海洋科技季刊
首頁 > 海洋及水下科技季刊 > 九十年度第十一卷第四期
『高科技在水下技術的應用專輯』
目　　錄 封面

「 高科技在水下技術之應用 」專輯序言
專訪國科會工程處海工學門召集人李雅榮－談我國海洋工程技術的研發概況
全光纖水下監聽列陣系統簡介
密封膠對水中電聲換能器的影響
國立台灣海洋大學大型空蝕水槽簡介
水下拖纜之挀動分析
水下多重目標之方位估測與追蹤
海洋污染防治之機構與檢討
雙人潛水載具設計之研究
無人水下載具發展趨勢及軍事之運用
海洋及水下科技季刊九十年度第十一卷第四期封面

「高科技在水下技術之應用」專輯序言
（第十一卷第四期－序言）
摘要

　台灣四面環海，海洋資源是經濟發展之所需，海上交通是國際貿易之所賴。換言之，海洋的開發利用，關係我國計民生的發展，因此，水下技術的研究與應用，就成為我國未來科技發展的重點之一。

　水下科技包羅萬象，舉凡水中推進、通訊、偵測等皆涵蓋其中，它與陸上科技最大的差異，在於水的獨特物理性質，因此反映在水中推進的是載具須以螺槳作推進器，水下通訊設備須考量水密問題。水下作業載具，須注意強大的靜水壓問題，水下追蹤須另闢蹊徑，水下拖物須考量無著力點問題，此外，水下的偵測須考量長距離，大面積的問題，凡此種種均與陸上的科技迥然不同，因此，過去人類對海洋的了解，遠不及對外太空的認識，主要還是由於水的特性使然。

作者：林武文博士／永達技術學院研發處處長　　　

專訪國科會工程處海工學門召集人李雅榮－談我國海洋工程技術的研發
（第十一卷第四期－專訪）
摘要

　中華民國海下技術協會出版委員會改組，台大造船海洋工程學系陳琪芳教授擔任主任委員，在委員會第一次會議中，決定本期季刊的「專訪」專欄訪問國科會工程處海工學門召集人李雅榮博士，訪問於十一月七日在台大造船系會議室進行，陳琪芳教授及本刊主編曹威均在場，訪談中有關海軍人才培育船艦研發問題，因事涉國防，特予省略。

　

問：國科會工程處設有海工學門，請李教授先為本刊讀者介紹我國海洋工程與

　　技術的研究歷程好嗎？

答：海洋工程與技術學門相關領域在我國的研究起步遲早不一，其中海域與海

　　岸工程之研究起步較早，可追溯到民國五十年代的嘉義海埔地開發及台中

　　港的興建等。早期海洋工程方面的研究都以配合政府各項海洋工程建設為

　　主，如台中港、蘇澳港、花蓮港、高雄港以及基隆港之闢建及擴建；台電

　　各核能電廠及火力電廠之興建以及各海補地之開發等，由學術界提供海洋

　　環境資料之分析以及水工模型試驗之檢核等，協助工程之規劃與設計。

　　國科會早期將海域與海岸工程相關研究列在工程處土木學門內推動，研究

　　人力及成果在質與量上均逐年成長，其研究計劃數目約佔土木學門的五分

　　之一，「海域與海岸工程」研究是一項配合國家經濟基本需求之研究，由

　　於台灣地理環境與氣候條件的獨特性，研究課題除學理之基本學術外，還

　　要解決本土區域性的問題 。


作者：許盛隆／榮民工程公司行政處副處長　　　


全光纖水下監聽列陣系統簡介
（第十一卷第四期－高科技在水下技術之應用）
摘要

　被動式水下感測列陣系統，包括水下固定式監聽列陣系統及拖式列陣系統等，均是反潛偵測的利器。全光纖水下監聽列陣系統，可取代所有傳統水下感測及傳輸系統，水下無主動式電子元件，系統精簡可靠度高，同時重量輕，容易佈放以及靈敏度高。全光纖水下監聽列陣系統，可利用光纖放大器以增加傳輸距離及感應器數目。最近更進一步利用分波多工技術於此系統，減少光纖放大器使用數量，故可降低系統成本與耗電量，以提高系統的實用性。

作者：黃世巨／ 中科院副研究員


密封膠對水中電聲換能器的影響
（第十一卷第四期－高科技在水下技術之應用）
摘要

　水中電聲換能器的密封膠，除了具有保護電聲換能器的功能外，對電聲換能器的聲功能方面，更具有透聲、吸音、折聲等聲匹配的性能，以及反聲和去耦合等聲失配的特性。由於潛艇的工作特性，密封膠必須具備良好的抗海水性，包括：吸水性、透水性、抗水解與腐蝕及抗海生物附著的特性，其中，由於潛艇工作海域的靜水壓力，以及潛艇必須經常往返水面及其水下巡弋海域，因此抗壓及抗疲勞性就顯得相當重要，這些特性對水中電聲換能器的絕緣阻抗有相當重要的影響。因此，本文由密封膠的分子結構分析其透水性和吸水機制，以供對密封膠耐海水性研究之參考。


作者：林武文／永達技術學院研發處處長　　　


國立台灣海洋大學大型空蝕水槽簡介
（第十一卷第四期－高科技在水下技術之應用）
摘要

　本船模實驗水槽已於民國87年3月發包完成，預計民國90年底建造測試完成。該試驗水槽為垂直密閉式，而其內部為可以調整壓力之大型空蝕水槽，自從美國海軍David Taylor於1989年與德國漢堡船模實驗室於1990年分別完成其低背景噪音之大型空蝕水槽之後，近二年來，韓國Samsung與大陸國家船模實驗室於蕪錫，亦分別完成其大型空蝕水槽之建造。該等空蝕水槽不但大，而且重點是強調低背景噪音，因此為一符合商船及軍事用途性能極高之空蝕水槽。海洋大學之大型空蝕水槽構造如附圖所示，水槽本體高約18公尺，長約42.5公尺，寬約5公尺，本體以SUS 316不銹鋼製造。水槽空重約370噸，加水後總重約1300噸，主驅動馬力為1400kw。該水槽是調查國內需求設計而成，茲分別介紹其特性如后。


作者：柯永澤／海洋大學系統工程暨造船學系教授　　　


水下拖纜之挀動分析
（第十一卷第四期－高科技在水下技術之應用）
摘要

　本研究的目的在探討水下纜索結構之流體引致振動，利用纜索特徵值方法與水下三維之動力分析方法評估水下纜索結構之自然頻率。兩者分別和渦流頻率相比較，藉以判斷是否會發生共振或發生Lock-in現象。本研究成果包括：(一)水下纜索渦流頻率之計算、(二)纜索三維動力模擬分析所得之纜索自然頻率範圍和最大共振振幅、(三)纜索特徵值方法得水下纜索之若干個最低自然振頻。


作者：呂學信／高雄海洋技術學院造船系教授　　　


水下多重目標之方位估測與追蹤
（第十一卷第四期－高科技在水下技術之應用）
摘要

　長久以來，台灣一直處於地震頻繁的區域以及維繫亞太安全、國際貿易商船進出和海峽兩岸和平重要的樞紐。應用地震源探勘、聲納、雷達等技術來追蹤訊號源位置，是刻不容緩的事。因此，本文主要 探討於三維空，如距離、仰角及旋轉，如何以被動式感測器陣列系統，追蹤多重路徑訊號源。

　採用均勻線性陣列模式，可準確地估測出訊號源在三維空間的位置，並且將傳統的窄頻預估方位追蹤演算法，修正為可適應的寬頻訊號方位估測與追蹤，以推廣至同調訊號子空間法。最後，以硬體實現水中聲音訊號的估測，本文係使用德州儀器公司所生產的TMS320C3XDSP晶片為核心，再以最小平方解根演算法對訊號做方位估測，而完成一套完整且能獨立運作的方位估測系統。


作者：張順雄／海洋大學電機系系主任　　　　　　

海洋污染防治之機構與檢討
（第十一卷第四期－高科技在水下技術之應用）
摘要

　 臺灣地區四面環海，海洋生物資源非常豐富，海洋生物種類幾近有全世界的十分之一，而臺灣地狹人稠，居住環境都處於臨海不遠地帶，經濟快速發展的結果，使四周海洋生態環境每況愈下，亟需積極推動海洋環境保護的工作。國家「海洋污染防治法」的通過實施，將使我國的海洋環境保護工作進入新的里程。

　　未來將由海岸巡防總署執行取締、蒐證及移送等事項。環保署將訂定海域環境分類，及海洋環境品質標準，劃定海洋管制區，訂定海洋環境管制標準，擬訂分區執行計畫及污染管制措施。各級環保機關，就所轄海域設置海域環境監測站，定期公布監測結果，並採取適當的防治措施；各目的事業主管機關可以限制海域的使用，依據海污法之規定：在處理海洋漏油污染緊急事件方面，將由環保署擬訂海洋油污染緊急應變計畫，在行政院設重大海洋污染事件處理專案小組，處理重大海洋油污染事件，在環保署設跨部會的海洋污染事件處理工作小組，處理一般海洋污染事件。


作者：馬道心／海軍救難大隊　　　

雙人潛水載具設計之研究
（第十一卷第四期－高科技在水下技術之應用）
摘要

　「雙人潛水載具」設計理念,可提供非潛水人員(包含專家學者)執行水下更大深度及範圍的探索，潛水員在水下受溫差、水壓，攜氣量、能見度、海流及減壓限制下，工作量、效率無法突破體能的極限。一大氣壓密閉式潛水載具(迷你潛艇)，能克服以上限制，增加作業效率。如結合機械手臂或搖控ROV則對海底開發、調查、實驗、環保及軍事救難等水下作業，將會有突破性發展。


作者：劉復光／國防部作戰次長室中校參謀　　　

無人水下載具發展趨勢及軍事之運用
（第十一卷第四期－高科技在水下技術之應用）
摘要

一、所謂無人水下載具（Unmanned Underwater Vehicle，簡稱為UUV）

　　，泛指一般無人居住其中操控運作的水下運動體，包括：藉由母船透過繫

　　鏈（tethered）方式輸送能源（電力）或信號，以執行任務的有纜水下遙

　　控載具（Remotely Operatered Vehicle，簡稱為ROV），以及藉由預

　　先設定的電腦程式，執行規畫程序，（例如預定的運動模式，巡戈方式）

　　，以完成特定任務的自主式水下載具（Autonomous

　　UnderwaterVehicle，簡稱為AUV）等均屬之。

二、目前，世界各先進國家的海軍，對無人水下載具（UUV）的發展趨勢，傾

　　向於認為UUV之基本功能，應包括：水雷戰 （Mine Warfare）及水雷反

　　制（Mine Counter-measures 簡稱為MCM），水下監偵

　　（Survellance）情資收集　　（IntelligenceCollection），以及戰

　　術海洋學（Tactical Oceanography）。

三、不同的用途，須要不向的配賦來配合，例如：水雷反制，需要配賦高解析

　　度的合成孔經聲納（Synthetic Aperture Sonar）5，來加強其水雷偵

　　測與分類和鑑別的能力，而其共通的技術，包括：低速流體動力控制的能

　　力，以及命令和控制單元等。

　　因此，為了滿足多樣化的任務目標，並能適合於水下艱困之作業環境，

　　UUV的設計必需考量：

　　1.續航力，因此必須有高密度能量儲存及推進技術。

　　2.通訊，包含長距離接收/發射的水下通訊能力。

　　3.成熟的自適應控制能力。

　　4.自給自足的獨立導航系統。

四、未來，透過各種不同的配賦、UUV將展現不同的面貌與能力，而在水下擔

　　任不同的角色，UUV藉由聲通訊技術的提升，可以擺脫繫纜的牽拌，而自

　　由遨遊；透過能源的提升，UUV可以長久潛伏於水下，藉不同先進科技的

　　整合，UUV將扮演著水下尖兵的角色。


作者：林武文 ／永達技術學院研發處處長　　　

　

若欲索取詳細資料請參閱出版物訂購單或來電洽購，季刊每本售價新台幣200元
 　 連絡電話：02-87716708　黃郁媚小姐