船中橫剖面的浸水面積與寬、吃水所形成之矩形面積的比值：

$$C_M=\frac{A_M}{BT}$$

它表示船中橫剖面浸水部分的飽滿程度。$C_M$ 會影響船體中段的形狀與排水體積分布，常用於船型設計與估算船舶的剖面形狀。

4. 縱向稜形係數 $C_P$（Prismatic Coefficient）

縱向稜形係數是排水體積與船長乘以船中橫剖面積的比值：

$$C_P=\frac{\nabla}{LA_M}$$

核心觀念

本題考查航行中發現人員落水時，當值船副的「立即應變」順序。首要目標是讓落水者保持可見、留下落水位置標記，並迅速使船舶回到落水者附近；各項行動應同步或盡速完成，並依本船緊急應變程序及周遭交通、海況調整。

解題方法

依「警示與通報、標記與瞭望、操船與備救」分項作答，涵蓋當值船副在駕駛臺可立即採取的行動：

1. 立即發出警報並通報船長：高聲呼喊「人員落水」，啟動人員落水或全船警報，通知船長及機艙值班人員。依船上程序發布警報信號。
2. 投放救生圈並標記位置：從落水舷投下附有自亮燈及自發煙號標的救生圈；立即按下 GPS／ECDIS 的人員落水（MOB）位置標記功能，記錄時間與船位。
3. 保持目視追蹤：指派人員持續指向落水者，駕駛臺加派瞭望，並回報其方位、距離及狀況，避免船舶轉向或浪湧後失去目標。

核心觀念

本題考查船舶的初穩度、扶正力矩與自由液面效應。船舶小角度橫傾時，扶正力矩可表示為

$$M_R=\Delta \, GM \sin\theta$$

其中 $\Delta$ 為排水量，$GM$ 為初穩度高度，$\theta$ 為橫傾角。

艙櫃部分裝載時，液面會隨船舶橫傾而移動，產生自由液面修正量：

$$FSC=\frac{\rho_l}{\rho_w}\frac{I}{\Delta}$$

式中 $\rho_l$ 為艙內液體密度、$\rho_w$ 為標準海水密度，$I$ 為自由液面對艙櫃縱向軸的二次面積矩。自由液面使有效 $GM$ 減少 $FSC$。

解題方法

先由已知的 $5^\circ$ 扶正力矩求原船 $GM$：

$$678=9{,}723\times GM\times\sin5^\circ$$ $$GM=\frac{678}{9{,}723\sin5^\circ}=0.8024\text{ m}$$

題目未給艙內壓艙水密度，依題意採用標準海水，故 $\rho_l/\rho_w=1$。

右艙間排出一半後，剩餘艙間為長 $15$ 公尺、寬 $8$ 公尺的部分裝載艙。自由液面沿船長方向延伸，其二次面積矩為

$$I=\frac{l b^3}{12} =\frac{15\times8^3}{12} =640\text{ m}^4$$

因此自由液面修正量為

$$FSC=\frac{640}{9{,}723}=0.06582\text{ m}$$

右艙間排出一半壓艙水，表示移除的水量為

$$V=15\times8\times1=120\text{ m}^3$$