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普考申論題 114年 [航海技術] 船藝學概要

第 五 題

📖 題組:
請說明下列船舶構造專用名詞之意義/功用?(每小題 5 分,共 25 分)
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (五)

Center of buoyancy

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看到「Center of buoyancy」(浮力中心),應直指其定義為「船舶水下體積的幾何中心」,即浮力合力的作用點。接著結合實務操作,說明其隨著船舶傾斜時的移動如何產生復原力臂(GZ),進而影響船舶穩度與俯仰差(Trim)。

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「浮力中心(Center of Buoyancy,簡稱 B 點)」指船舶排開同體積水量的幾何中心,即水下船體積的形心,亦為所有向上浮力之合力作用點。 其功用與特徵包含: (1) 產生復原力臂:當船舶受外力傾斜時,水下船體形狀改變,浮力中心會向傾側方向移動,與船舶重心(G 點)的垂直作用線產生水平距離,形成復原力臂(Righting Lever, GZ),此為計算與評估船舶橫向與縱向穩度之絕對關鍵。

小題 (一)

Boot Topping Side

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看到「Boot Topping」應立即聯想船舶的「水線區」。解題時先定義其物理位置(滿載與輕載水線之間),再說明該區域交替乾濕的惡劣環境特性,最後點出實務上須塗刷專用水線漆的防護功用。

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「Boot Topping Side」(水線區/水線面)指船舶兩側船殼外部,介於「滿載吃水線」(Load Waterline)與「輕載吃水線」(Light Waterline)之間的區域。 其意義與實務功用包含: (1) 環境特徵:因船舶裝載狀況變化與航行時波浪起伏,此區域時而浸入海水中、時而暴露於空氣中,長期處於交替乾濕之極端狀態。

小題 (二)

Bulbous Bow

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看到「球狀艏」,應直覺聯想其外觀特徵與流體力學原理。作答時除了點出其核心功用(產生干涉波以降低興波阻力、節省燃料),務必補充實務操作上的注意事項(如起拋錨的避讓、吃水深淺對其效能的影響),以展現船藝實務專業度。

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「球狀艏(Bulbous Bow)」係指船舶艏部水線下呈球狀或滴水狀突出之特殊船體構造。 其核心功用與特徵包含: (1) 降低阻力:航行時,球狀艏會產生一與船艏波相位相反之波浪,兩波疊加產生破壞性干涉,能大幅降低船舶的「興波阻力(Wave-making resistance)」,進而節省燃油消耗或提升船速。

小題 (三)

After Perpendicular

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看到此題應立即聯想到船舶主尺度(Principal Dimensions)的定義。請先點出其在船體的具體幾何位置(舵柱後緣或舵桿中心線),接著條列說明其在計算兩垂標間長(LBP)、吃水與俯仰差(Trim)等實務與法規上的功用。

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「After Perpendicular(艉垂標 / 船尾垂標)」指通過設計夏期載重水線(Summer Load Waterline)與舵柱(Rudder Post)後緣交點所作之垂直線;若船舶無舵柱設計(如懸吊舵),則以舵桿(Rudder Stock)之中心線代之。 其功用與實務應用包含: (1) 法規尺度基準:作為測量「兩垂標間長」(Length Between Perpendiculars, LBP)之後端基準點,LBP 係 SOLAS 及國際載重線公約(ILLC)核定船舶設備與乾舷之重要法定長度依據。

小題 (四)

Hatchway Coaming

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看到「Hatchway Coaming」,應先直譯為「艙口緣圍」或「艙口圍板」。解題時先點出其構造定義,接著分點條列其在實務上的四大功用:防水、結構補強、承托艙蓋與人員防護,若能連結《國際載重線公約》對甲板開口水密性與高度的規範,可拿更高分。

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「Hatchway Coaming」(艙口緣圍 / 艙口圍板)指圍繞在貨艙艙口四周、向上突起且與甲板銲接的垂直鋼板結構。 其主要功用與特徵包含: (1) 防止進水:阻擋甲板上的海水或雨水灌入貨艙,確保貨物安全,滿足《國際載重線公約》(LLC)對露天甲板開口之風雨密(Weather-tight)要求。

📝 浮力中心 (B點)
💡 船舶排水體積的形心,為計算復原力臂與俯仰差的核心基準。

🔗 船舶穩度恢復機制

  1. 1 船舶受力傾斜 — 外力導致船體橫傾,改變水下排水體積形狀
  2. 2 B點位移 — 水下形心(B點)向傾側方向移動
  3. 3 產生力臂 GZ — 新B點浮力線與重心G垂直線產生水平距離
  4. 4 復原力矩作用 — 力矩引導船體回正,確保航行安全
🔄 延伸學習:延伸學習:利用穩度資料本(Stability Booklet)核算初穩度(GM值)
🧠 記憶技巧:B是水下形心,隨傾斜而移動,產生力臂GZ,穩度以此為宗。
⚠️ 常見陷阱:答題時易漏掉「B點會隨傾斜而移動」的動態特性,或誤將B點與重心G點的定義混淆。
定傾中心 (Metacenter) 復原力臂 (Righting Lever) 俯仰差 (Trim)

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