國艦國造需要怎樣的國家級船模實驗室?(三)未來船模實驗室的發展建議

我們想讓你知道…無論哪種經營模式,最重要的是政府需要有長期發展造船工業的決心,在相關部門(無論是海軍、海巡署、交通部及地方政府)擔任各類公務船或交通船船東的角色時,能夠堅持由國內自主設計、建造、評估改良的良性循環。

● 陳政宏/成功大學系統及船舶機電工程學系副教授

無論是國海院未來的國家及船模實驗室,還是科技、國防兩部「學研中心」計畫中船艦及水下載具性能測試與驗證方面需要加強基礎研發能量,如果未來有比較大型的國家級實驗室,除了實驗技術面的精進與挑戰外,選址以及如何規劃、經營、管理將會是更重要的。

新水槽選址宜重新考量

船模實驗設施需要考慮的重要因素至少包括:鄰近業界(設計單位、船廠、船東多半在高雄)的程度、與教學研究社群的鄰近程度(海大、台大、成大、高科大、海洋產業船舶發展中心)、交通便利性(人員與模型運輸往來)、地質與天災的風險、土地取得及興建成本等。

新建水槽地點的地質考量:無論是深水池、拖航水槽、運動性能水槽等,建議還是找地質較好的地方,無論是從國內經驗或國外的經驗,最好能直接座落在岩盤上比較穩固、不會改變,完工後的沉陷較少、較均勻,或大地震後的影響較小。美國海軍1930年代興建David Taylor水槽時曾在華府近郊考量數十個地點,最後擇定的現址就是基於岩盤考量。

另外,考量空蝕水槽位於基隆,其他實驗場地都可能在南部,因為運送螺槳模型(約25cm直徑)比運送船模(長4~8m)容易、方便、易保密,且考量與海軍、台船等造船產業較近,也有成大、高科大等相關科系可支援,讓大部分實驗場地都位於台南、高雄一帶是比較合理的選擇。

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▲興達港1956年老地圖套疊可知該處原為淺灘、鹽田。(圖/翻攝於網路)

至於興達港,國海院目前規劃的基地位於北側,用中研院百年歷史地圖套疊比對1956年地圖、1970的航照圖後,可以發現此處以前是淺灘、泥地、鹽田,地質似乎不良

由內政部土壤液化潛勢圖查詢,此處也是中度風險區域。而岩盤深度需相關探測報告才能得知,但由沿海相似場址的經驗推估,應該很深。

因此為了避免多花錢進行土質改良工程,而結果仍須面對完工後需長期等待地質狀況穩定的風險,如上海交大的案例般,或許應該另外選擇有穩定地質,且岩盤離地表較淺的地點為宜。

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▲興達港1970年航照圖套疊可知該處原為淺灘、鹽田。(圖/翻攝自網路)

例如成大拖航水槽位於台南市東區高地上,岩盤位於地下十幾公尺處,相當於一般校舍大樓地下室開挖深度而已,且以其完工二十餘年的經驗看來相當穩定,就是比較理想的地點。

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▲興達港土壤液化潛勢圖可知目前規畫場址為中潛勢區。(圖/翻攝自網路)

但因此處已無大面積校地可供使用,需要另尋他處。目前看來,有些可能場址可以深入評估:成大歸仁校區、台南高鐵站周遭、台南高雄地區的台糖農場、原日本海軍鳳山無線電信所東側、鳳山的幾處軍校、左營軍區等,似乎都可再深入評估。

經營模式

基於前文所述我國目前已有的相關實驗室情形,未來有幾種可能的規劃。但無論哪種模式,前提是須支持其所屬管理單位編列充足的建置經費,以及未來每年的年度人事、保養維護、研究經費的預算,以維護長年成熟運作。

但其風險也在於此,如果未來海軍、造船業界、主要的公、民船東沒有想要在造船設計上持續進步、保持國輪國造、國艦國造政策的話,使用這些實驗設備的研究需求就會過低,導致技術人員、儀器設備維護的困難。

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▲近日因藍委質疑,興達港「國家船模實驗室」的興建是否將受高雄市政府主導BOT案影響,連帶使該案受到輿論關注。(圖/記者林敬旻攝)

相關的基礎船舶科學研究經費也需要長期穩定,在沒有船舶設計案需要驗證時,也需提供實驗室維持研究人員、技術人員、儀器設備得以保持水準的最低限度費用。以下簡述幾種可的模式。

(A)新建完整的國家級船舶實驗研究中心

由國家海洋研究院編列充足預算,新建一整套可比照外國知名水槽,規模甚至超前的國家級拖航水槽。

這種模式的好處是所有的儀器設備可以用最新最好的,但缺點是總經費較為龐大。

理想中的尺寸,拖航水槽長350~400m、寬16m深 6m;耐海及運動性能水槽長約120~150m、寬40m深 6m;空蝕水槽則與海大目前的大型水槽相同。

在此方案中,成大及台大的水槽維持原樣,可做為上述國家水槽的備援;但對學校而言,應該對外接案應該會受影響而減少,增加長期經營的挑戰。行政上,此方案與各校無關,比較簡單。

(B)與大學合營

為了節省經費、提高維護的效率與使用的可靠性,與有水槽使用管理經驗的大學合作是另個可行的方案,具體來說可能有兩種模式:(B1)合組法人或公司,共同管理;與(B2)委託大學經營。

但學校每年一~兩次,各自不超過一週的教學活動,仍需有優先使用權。

(B1)由提供既有實驗設施的學校(如成大拖航水槽、海大空蝕水槽)與海研院合組公司或非營利法人機構,並依照各自貢獻的合理比例分配股份及董事席次。

新建的耐海及運動性能水槽及其他各地既有設備交由此新單位經營管理,維護、人事費用亦同。此種方式需要較長時間討論規畫細節,但在目前法規架構下已經可行。

(B2)由國海院與各校簽訂長期合約,國海院提供人事編制與經費、基礎維護費、年度研究計畫等,委託大學經營管理,並有優先研究使用權。

名義上雙方合組此實驗研究中心,且人事權屬海研院,實際運作上與各校管理者共同管理。此方案牽涉較複雜的人事、財務、事務管理的權責安排,以及現有法規架構是否足夠的問題,需要研究釐清。

(C)委託大學合作研究

將成大拖航水槽、海大空蝕水槽,以及未來新建的耐海及運動性能水槽租給有造船科系的大學後,國海院作為單純的長期特約使用客戶,享有最優先研究使用權,每年有固定長度的使用時間,而須每年提供足額之研究計畫、基本保養費用、人事費給學校方執行,其餘水槽管理方式由學校自主。

此項優點是不涉及產權、管理權、人事權的安排,只有長期合約的關係,為目前一般委託研究計劃的延長版。

無論哪種經營模式,最重要的是政府需要有長期發展造船工業的決心,在相關部門(無論是海軍、海巡署、交通部及地方政府)擔任各類公務船或交通船船東的角色時,能夠堅持由國內自主設計、建造、評估改良的良性循環;國海院也能扮演類似工研院、中研院的角色,長期編列基礎與應用研究經費,提供院內研究單位、院外學界及業界研究經費。這些錢及人力編制只要有一定最小數量,不需要很多,但要長期且穩定,以形成健康的學術及專業社群。

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