民國115年 高考三級 航海技術 船藝學考古題
民國115年 高考三級 航海技術 船藝學收錄考選部官方試題，共 4 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
題目與答案
請根據商船之載重線標誌與其相關規定，分別說明Fresh Water Allowance
及Statutory Freeboard 之意涵為何？若某貨船在海水密度為比重1.01 的
港口準備裝貨，艏水尺7.4 公尺，艉水尺7.6 公尺，FWA 為20 公分，俯
仰中心位於船舯。已知該船在標準海水密度下滿載時之平均水尺為7.7
公尺，則當該船在港口裝貨達滿載，且俯仰差為艉俯0.16 公尺的狀態下，
其艏、艉水尺應各是多少？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、Fresh Water Allowance（淡水裕度，FWA）係船舶自標準海水（比重1.025）駛入淡水（比重1.000）時，為維持同一排水量所需增加之水尺，亦即夏季載重線在淡水可額外沒入之量。其公式為 FWA（公分）＝夏季滿載排水量÷（4×TPC），TPC 為海水每公分吃水噸數；FWA 隨排水量與水線面積而變，是淡水載重線標誌之依據。
- 二、Statutory Freeboard（法定乾舷）係依國際載重線公約（ICLL 1966/1988 議定書）及相關法規，按船長、船型、乾舷甲板與艙口密閉性等核定之最小乾舷，通常指夏季法定乾舷，即自乾舷甲板線垂直量至夏季載重線上緣。其目的在保留足夠儲備浮力、維持船體強度與航行安全，實際乾舷不得小於法定值。
- 三、港口水密度較海水低時，同一排水量之水尺增加，故應以 Dock Water Allowance（港水裕度，DWA）修正。DWA＝FWA×（1.025－ρ）÷0.025，ρ 以比重計；本題 ρ＝1.01，DWA＝20×（1.025－1.01）÷0.025＝12 公分。故在該港滿載時，平均水尺可達海水滿載水尺 7.70 公尺再加 0.12 公尺。
- 四、滿載時平均水尺＝7.70＋0.12＝7.82 公尺。題目給俯仰中心位於船舯，故艉俯 0.16 公尺時，艏、艉水尺環繞船舯對稱分配：艏水尺＝7.82－0.16÷2＝7.74 公尺；艉水尺＝7.82＋0.16÷2＝7.90 公尺。
- 五、核算：艏、艉平均為（7.74＋7.90）÷2＝7.82 公尺，俯仰差為 7.90－7.74＝0.16 公尺艉俯，與題設相符。故滿載時艏水尺 7.74 公尺、艉水尺 7.90 公尺；裝貨過程中應注意水尺、吃水差與港水密度變化，避免超過淡水或港水載重線。
舵是船舶在航行中保持航向、轉向，或執行迴轉運動時主要的屬具設備。
試述影響一般商船舵效高低的主要因素有那些？且其個別所造成的影
響情形或原因為何？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、舵效可理解為單位舵角所產生之舵力、轉艏力矩及船舶響應程度。舵角愈大，舵面升力係數愈高，迴轉力矩愈大；但超過約 35 度後，舵面背流側產生分離與失速，升力不再增加而阻力劇增，故實務上最大有效舵角多在 35 度左右，緊急滿舵亦不宜長時間超過。
- 二、舵面積、展弦比與翼型：舵面積愈大，同一舵角下舵力愈大；展弦比高者升力斜率大、失速角較高，但結構與舵深受限。平衡舵（balanced rudder）可降低舵桿扭矩、改善操舵感，過度平衡則易受外力帶動；流線型舵葉較平板舵不易失速，舵葉與船體間隙亦會影響端流與效率。
- 三、螺旋槳尾流：舵通常置於槳後，槳轉速愈高，舵面處流速與動壓愈大，即使船速很低仍可產生可觀舵力；倒俥或側推時尾流方向改變，舵效與船體反應亦不同。若舵面部分露出水面、吸入空氣或產生空化（cavitation），升力會驟降並伴隨振動、噪音與舵桿負荷。
- 四、船速與船體流場：舵力約與舵面相對流速平方成正比，船速高時舵效顯著；但船舶在淺水、狹水道、岸壁附近，會受淺水效應、岸吸與船體阻塞影響，流速與壓力分布改變。吃水差、橫傾、漂角（drift angle）及風流壓差亦會改變舵面入射角，使左右舵效不對稱。
- 五、操舵機械與操作因素：舵機轉舵速率、舵角指示、操舵延遲及自動舵參數會影響實際響應；舵承間隙、舵桿變形、液壓油壓不足或應急舵機失效均會降低舵效。此外，舵葉污損、結冰、海生物附著及舵面損壞會增加阻力、破壞流場，故應定期檢查舵系與執行應急操舵演練。
船舶在遭遇緊急狀況時，為使船上人員知悉所應遵循的事項及其任務分
派，根據SOLAS 公約之規定，須在船舶之那些處所公告應急部屬表和
應急須知？又該部屬表於一般貨船上對於救生與滅火的應急處理，所應
載明之必要內容及相關規定為何？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、依 SOLAS 第 III 章第 8 條，應急部署表（muster list）與應急須知（emergency instructions）應張貼於船上顯眼處所，包括駕駛台（navigation bridge）、機艙（engine room）、船員住艙（crew accommodation spaces）及全船各公共處所；客船另須在客艙、集合站（muster station）及其他乘客處所張貼圖示與說明，告知集合地點、應採行動及救生衣穿著方法。
- 二、部署表應載明一般緊急警報與廣播系統之細節、聽到警報時船員與乘客之行動、棄船命令之下達方式，以及每名船員之姓名、職務、編號、應急任務、集合站、救生艇筏站與滅火站。並應指定關鍵人員傷病或失蹤時之替代人選，明確船長指揮權、人員清點、對外通信及與岸台、搜救單位聯繫之責任。
- 三、救生方面應載明：關閉水密門、舷窗、天窗、通風筒、排水孔等開口；備妥及施放救生艇筏、救難艇與其他救生設備；吊放救生艇之指揮、艇員編組、解纜與脫離；投擲救生圈、施放信號、無線電求救；協助人員登艇、穿著救生衣、保溫與急救；以及棄船後集結、清點與搜索失蹤人員等任務。
- 四、滅火方面應載明：滅火班（fire party）之編組與負責人、消防泵與管路操作、水帶與水槍部署、固定滅火系統之使用、關閉通風與油櫃閥門、切斷電源與燃油、邊界冷卻、火場搜索與救人、排煙、防止復燃及與機艙、駕駛台之通信聯絡；並指定各人於火警、棄船同時發生時之優先任務。
- 五、相關規定：部署表應於船舶開航前備妥，船員或船舶布置變更時隨時更新，並以船旗國規定語言及英文等適當語言繕寫；船員應清楚了解自身任務，船舶應依 SOLAS 定期舉行救生、滅火及棄船演習，將演習情形記錄於航海日誌，並確保替代人員、應急照明、通信及逃生路線均有效。
何謂船舶之扶正力矩（Moment of statical stability）？若某船裝卸貨前之
排水量為11000 公噸，KM 7.3 公尺，橫傾5 時之扶正力矩為767 公噸-
公尺；然後於第一艙裝貨2400 公噸，重心距龍骨6.2 公尺，在中線右側
0.5 公尺；第二艙裝貨900 公噸，重心距龍骨7.5 公尺，在中線左側4.2
公尺；第三艙卸貨1400 公噸，重心距龍骨5.7 公尺，在中線左側1.3 公
尺。假設KM 維持不變，求該船裝卸貨完成後之傾側角度？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、扶正力矩（Moment of statical stability）係船舶受外力傾側至某一橫傾角 θ 時，重力與浮力所形成之恢復力矩，其大小為排水量 Δ 乘扶正力臂 GZ，即 M＝Δ×GZ；在小角度且船體舷側垂直時，GZ≈GM×sinθ，故 M≈Δ×GM×sinθ。其值愈大，船舶抵抗傾側、回復正浮之能力愈強，為靜穩度曲線之縱坐標。
- 二、由題給 5 度時扶正力矩 767 公噸-公尺，先求 GZ＝767÷11000＝0.0697 公尺；GM＝GZ÷sin5°＝0.0697÷0.08716≈0.800 公尺；故裝卸貨前 KG＝KM－GM＝7.3－0.800＝6.50 公尺。此步驟係以 5 度為測試傾角，假設船原正浮且無自由液面效應。
- 三、裝卸後排水量 Δ₂＝11000＋2400＋900－1400＝12900 公噸。新 KG＝〔11000×6.5＋2400×6.2＋900×7.5－1400×5.7〕÷12900＝85150÷12900≈6.601 公尺；因 KM 維持 7.3 公尺，新 GM＝7.3－6.601≈0.699 公尺。計算時卸貨以負重量代入，並保留正負號。
- 四、橫向力矩以右舷為正：Σw·y＝2400×0.5＋900×（－4.2）－1400×（－1.3）＝1200－3780＋1820＝－760 公噸-公尺，故重心橫向偏移 yG＝－760÷12900≈－0.0589 公尺，即偏向左舷。小角度下 tanθ＝|yG|÷GM＝0.0589÷0.699≈0.0843，θ≈4.82 度。
- 五、結果為裝卸完成後向左舷傾側約 4.8 度（以 sinθ 計算約 4.83 度，差異很小）。此答案假設裝卸前船體正浮、KM 不變、無自由液面、貨物重心固定且屬小角度傾斜；若題意之 5 度係原船已有之固定橫傾，則尚需初始橫向重心偏移，題目資料不足，無法得出唯一角度。