台灣四面環海，對外貿易為我國計民生之所繫，因此，維持順暢安全的海上交通實為我國軍最主要的任務，鑒於中共近年來不斷擴充其潛艦兵力，導致台海水下武力嚴重失衡，由於以潛制潛乃是水下防衛作戰最佳的指導原則，因此，潛艦乃是國人最殷切盼望的主要防衛性武器，有鑒於潛艦之高度敏感性及其技術層次的錯綜複雜，本其潛艦國造專輯，特別邀請台大李雅蓉教授等，介紹「國內潛艦技術之研製現況與展望」，俾讓國人一虧其堂奧，並分享該團隊程元如何結合產學研究的心路旅程。大葉大學的梁卓中副院長介紹「小型水下載具子型研製可行性評估之研究」，永達技術學院的林武文教授，介紹「潛艦偵測系統的最新發展」，台北科技大學的古碧源教授的「無人水面載具測深作業儀器之選用與數據整合」，均是學術界對水下載具探索的知識分享，中正理工學院的夏曉文教授，介紹「高壓空氣系統在潛艇上之應用與未來發展趨勢」，則是對高壓空氣應用在潛艇的未來趨勢有很深入的分析，此外，成功大學的涂季平教授，則與大家分享他的「水下潛航器國外參訪報告」。至於成功大學的吳立中教授等，則介紹「潛艦作戰環境中海況觀測之研究」。至於中山大學的王兆璋、陳信宏教授，則介紹海下技術研究所的ROV設備。而台大的郭振華教授，則介紹ROV在水下檢測作業的經驗。相信以上之拋磚引玉，未來將引起國人對水下潛航器的認識及高度之興趣，也希望更多的國人能投入水下技術的研究行列，為我國的水下防禦貢獻一份心力。

作者：林武文／ 永達技術學院電子工程系 教授兼學術副校長

　　台灣為海島型國家，天然物資缺乏，國防、民生與經濟發展皆仰賴進出口，對外貿易遂成為我經濟之主導因素，因此海上交通線實為我經濟命脈，而為鞏固及維護領海航運安全、帶動振興國內工商界產業景氣及積極開發未來海洋資源、觀光等因素，海防力量之提昇係刻不容緩。但囿於現實的國際政治環境，外購武器獲得相當困難，政府也正積極籌建自主之國防科技研發能力，並加強前瞻性關鍵技術與系統科學研究，另透過國防科技發展體系，來厚植民間科技能量，同時也希望藉由軍事重大外購案，引進關鍵技術以達成提升整體國防科技工業水準與獨立自主的目標，同時也可振興國內經濟。

　　近幾年來，中共海軍正不斷進行一連串整建計畫，以增強其制海作戰能力，並對潛艦兵力發展不遺餘力，除自行研發○九三型常規導彈潛艦及○九四型核動力潛艦外，更自俄羅斯購得二艘八七七型K級傳統潛艦納入戰鬥序列，在中共數量龐大潛艦(夏級核動力戰略飛彈潛艦一艘、漢級核動力攻擊潛艦五艘、包含俄製K級潛艦四艘在內的常軌潛艦58艘，合計64艘潛艦)威脅下，更突顯我方潛艦兵力之不足。我國目前潛艦數量僅4艘，其中海獅、海豹為一九七三年接收美軍第二次大戰末期所建造的Guppy II級潛艦服勤已超過半世紀，另二艘為一九八七年向荷蘭購置的旗魚級改良型攻擊潛艦海龍、海虎號，服勤也已逾10年。由此可知，我國整體海防之能力相當不足，急待提昇我國潛艦戰鬥兵力，以有效執行反封鎖之水下作戰。

作者：李雅榮／台灣大學工學院船舶技術研究中心主任 　　　

　隨著人類對海洋資源需求的日益迫切，先進國家莫不投入大量的資源來加入海洋與水下載具研究開發的行列。台灣四面環海，依台灣海峽海底地形及周邊海域深度，並不適合大型潛艦活動，而以性能先進的小潛艇來進行魚雷突擊、敵後滲透及港口佈雷等戰術運用較符合台海作戰所需。因而，基於經濟、科學以及軍事上的理由，水下載具技術之研發實為自力研製軍用潛艇之先驅。

　然潛艦技術能量之建立，需要長期且有系統、有計畫的累積經驗始能有成，亦需要集合產官學研用等各界的力量與共識才能落實。如何有效整合國內各界專業能量與充分發揮推動機制，以及後續關鍵技術之掌握與建立，並緩步踏實的建立起國內潛艦自主的技術能量，實為本文之初衷。

關鍵字：水下載具、潛艇、可行性評估

作者：梁卓中／大葉大學機械暨自動化工程學系 教授

　　　李雅榮／國立台灣大學工程科學及海洋工程學系 教授

　　　任展勇／國防大學中正理工學院國防科學研究所系統工程組

　由於海洋環境的詭譎多變，使得航行於其中的潛艦，必須具備良好的偵測系統，始能遨遊四海，進而成為海中蛟龍。聲納是潛艦最重要的偵測系統，本文主要是探討潛艦陣列聲納的最新發展。

　最近幾年，由於匿跡技術的發展，使得潛艦的偵測系統有朝低頻陣列發展的趨勢，壓電高分子聚合物與光纖成為新的熱門材料，而光纖通訊的普及，也帶動光纖水中聽音器有許多突破性的進展，而成為各國海軍所使用。

關鍵字：潛艦、偵測系統、陣列聲納

　本文介紹使用無人水面載具執行水域測深時，相關量測儀器數據之特性剖析與選用法則，以及個別量測輸出數據應如何整合以消彌延遲，提升解算水深測量之精確度。水域測深作業時必須同時整合多種之測量數據，包含水平定位、垂直測深、湧浪、傾角、潮位等，以精確解算測點之水深。否則因各數據量測先後之時間差，往往造成湧浪、傾角等補償計算結果反而產生無法修正之誤差。高精度之測深儀大多具備整合相關儀器數據之功能，但其體積與重量皆非小尺寸無人水面載具所能乘載。本文目的即在探討如何選用適當之定位、測深、湧浪、傾角、潮位等儀器，以配合無人水面載具之特性與酬載，同時應如何將各相關儀器所輸出之數據整合傳輸，提供資料處理程式精確之原始數據，以進行載具導航與水深解算，期能得到與高精度測深儀相同之高品質數據。事實上，本研究之成果亦可用於利用一般船隻執行水域測深時有效利用較低價位之個別儀器來獲致與高精度測深儀相同之高品質數據，並可應用於其餘必須同時執行多種量測的海域測量。

　高壓空氣在潛艇上有著重要且廣泛的用途，舉凡壓載控制、魚雷裝填、引擎啟動，以及控制與呼吸空氣等操作均與高壓空氣密不可分。現代化的潛艇在增進其性能的同時，對於高壓空氣壓縮系統的科技需求也越加殷切。

　本文對於壓縮機在減少維修率、增加可靠度、減小尺寸與重量、以及最為重要的降低噪音等方面，討論其設計與技術的演進。此外，為顧及海軍對於高壓空氣「最佳品質」的需求，有關壓縮機的基本設計與附屬裝備，以及現代化控制技術應用在空氣系統的保護與壓縮機狀況的監視，也將一併提及。

關鍵字：高壓空氣系統、潛艇、壓縮機

作者：夏曉文、吳聖儒／ 國防大學中正理工學院 造船系

　　　嚴祖煦／國防大學中正理工學院 國防科學研究所

　由於國內在水下潛航器關鍵技術之研究尚落後歐美日等國一大段，因此趁此海洋環境及工程技術研究中心剛成立之初，由成大與中山大學相關領域之教授學者組團，分別前往美國及日本著名的幾個相關基礎研發與應用研究單位參觀，以了解研發水下載具的相關技術與周邊各項所須之配套措施，同時諮詢研發方向、進程及方式，同時尋求未來與其進行合作研究之可能性，並討論進行之方法。

　海況觀測是瞭解海洋的方法之一，微波雷達為近代新興的海況遙測工具之一，本文目的在於探討利用微波雷達觀測海況之準確性。從現場試驗研究結果得知，微波雷達觀測影像品質會受到降雨以及風速風向等外在氣象因子之影響，本研究透過資料品管並依據風速風向資料對雷達影像分類，分別率定不同氣象條件之雷達回波訊號，分析結果顯示此處理方法可使雷達測波之準確度提昇至50公分。

作者：吳立中／國立成功大學水利及海洋工程學系博士班研究生

　　　董東璟／國立成功大學近海水文中心博士後助理研究員

　　　高家俊／國立成功大學水利及海洋工程學系教授兼近海水文中心主任

　　　張國強／經濟部水利署水文技術組簡任工程師

　　中山大學海下技術研究所目前擁有的無人遙控潛器為ROV Seamor，它是於2003年四月自加拿大Inuktun Services Ltd. 採購的一台開放架構輕型ROV，其外型如圖1所示。ROV Seamor系統除了潛器本體之外，還包括150公尺之中性浮力電纜與絞盤、電源供應器、以及控制器，如圖2所示。ROV Seamaor配備一具可縮放之彩色CCD攝影機、100W可調亮度燈光、壓力計、陀螺儀、以及四具推進器，每具推進器之最大輸出推力為3kg，其中右舷與左舷水平推進器負責控制潛器之前後運動與轉彎，另外兩個垂直推進器則控制潛器升降與側移運動，其最高航速可達3節，作業耐壓深度為300公尺。此外，ROV Seamor還具備自動定深（Auto depth）和自動定向（Auto heading）的功能。其控制命令與潛器狀態資料是利用RS-485通訊介面進行傳輸，而攝影機視訊則利用光纖傳輸。其可配備的附件包括環場掃瞄聲納（Scanning sonar）、超短基線水下定位系統、機械手臂等，而且感測器資料皆可透過RS-232通訊協定取得，在輕型低價位ROV中其功能可算相當完備。ROV Seamor之其他詳細規格如表1所示。

　本文介紹台大工程科學及海洋工程系在遙控水下作業載具之研發經驗。本系歷年在遙控水下作業載具研究之主題有：水下遙控載具『海影號』實驗機之設計、製作、及導航控制，影像伺服系統應用於水下管線追蹤等。這些研究之具體成果有：ROV原型機「海影一號」及『海影二號」、ROV低速徘徊／定位控制系統之設計與測試、影像拼嵌技術研發與驗證等。

　一個完整的遙控水下作業載具工作團隊包含遙控式潛艇，及其作業船及吊裝設備等，並需有適宜之水下檢測作業施行程序，在潛水人員的配合下，方能達成設定之工作目標，並蒐集到可用的資訊。有鑑於一般商品遙控式潛艇多不具有水下定位的能力，本系研究重點在於整合遙控式潛艇之水下定位及自動控制功能，經由港灣水下測試，以驗證配備水下定位儀器之遙控式潛艇具有增進工作效率、提高資料可信度等優點。藉由研究計畫之執行，可達到提升學界、產業界在水下技術的實務能力，以及人才培育、技術生根的目標。本系參與的學生可獲得遙控潛艇系統在海域作業的經驗、並獲得對遙控潛艇系統設計之完整認識、瞭解水下作業之需求及重點。未來可以此為基礎，進一步建立水下自動化作業系統設計之能力。