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發表時間 : 2007-12-01 11:15:13
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臺馬輪船體結構之探討 --閱讀人次 : 2997

  再次感謝馬資網網友對縣府交通局上載之「新臺馬輪-縣府目前分析資料」中有關「船體太軟」部分提出質疑加入討論。
  在探討臺馬輪時,我們可以先彙整一下臺馬輪有那些重要的特性,茲臚列如下:
  1.原屬內海渡輪
  2.高齡(22年)中古船
  3.目前航行區域為台灣海峽
  4.以客運為主
  5.臺馬間基本交通工具
  6.虧損營運
  7.對馬祖地區貢獻匪淺
  8.配合政府政策
  臺馬輪就是因屬內海渡輪,為能航行於台灣海峽,後來加裝設計平衡翼,因而提升其適航性,減少Pitching and Rolling,但實際航行於台灣海峽時仍無法避免產生Hogging and Sagging現象,這與合富輪作實質比較時即可得知。至於船體結構設計問題,因涉及更深的細部規劃專業領域與模型的實驗與分析,能從原設計規劃者或造船廠商那兒取得資料,來作解析就更具體了。
  在船舯附近的鋼板產生裂縫,從上甲板(停機坪)延伸至船艙(商務艙與頭等艙),經查雖在大修時有重新銲過,該區段仍會產生裂縫,所生原因照目前所知有二:(1)與Hogging and Sagging有關;(2)因屬整修加蓋部分與整體結構有關。總之,由於它是屬於局部小區域之有限裂縫,不影響船體安全。所以「九級浪以上不開船」與它無關,這是縣府要面對的航安責任,須同時考量船齡、適航性及疏運需求,原則上在北部海面海象最大陣風九級以上得予停航。
  本府於92年11月為購建新臺馬輪特檢陳交通部「購建新臺馬輪期末報告書」,交通部隨即函請基隆港務局就臺馬輪船齡達法令規定折舊年限作釐清,93年8月基隆港務局函請本府提供具體完整之建造、財務、營運及管理計畫。囿於本府人力有限,又無是項專才,在自有財源不足下,惠請交通部提供該等計畫補助經費,俾利委外辦理,即就是目前台大團隊所作之「購建新臺馬輪之建造、財務、營運及管理計畫書」。這代表著爭取購建新臺馬輪不是單純的就技術面的其中一環,而是很多面向及過程,在此不贅述。
  另外我們也對新臺馬輪「耗油」作補充說明:
  由於船舶航速最主要的因素是船舶的阻力,然而船體阻力係數與福勞德數(Froude Number Fr)有關係,這些術語未必是大家有興趣的,可是它就是直接影響之因素。在福勞德數為0.5時船體的總阻力係數有一峯值,因此所有船舶的設計船速都會避開此峯值的附近,一般而言,速度範圍都會落在 Fr<0.35或者 Fr> 0.65。下面為單體新臺馬輪引擎馬力預估表:

Fr   Rt/disp 船速  總阻力(Kg) 有效馬力 DHP(0.65) 引擎馬力
0.324 0.015  20.0  57000   7861   12094   14655
0.405 0.029  25.0  110200  18996  29224   35413
0.486 0.050  30.0  190000  39307  60472   73277
0.567 0.063  35.0  239400  57775  88885   107708
0.648 0.070  40.0  266000  73383  112898   136805

  由上表得知,船速30節之Fr為0.486,其有效馬力高達39307,顯示出它是最耗油的航速,因為船速僅是20節的1.5倍,其有效馬力確要20節時的5倍;另一當船速40節之Fr為0.648,其有效馬力為73383,即船速是20節的2倍,其有效馬力則為20節時的9~10倍,倍增梯度較緩和。
至於主機所需之燃油費用可依照下列公式來計算:
主機燃油消耗量等於主機燃油消耗率乘上主機馬力再乘上航行時間即得之。
  就一般而論,當船速增加至30節以上時,其所需主機馬力將快速增大,簡便的算式就是馬力至少隨速度的三次方在增加,又由於馬力與耗油量成正比,所以當船舶以20節為基準提升至40節時,在相同之航程,其主機燃油費用成本至少會增加四倍以上。



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