▲日前，國防部長邱國正坦言潛艦國造遇到問題。（圖／翻攝自YouTube／國會頻道）
●王志鵬／備役海軍上校，現為中華經略國防知識協會研究員
潛艦設計建造時 考量噸位和浮力的問題
2018年7月20日，外國媒體曾經報導，西班牙自製的S-80型潛艦，設計時曾因小數點放錯一位，導致建造後的艦體比預期重了125噸，因有下潛後無法上浮的風險，最後西班牙海軍決定將潛艦長度增加10公尺達到81公尺，排水量則增加到3,000噸，並重新命名為S-80 Plus型。但是重新加長之後，卻才發現無法停靠在最長78公尺的Cartagena碼頭海軍基地，西班牙國防部只好再花1,600萬歐元（約5.6億台幣）疏通、擴建碼頭和港口。之後評估每艘S-80 Plus型潛艦的成本，超過10億歐元（約355億台幣）以上，幾乎是原計畫評估的2倍。
▲西班牙自製的S-80型潛艦。（圖／網址）
潛艦噸位與浮力相關定義與評估
年前長者諮詢個人，我們的首艘國造潛艦會不會也發生此種情況和問題？我首先的回答：「如果是曾經建造過潛艦，且擁有已經成熟設計潛艦藍圖的國家，建造風險確實會比較低，但是對於未曾建造潛艦的國家，所要建造的潛艦又是全新的設計，那風險就會相當的高。」
這個問題實在很複雜，也很難回答，大多數非潛艦專業的人確實要先行了解，潛艦噸位與浮力相關的基本定義。潛艦的「排水量」是最初基本的重要參數之一，也是設計、計算和建造的依據，潛艦各種狀態的排水量必須依照建造的各階段，逐步進行精準的估算。
首先是「空載排水量」（或可稱為塢內排水量），係指完成建造的潛艦，裝載任務需求中所規定的裝備、機械、裝置、系統、設備，但是不包含人員、武器彈藥、補給品、食物、淡水、燃油和滑油在內的排水量。其次是「正常排水）量」（或可稱為水面排水量)，是潛艦裝備齊全，包含固體壓載、裝備、配件、系統中的所有液體負荷，並按設計規定，搭載全部人員、淡水、蒸餾水、燃油、滑油、食物、彈藥、補給品等，以及均衡初水量可變動的負載的排水量。再者是「全燃油負載排水量」，即正常排水量，再加上在設計限制內的全部燃油、滑油、淡水、蒸餾水和糧食的重量總和。進一步則是「水下排水量」，也就是正常排水量與所有主排水櫃的總排水量，由於可以透過潛艦上浮和下潛的計算，可以獲得下潛後的排水量即是「正常排水量＋預備浮力」。最後就是「水下全排水量」，是最後潛艦壓力殼與外部附加的艦體所排除海水的總排水量，此重量計算等於是水下排水量再加上非水密部分艦體的全部排水量的總值。
初步設計、細部建造和滾動式精密計算
而現行國際間設計建造的柴電潛艦，雖然武器、裝備、噸位、排水量與性能各有不同與差異，但是在一般初步的設計比例上，還是有其初始值，現代柴電潛艦的重量、容積、分布的比例（在攝氏25°C情況下），有效負載約佔重量9%、容積28%，艦體結構約佔重量43%，主機與輔機約佔重量35%、容積56%，居住艙間與相關設施約佔重量9%、容積11%，必要料件與備品約佔重量1%、容積5%，固體壓載約佔重量8%。
由於各國設計自身的潛艦過程均屬機密，因此也就無法得知其詳細的數值，雖然多年來，個人依據國際間不同的潛艦研究學術資料與專書，對此也有所認知，但也只能描述該略。一般而言，在建造過程，全艦各裝備與原先預估的誤差率必須壓縮在正負±2以內，設計能力愈精準的國家，可壓縮至±0.5至1之間。而其中特別是「預備浮力」與「固定壓載」之間密切的關係，預備浮力一般設計在排水量的15至25%，此定值非越大就越好，因為會過輕而無法下潛；在建造完成之後，會在進行仔細的估算「正常排水量」（包含全艦的螺絲、管路、電纜線、油漆以及焊接所增加的總重量），而「預備浮力」則會保留在15至20%之間。在首次執行下潛之前，會再次精算調整固定壓載，以增加預備浮力2至3%，使全艦壓載與排水量更輕一些，也就是更安全一些，這也就是當時民進黨陳姓立法委員曾經嘲笑我首艘劍龍級海龍號，在荷蘭首次下潛時卻發生無法下潛的情況，其實這就是他根本不懂，在潛艦返港之後，再重新調整「固定壓載」即可。
▲台製潛艦造船供應鏈。（圖／王志鵬提供）
上述的各階段排水量，自初步設計、細部設計、實際建造，到各測試階段都必須循序進行實際的評估計算，而這樣的複雜計算多是採取「滾動式精密計算」，一步一步都不能馬虎，否則後果會很慘，導致「過重不敢下潛、過輕卻也下潛不了」的情況，要重新調整卻只有「切割：增加船段以再擴大排水量」和「減輕：捨棄部分裝備與性能」的二種選擇了！近期依據媒體轉述國防部、海軍與台船公司的報導，潛艦國造在2021年11月安放龍骨儀式之後，採取每日雙班加速建造模式，期能在2024年提前完成下水，這種作法確實令人擔憂，只要任何一階段有些微細節未能精準掌控，必然就會於建造完成下水之際，才驚覺「排水量」（噸位）已經發生上述的誤差問題。
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我們想讓你知道…潛艦自初步、細部設計、實際建造，到各測試階段，都須循序進行實際的評估計算，而這樣的複雜計算多採取「滾動式精密計算」，一步一步都不能馬虎，否則後果會很慘。