民國115年 普通考試 航海技術 船藝學概要考古題
民國115年 普通考試 航海技術 船藝學概要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）
Superstructure Deck
Bilge Keel
Double Bottom
Freeboard
Camber of Beam
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、Superstructure Deck（上層建築甲板）：指位於主甲板或強力甲板以上，由兩舷延伸之艙壁與甲板所構成封閉結構物的頂部甲板，常見於艏艛（forecastle）、艉艛（poop）與駕駛臺甲板（bridge deck）。功用為提供住艙、駕駛臺、機艙棚等空間，並參與船體總縱向強度；其端部須以適當過渡（如弧形艙壁）避免應力集中。
- 二、Bilge Keel（舭龍骨）：裝設於船體舭部（bilge）外板兩側之縱向鰭狀鋼板，長度約為船長三分之一至二分之一，板寬約0.3至0.6公尺，常呈V形或平板加勁斷面。功用為增加橫搖阻尼（roll damping），減緩橫搖幅度、縮短橫搖延續時間，並兼作舭部外板之保護；其不計入船寬，亦不影響乾舷與排水量。
- 三、Double Bottom（雙層底）：由船底板（bottom shell）與內底板（inner bottom，又稱艙底板tank top）圍成之空間，內部以縱桁（girder）、肋板（floor）及縱骨分割成艙格。功用為提供擱淺、觸礁時之破損容許（damage tolerance）、儲存壓艙水與燃油，並大幅提升船體總縱向與橫向強度，為現代貨船必備結構。
- 四、Freeboard（乾舷）：指自乾舷甲板（freeboard deck）邊緣上緣，垂直量至載重線（load line）之距離。其代表船舶之預備浮力（reserve buoyancy），乾舷愈大則保留儲備浮力愈多，抗沉性與耐海性愈佳；依國際載重線公約（ICLL 1966）及船舶載重線規則勘劃、檢驗與簽發證書。
- 五、Camber of Beam（樑拱、甲板拱）：指暴露甲板橫向斷面中央較兩舷為高之拱形，拱高（camber rise）一般約為船寬（beam）之五十分之一。功用為使甲板積水迅速流向兩舷排水孔（scupper）排出、減少甲板積水與自由液面，並增加甲板板之橫向強度及人員行走之防滑效果。
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？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、法源與適用範圍：國際海上人命安全公約（SOLAS）第III章「救生設備與裝置」第7條，及國際救生設備章程（LSA Code）第2.1節，規定貨船救生圈（lifebuoy）之型式、數量、配置與附屬裝備；設備須經主管機關（我國為航港局）認可，並於船上張貼救生設備佈置圖，列入訓練與保養紀錄。
- 二、最低數量需求：依船長分級，船長未滿100公尺者至少8個；100公尺以上未滿150公尺者10個；150公尺以上未滿200公尺者12個；200公尺以上者14個。客船另依旅客定額增配。每個救生圈須標示船名與船籍港，並黏貼反光帶（retro-reflective tape），以利夜間搜尋。
- 三、附屬裝備配置比例：全船至少半數救生圈應裝設自燃燈（self-igniting light），貨船且不得少於6個；其中至少2個並附自發煙信號（self-activating smoke signal），置於駕駛臺兩側可迅速釋放（quick release）之處。另至少半數應附浮索（buoyant lifeline），索長不得小於放置處至最輕載水線高度之兩倍或30公尺，取較大者。
- 四、配置原則：救生圈應分散佈置於兩舷及船艉附近，每舷至少1個設於船艉附近，且不得以固定方式永久繫固，須能隨時徒手取用；並避免集中於單一區域，以利人員落水（man overboard）時迅速投擲施救。
- 五、性能與維護：單一救生圈質量不得小於2.5公斤，須能在淡水中支撐14.5公斤鐵塊達24小時，外徑不大於800毫米、內徑不小於400毫米；平時應定期檢查外觀、燈具電池與浮索狀況，並依保養計畫測試、清潔與記錄，確保隨時可用。
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？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、襯環（Thimble）：以鍍鋅鋼或銅合金製成之心形、圓形或梨形環件，嵌裝於繩索之眼環（eye splice）內。功用為保持繩眼形狀、分散受力、避免繩索直接與卸克（shackle）或鉤環摩擦而磨損；使用時將繩眼套入襯環，再以卸克或銷子連接吊索、滑車或固定眼板。
- 二、襯環之種類與選用：常見有心形襯環（heart thimble）、圓形襯環、深槽襯環及鋼索用套管（wire rope thimble）。選用時其槽寬須與繩徑匹配，強度不得低於所配繩索；鋼索眼環須以索夾（wire clip）或壓套固定，索夾數量與間距依規範施作，並定期檢查有無變形、鏽蝕。
- 三、轆轤（Tackle，滑車組）：由滑車（block）與繩索組合而成之起重或拉緊裝置，依滑車輪數分單輪、雙輪、三輪等。其機械利益（mechanical advantage）約等於支持動滑車之繩段數，可將人力放大；主要用於吊運物料、張緊繫纜、調整吊桿與裝卸作業。
- 四、轆轤使用要點：使用前應檢查滑車殼、輪轂、銷軸及繩索磨耗；穿繞須依順穿原則，避免繩索交叉互磨；負荷不得超過安全工作負荷（SWL）。吊掛時人員應避開受力方向與繩索回彈區，均勻緩慢施力，並以制動或止逆裝置防止倒轉溜落。
- 五、絞盤（Capstan Winch）：以垂直軸鼓輪（capstan head）配合電動、液壓或氣動驅動之絞纜機械，鼓輪表面常設凹槽以增加摩擦。使用時將纜繩繞鼓輪數圈，由人員在出纜端（tail）控制張力，靠鼓輪迴轉收纜；主要用於繫泊絞纜、收放拖纜，與專司起錨之錨機（windlass）功能有別，操作時須設離合器與煞車以防溜纜傷人。
何謂定傾高度（Metacentric Height, GM）？若某船靠碼頭時排水量11000
公噸，KG 7.0 公尺，KM 8.0 公尺（假設不變），已知分別裝貨700 公噸
於KG 4.0 公尺，950 公噸於KG 6.0 公尺，400 公噸於KG 9.0 公尺後；
再先後卸貨250 公噸於KG 1.0 公尺，及1000 公噸於KG 8.0 公尺，試求
裝卸完成後的GM 為何？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、定義：定傾高度（Metacentric Height, GM）為船舶橫傾微小角度時，重心G與定傾中心M（metacenter）間之垂直距離，即GM＝KM－KG。M為船舶橫傾時浮心B移動軌跡之曲率中心。GM為正值表示穩定平衡（stable equilibrium），負值則為不穩定平衡，船舶將持續傾覆。
- 二、穩度意義：扶正力矩（righting moment）約為W×GM×sinθ，GM愈大復原能力愈強，但橫搖週期短、橫搖劇烈，人員不適且貨物易滑動；GM過小則橫搖遲緩、穩度不足。一般商船以GM約船寬2%至5%為宜，並以橫搖週期T＝2πk／√(g×GM)交叉驗證。
- 三、計算原則：裝卸貨後之新重心高度KG'＝Σ（重量×KG）／Σ重量，即對龍骨（keel）取力矩，裝貨取正、卸貨取負。本題假設KM維持8.0公尺不變，且各艙無自由液面效應（free surface effect）。
- 四、計算步驟：最終排水量Δ＝11000＋700＋950＋400－250－1000＝11800公噸。力矩和＝11000×7.0＋700×4.0＋950×6.0＋400×9.0－250×1.0－1000×8.0＝77000＋2800＋5700＋3600－250－8000＝80850公噸·公尺。
- 五、結果與判定：KG'＝80850÷11800＝6.852公尺；GM＝KM－KG'＝8.0－6.852＝1.148公尺，約1.15公尺。GM為正值，船舶呈穩定平衡；因低處裝貨（KG 4.0、6.0公尺）之降重心效果大於高處裝貨與卸貨，故KG下降、GM增大。
- 六、注意事項：若裝卸艙櫃存在自由液面，須另計自由液面修正FSC＝Σ(i×ρ)／Δ，實際GM＝KM－KG－FSC；另應核算最終排水量所對應之KM是否仍為8.0公尺，並檢查俯仰差（trim）與局部強度是否超限。