114 高普考普通考試 航海技術 船藝學概要 考古題詳解

114 年・高普考・普通考試・航海技術
試題代碼 船藝學概要

第 一 題25 分

請說明下列船舶構造專用名詞之意義及功用?(每小題 5 分,共 25 分)

(一) Boot Topping Side

(二) Bulbous Bow

(三) After Perpendicular

(四) Hatchway Coaming

(五) Center of buoyancy

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核心觀念

本題考查船體外部形狀與塗裝、船舶縱向基準點、艙口構件,以及浮力作用位置等基本船藝學名詞。作答時宜先說明名詞所指的位置或定義,再補充其功能;特別要分清「船體上的位置或構件」與「水靜力學中的幾何中心」。

解題方法與名詞說明

(一)Boot Topping Side(船體水線帶/水線間外板)

指船體外板上、介於船舶輕載與滿載吃水線附近的帶狀區域。船舶裝載量改變時,這一帶會交替浸在水中或露出水面,因此容易受海水、日曬、污損及靠離碼頭時的磨耗影響。

其功用是作為船體外部的防護及塗裝區域,通常施以耐水、耐油污或較耐磨的塗料,以保護船殼並方便維護。作答時宜說明它是「一段船體外板區域」,並非單指某一條水線,也不是船體內部構件。

(二)Bulbous Bow(球鼻艏)

指船艏水線以下向前突出、呈球狀或梨形的船體部分。其形狀會改變船艏周圍的水流與波浪,使球鼻艏所產生的波系在適當航速、吃水及船型條件下,抵銷部分船體原有的興波阻力。

其主要功用是在設計條件合適時降低船舶阻力、改善推進效率,進而減少燃料消耗。球鼻艏的效益與船型、航速及裝載狀態相關,不能概括說成任何船舶、任何航速下都必然省油。

(三)After Perpendicular(艉垂線,AP)

指船舶縱向量測所採用的基準垂線,通常通過設計水線與舵柱後緣或舵桿中心線相交的位置,並垂直於基線。實際採用的界定方式應依該船的線型圖或所採船舶尺度定義為準。

艉垂線與艏垂線是船舶縱向尺度的重要基準,可用來界定兩垂線間長度,並標示船舶各部位的縱向位置,以供船體設計、建造及尺度計算使用。作答時應指出 AP 是「垂直的縱向基準線」,不可與艉端輪廓或艉柱本身混為一談。

(四)Hatchway Coaming(艙口圍板/艙口圍)

指設置於甲板艙口開口周圍、向上突起的圍壁或框狀構件。它沿艙口邊緣圍成一圈,與艙口蓋及相關密封構件配合。

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第 二 題25 分

(一) 請說明錨鏈(Anchor Chain)的用途及其對錨泊的功能?(15 分)

(二) 錨鏈的長度計算單位為何?該單位長度是多少?(5 分)

(三) 請說明錨鏈轉環(Anchor Swivel)的構成和功能?(5 分)

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(一)錨鏈的用途及其對錨泊的功能

核心觀念

錨鏈連接錨與船體錨機、錨鏈筒等設備,是錨泊系統中傳遞錨力的構件。錨鏈的重量、長度、下垂形狀及與海床的接觸,共同影響錨能否穩固抓底,以及船舶受風浪流作用時是否容易走錨。

作答要點

  1. 連接並傳遞錨力:錨鏈將錨與船體相連,使船舶所受的風、浪、流等外力,經錨鏈傳至錨,再由錨爪抓持海床承受。
  2. 提供重量與下垂弧度:錨鏈自錨至船舶形成下垂的懸鏈線。錨鏈重量使靠近錨的一段保持貼近海床,減少錨桿受到向上的拉力,使錨爪較能維持抓底狀態。
  3. 緩衝船舶的拉力變化:船舶受陣風、浪湧或潮流影響而移動時,錨鏈的弧度會隨受力變化而伸展、收縮,緩和瞬間衝擊,降低錨、錨鏈及船體錨設備所受的負荷。
  4. 增加海床摩擦與錨泊持力:貼近海床的鏈段對海床有摩擦作用,可協助抵抗船舶移動,並使傳至錨端的拉力較為平順。
  5. 配合錨機收放錨:錨鏈供錨機控制錨的放出與絞起,便於調整錨鏈長度、起錨及收存錨鏈。

解題技巧

按「連接傳力、重量下垂、緩衝、海床摩擦、收放操作」的順序作答,並說清錨鏈下垂如何幫助錨保持水平受力、維持抓底,是本小題的核心。

(二)錨鏈長度計算單位及單位長度

核心觀念與作答

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第 三 題25 分

依國際海上避碰規則「遇難信號」規定,哪些信號可用以表示遇難及需要救助?(25 分)

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核心觀念

本題考《1972 年國際海上避碰規則》(COLREG)附則 IV「遇難信號」。依附則 IV 第 1 款,下列信號無論單獨或合併使用,均表示船舶遇難並需要救助。作答時應完整列出 11 種信號,並注意無線電遇難通話「Mayday」與國際信號旗「N.C.」都在列。

本題以命題當年(民國 114 年)法規為準。

解題方法

這是法規列舉題,直接依附則 IV 第 1 款逐項整理即可。可按信號方式分類,避免遺漏:

  1. 爆炸、音響及火箭信號
  2. 摩斯碼、無線電及國際信號旗
  3. 火焰、紅色火光、橙色煙霧及手臂動作

遇難信號逐項說明

  1. 約每隔一分鐘發射一次的槍聲或其他爆炸信號。
  2. 以任何霧號設備連續發出音響。
  3. 以短間隔逐枚發射、並放出紅色星光的火箭或砲彈。
  4. 以任何信號方法發出摩斯電碼 SOS:... --- ...。
  5. 以無線電話(radiotelephony)發出語音「Mayday」。
  6. 以國際信號旗表示遇難,即信號旗組合「N.C.」。
  7. 展示方旗,並在旗上方或下方放置球形物或類似球形的物體。
  8. 船上火焰,例如燃燒的焦油桶、油桶所產生的火焰。
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第 四 題25 分

某箱形駁船長、寬、深為 150 m×18 m×16 m150\ \mathrm{m}\times18\ \mathrm{m}\times16\ \mathrm{m},該船艏艉吃水尺度分別位於艏艉垂標上,舯吃水尺度位在船舯。現在港外觀測吃水,所得如下:

艏左舷吃水 6.40 m6.40\ \mathrm{m}、舯左舷吃水 6.90 m6.90\ \mathrm{m}、艉左舷吃水 7.60 m7.60\ \mathrm{m};艏右舷吃水 6.44 m6.44\ \mathrm{m}、舯右舷吃水 6.98 m6.98\ \mathrm{m}、艉右舷吃水 7.64 m7.64\ \mathrm{m}。

試求:

(一) 箱形駁船的俯仰差為何?(10 分)

(二) 箱形駁船是否處於舯垂或舯拱狀態?若是,其數值是多少?(15 分)

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核心觀念

本題考查吃水觀測的平均值、俯仰差,以及由艏、中、艉吃水判斷船體縱向變形。

  • 各位置的平均吃水為左右舷吃水的算術平均。
  • 俯仰差為艉平均吃水減艏平均吃水;結果為正表示艉吃水較深,船艉下俯。
  • 舯垂/舯拱以舯平均吃水和艏艉平均吃水的平均值比較:
  • 舯吃水較深,為舯垂。
  • 舯吃水較淺,為舯拱。
  • 差值即舯垂或舯拱量。

解題方法

先將各站左右舷吃水平均,以消除船舶橫傾造成的左右差異:

dF=6.40+6.442=6.42 m,dM=6.90+6.982=6.94 m,dA=7.60+7.642=7.62 m.\begin{aligned} d_F&=\frac{6.40+6.44}{2}=6.42\ \mathrm{m},\\ d_M&=\frac{6.90+6.98}{2}=6.94\ \mathrm{m},\\ d_A&=\frac{7.60+7.64}{2}=7.62\ \mathrm{m}. \end{aligned}

其中 dFd_F、dMd_M、dAd_A 分別為艏、舯、艉平均吃水。

(一)俯仰差

俯仰差=dA−dF=7.62−6.42=1.20 m\text{俯仰差}=d_A-d_F=7.62-6.42=1.20\ \mathrm{m}

艉吃水比艏吃水深 1.20 m1.20\ \mathrm{m},因此船舶呈艉傾,亦即船艉下俯。

(二)舯垂或舯拱

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