2001年4月24日，美國決定軍售我8艘柴電潛艦，5月，陳總統發表談話表示欣慰，並支持潛艦在國內建造，全國各界深受鼓舞，紛紛開始摩拳擦掌，準備好好表現一番。中國造船公司於6月11日首先成立先期作業小組，展開規劃潛艦國造爭取與準備工作，檢討施工設施及機械工具，規劃接受技轉之優秀工程人員的專業訓練、物料採購及儲存等事宜。其他相關單位也表示支持與參與意願，同時投入不同程度的技術研究與開發。

　負責採購潛艦之國防部與海軍總部，雖然全力支持潛艦國造政策，但對軍售潛艦技術授權爭取，技協引進，及在國內建造等事務，遲未確認，宣稱得需視時空環境、國際情勢演變，成本效益分析及中國造船公司與全國各界對潛艦設計變更、施工設計、建造、檢驗、操作使用的技術風險而定。換言之，潛艦國造不僅是中國造船公司的 事，也是全國造船產、官、學、研、用各界的大事。

潛艦是軍方慣用的名詞，民間則以潛艇稱呼之。先進國家早在150餘年前即已將海洋技術應用於軍用潛艇上，且不斷的發展，而我國則到第二次世界大戰後才開始有購買或使用潛艇的記錄，零零星星的使用操作技術，都因軍事用途而未被廣知，潛艇的設計建造技術也被侷限保存於軍方的某些單位而不對外公開，無形之中，壓抑我國潛艇技術的發展。

　時空環境急遽改變，特別是網際網路的興盛，使得技術知識傳播無遠弗屆，凡對海洋技術在軍事上應用有興趣的人，可以透過網路的搜索引擎，很容易得到某種深度的知識，以及瞭解到更多可以買得到的技術資料或書籍，因而可以建立有系統的知識與技術基礎。本期專刊的主題排定為海洋技術在軍事上應用(潛艇技術)，限於篇幅，刊登八篇文章，分別代表國人在美國決定軍售我柴電潛艦之後的一年多以來，透過網路及參考文獻建立之知識與技術基礎，或個人工作經驗，投入潛艇技術多項研究主題的一部分，期盼各界專家學者給予鼓勵與指教。

作者：陳生平／聯合船舶設計發展中心　助理副總工程師

　台灣四面臨海，航運之發展、海洋之開發，尤其是海防之鞏固，潛艇或潛艦是不可或缺之海中工具，亦是國人長期以來極欲獲得之武器。唯潛艦系統較水面船艦複雜許多，所涉及之科技層次亦較高，需有高科技之基礎及統合能力始能開發出高性能潛艦，世界上亦僅美、蘇、德、日、荷、瑞典等先進國家具有這方面的能力。

　國內雖有造船工業基礎，也已建造出不少水面船艦，近年來亦積極從事水下技術之開發，並配合中科院從事潛體運動性能之研究，但對潛艦之研發，由於人力與基礎研究均不足，至目前為止尚無具體結果，惟以台灣之現況，對潛艦之需求確實極為迫切。針對於此，本計畫乃結合國內學術界，以分工合作之方式進行潛艦先期研究開發工作，擬以台大工程科學及海洋工程學系之現有基礎為基準，整合相關之人力及專長，對各專題進行關鍵技術之研發，並培育相關人才，以奠定國內自行發展高性能潛艦之基礎，並促使參與人員在相關研究領域上均有學術上之突破，達成國科會整合型專題研究計畫之目標。

作者：李雅榮／台灣大學工學院船舶技術研究中心主任 　　　

　潛艇結構及施工程序複雜，特別是艇體結構組合後之內部空間狹窄，施工非常不容易，故潛艇的建造期程相對冗長。潛艇建造廠的主要工作為船體結構組合焊接，艤裝結構之製造與安裝，及配合裝備供應合約商，組裝測試各種設備等。其中，船體結構施工項目有：壓力殼（含環形肋骨），壓力殼內之甲板、隔艙壁、油水艙櫃、出入口通道、水密門、艙口蓋、外殼（含加強材）、舵翼、帆罩、穿透壓力殼之各種鑄軋焊造結構物，油水櫃頂至外殼間之上甲板結構，永久壓載鉛塊，主輔機底座，鋁合金隔艙結構，絕緣防護，地板與格架，傢俱，裝璜，滑輪吊架，艇內吊眼，繫纜樁，樓梯，防護欄桿及扶手，舷梯，管路固定結構，救生設備，索具，全艦油漆及陰極防蝕鋅板等。船體結構施工可區分為「工場組合」、「大組合」與「乾塢組合」三大階段，各階段使用之機械設備、工作內容與工作方式不一，建造期間除了仰賴潛艇建造廠精湛的造船經驗與專業技術外，其他週邊相關之設計單位、機械加工協力工廠以及各裝備子合約廠商的配合，均為成功完成建造目標的要素。

　本文作者曾赴荷蘭參與我國兩艘『海龍級』潛艇的船體監造工作，經歷鋼板切割圖設繪、下料、落(放)樣、切割、組合、電焊、檢驗、噴砂、油漆、乾塢組合、乾塢焊接、氣密測試、下水、傾側試驗、碼頭試車(HAT)以及出海試車(SAT)等系列過程；為配合海洋技術在軍事上應用研討，特將工作心得提供國內相關單位與造船先進共同分享。

　潛艇設計本身為一個高度技術密集的系統工程，其中所牽涉的知識包含了船舶工程學、材料及結構力學、流體靜/動力學、水中聲學、系統工程學及機械、生化工程等，複雜程度遠遠超越水面船舶的設計。經過完整設計與建造故之潛艇，可謂之為科技與藝術的結晶。本文中僅針對潛艇結構作簡單的概述及介紹，內容包含了不同的壓力殼(pressure hull)結構剖面形狀、應力集中區、壓力殼材料和其必須滿足的條件及安全係數與壓力殼殘留應力之關係等。

　根據網際網路上獲得之德國209/1400型潛艇的一般佈置圖與相關資料，推估壓力殼合理尺寸並建立潛艇壓力殼結構之有限元素模型，採用HY-80高張力鋼為壓力殼構材，進行結構強度計算，包括靜水壓負荷之應力應變及線性挫曲(linear buckling)分析等。根據薄殼理論推估潛艇壓力殼基本板厚為25mm，當潛艇位於最大極限下潛深度為500公尺時，有限元素模型算得之最大應力發生於艏部圓筒殼及圓錐殼交接處，為507 Mpa，約為降伏應力之90%。

關鍵詞：潛艇，壓力殼，應力集中，線性挫曲

　本文探討關於潛艇噪音特性及輻射噪音問題，進而討論有關降低潛艇輻射噪音的技術；在噪音估算方面，討論一般方法及簡化模型技術的計算觀念。歐陸法國已研發出一套自發噪音監偵系統（Self-Noise Monitor System）以執行潛艇輻射噪音控制，以及用模型試驗方法研究改善潛艇目標強度（Target Strength）的成效，值得關注。

作者：李必良／益鼎公司龍門施工處

　自從呼吸管(SNORKEL)發明使用後，柴電潛艇可於呼吸管航行吃水潛航深度，透過伸出水面的呼吸管進氣閥，吸入新鮮空氣，供給柴油發電機運轉，產生電力供應電力推進系統產生推力，使潛艇航行。如果有多餘電力，可以將蓄電池充電，以備潛艇深海潛航所需之電力。

作者：劉澄宇／聯合船舶設計發展中心

　柴電潛艇潛航時，大多靠蓄電池組提供電力推進，最常用之蓄電池組為鉛酸電池。潛艇用鉛酸電池之性能雖然不斷的改進，但仍不能滿足擁有柴電潛艇國家海軍之期望，故有致力於潛艇絕氣推進系統，例如燃料電池之研究者。本文將重點討論潛艇用鉛酸電池之性能以及絕氣推進系統中之質子交換膜燃料電池特性。

　各型載具之推進動力要求必須能夠克服載具阻力，以達成其運動與推進之功能，載具減阻之最直接貢獻，即是增加載具運動速度及提高其操縱性能。為克服阻力，達到載具的運動性能要求，通常以增加推力為著眼，並可藉加大馬力輸出來克服阻力之限制；但此一方式將造成能源與成本的大量耗損。現今，各型載具大多已將其外型流線化，以降低載具之形狀阻力，然而外型之流線化相對地會造成載具表面積的增加，而使物體表面邊界層所造成的摩擦阻力比例增加；故若能以經濟可靠之方式降低表面摩擦阻力，便可使載具之總阻力有效地降低，而達到提高載具速度及減少能源的損耗，不但可提昇載具之運動性能，更可節約能源。

作者：吳聖儒／聯合船舶設計發展中心　　　

　本文之目的在於簡述莢式推進器流場計算的方法與結果，並討論由此延伸至水下載具流場計算的可能性。在眾多新型推進器陸續出現之際，莢式推進器近來成為各螺槳廠及主機廠大力發展與推動的一項產品，其所具有之效率、舒適、控制性及船艙佈置上的優點使其成為發展性甚高的新型推進器，因此發展一流場計算方法有其必要。本文敘述兩種計算方法，一是在勢流假設下，應用多元件邊界元素法進行計算，一是考慮黏性效應，應用黏性流RANS程式計算流場，善加應用兩者的計算結果，可以有效達到流場預估的目的。莢式推進器在流力、幾何特性上與水下載具相當類似，因此莢式推進器的計算經驗是可以延伸至水下載具流場計算的。

關鍵詞：莢式推進器、水下載具、RANS、邊界元素

作者：周顯光／聯合船舶設計發展中心