115 高普考普通考試 航海技術 船藝學概要 考古題詳解

115 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

請說明下列有關船體結構或尺度等名詞之意涵與功用。(每小題 5 分,共 25 分)

(一) Superstructure Deck

(二) Bilge Keel

(三) Double Bottom

(四) Freeboard

(五) Camber of Beam

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核心觀念

本題考查船體主要結構與船舶尺度名詞的定義,以及各構件對船舶強度、穩定性、航行安全或載重管理的作用。作答時宜先說明名詞所指的位置或量測方式,再交代其功用,避免只寫中文譯名。

解題方法與各名詞說明

(一)Superstructure Deck(上層建築甲板)

**意涵:**位於乾舷甲板以上,構成上層建築頂部的甲板。上層建築是指自一舷延伸至另一舷,或其側壁不超過船寬一定比例的甲板室結構;其最上方甲板即為上層建築甲板。

**功用:**支承上層建築,並提供工作、通行或設備配置空間。上層建築可增加船舶儲備浮力,且在符合規定時,得影響乾舷計算與船舶防護能力。

(二)Bilge Keel(舭龍骨)

**意涵:**沿船體兩側舭部外板縱向設置的狹長板狀構件,通常成對配置,向船外突出。

**功用:**增加船舶橫搖時的水阻力,減小橫搖幅度與頻率,使航行及作業較為平穩。舭龍骨不等同於主龍骨,通常不作為船體縱向主要強度構件;設計時須注意其與船殼連接處的局部應力及損傷風險。

(三)Double Bottom(雙層底)

**意涵:**船底外板與內底板之間形成的空間及其結構。此空間由底部縱材、肋板等構件分隔,可設置為水密艙或液艙。

**功用:**提供船底觸礁或碰撞時的第二層防護,降低外底破損後海水直接進入船內的風險;也可作為壓載水、燃油或淡水艙使用,協助調整吃水、縱傾及穩定性,並加強船底結構。

(四)Freeboard(乾舷)

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第 二 題25 分

請依 SOLAS 公約之相關規範,說明一般貨船上對於救生圈與其附屬裝備之配置及最低數量需求為何?

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核心觀念

本題考查 SOLAS《國際海上人命安全公約》第 III 章第 7 條及第 32 條,以及《國際救生設備章程》(LSA Code)第 II 章第 2.1 節。第 III 章第 32 條依貨船長度規定救生圈最低數量;第 7 條則規範救生圈的配置、附屬燈號與救生索。

以下以命題當年(民國 115 年)法規為準。

解題方法與規定

先依船長查最低數量,再分別檢查救生索、自亮燈、自動煙霧信號的數量與配置。題目未提供特定船長,因此應列出各船長級距,而非計算單一數值。

貨船長度救生圈最低數量
未滿 100 公尺8 個
100 公尺以上、未滿 150 公尺10 個
150 公尺以上、未滿 200 公尺12 個
200 公尺以上14 個

配置及附屬裝備要求如下:

  1. 位置與存放:救生圈須便於船上人員取用,兩舷均應配置;在可行情況下,延伸至船側的各層露天甲板也應配置。船尾附近至少配置 1 個。救生圈須能迅速拋投,不得永久固定。
  2. 浮性救生索:每舷至少有 1 個救生圈繫有浮性救生索。索長不得短於該救生圈在最輕海況航行狀態下存放高度的 2 倍,或 30 公尺,兩者取較長者。繫有救生索的救生圈不得同時列入裝有自亮燈的救生圈數量。
  3. 自亮燈:至少半數救生圈須裝有自亮燈;自亮燈救生圈及裝有自亮燈與自動煙霧信號的救生圈,應平均配置於兩舷,且不得與繫有浮性救生索的救生圈重複計數。
  4. 自動煙霧信號:至少 2 個裝有自亮燈的救生圈,還須裝有自動啟動煙霧信號,並能由駕駛台迅速釋放。
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第 三 題25 分

船舶屬具中有關吊桿裝置與繫纜裝置之重要元件,包括襯環(Thimble)、轆轤(Tackle)、絞盤(Capstan Winch)等,請分別試述該元件並說明其主要使用方式、功能或使用目的為何?

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核心觀念

本題考查船舶甲板屬具中三種常見元件的構造、用途與操作方式:襯環用於保護繩眼,轆轤用於藉滑車組省力或改變施力方向,絞盤則以轉鼓卷取纜索,提供繫纜或起重所需的拉力。作答時應分別說明元件是什麼、如何使用,以及它解決什麼問題。

解題方法

依「構造與位置 → 操作方式 → 功能或目的」逐項說明,並區分相近設備:轆轤是由滑車與繩索組成的滑車組;絞盤是以機械轉鼓收放纜索的甲板機械;襯環則是裝在繩眼內的護環。

一、襯環(Thimble)

襯環是環狀或梨形的金屬護件,通常裝在鋼索或纖維繩索末端的繩眼內,繩眼套在卸克、吊鉤或其他繫接點上。襯環的外緣具有適當弧度,可支承繩眼並隔開繩索與卸克、吊鉤等硬質接觸面。

主要使用方式與功能:

  • 製作繩眼時,將襯環置於繩眼內,再以適當方式將繩端固定。
  • 連接吊桿吊索、卸克或其他屬具時,使襯環承受接觸部位的摩擦與擠壓。
  • 避免繩眼直接受小半徑彎曲或磨擦,減少磨耗、壓傷與變形,延長繩索使用壽命,並保持繩眼形狀。

二、轆轤(Tackle)

轆轤是由一個或數個滑車及穿繞其中的繩索組成的滑車組。固定於桅、吊桿或船體上的滑車為定滑車;隨負載移動的滑車為動滑車。

主要使用方式與功能:

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第 四 題25 分

何謂定傾高度(Metacentric Height, GMGM)?

若某船靠碼頭時排水量為 11,00011{,}000 公噸,KG=7.0KG=7.0 公尺,KM=8.0KM=8.0 公尺(假設不變),已知分別裝貨 700700 公噸於 KG=4.0KG=4.0 公尺、950950 公噸於 KG=6.0KG=6.0 公尺、400400 公噸於 KG=9.0KG=9.0 公尺後;再先後卸貨 250250 公噸於 KG=1.0KG=1.0 公尺,及 1,0001{,}000 公噸於 KG=8.0KG=8.0 公尺,試求裝卸完成後的 GMGM 為何?

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核心觀念

定傾高度 GMGM 是重心 GG 與定傾中心 MM 之間的垂直距離。當船舶正浮時,若 MM 位於 GG 上方,則 GMGM 為正,船舶受到小角度傾斜後具有使其回復正浮的能力。其關係式為:

GM=KM−KGGM=KM-KG

裝卸貨物會改變船舶的排水量及重心位置 KGKG。本題已假設 KM=8.0KM=8.0 公尺不變,因此先以重量與垂直力矩求出裝卸完成後的 KGKG,再計算 GMGM。

解題方法

以初始排水量及重心高度計算初始垂直力矩:

初始垂直力矩=11,000×7.0=77,000 公噸・公尺\text{初始垂直力矩}=11{,}000\times 7.0=77{,}000\ \text{公噸・公尺}

裝貨增加排水量,也增加相應的垂直力矩;卸貨則從船上移除重量及其力矩。因此:

裝貨力矩=700×4.0+950×6.0+400×9.0=2,800+5,700+3,600=12,100 公噸・公尺\begin{aligned} \text{裝貨力矩} &=700\times4.0+950\times6.0+400\times9.0\\ &=2{,}800+5{,}700+3{,}600\\ &=12{,}100\ \text{公噸・公尺} \end{aligned}
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