国舰国造需要怎样的国家级船模实验室?(三)未来船模实验室的发展建议

陈政宏/成功大学系统及船舶机电工程学系副教授

无论是国海院未来的国家船模实验室,还是科技、国防两部「学研中心计划中船舰及水下载具性能测试与验证方面需要加强基础研发能量,如果未来有比较大型的国家级实验室,除了实验技术面的精进与挑战外,选址以及如何规划经营管理将会是更重要的。

水槽选址宜重新考量

船模实验设施需要考虑的重要因素至少包括:邻近业界设计单位、船厂、船东多半在高雄)的程度、与教学研究社群的邻近程度(海大台大、成大、高科大、海洋产业船舶发展中心)、交通便利性(人员与模型运输往来)、地质与天灾的风险、土地取得及兴建成本等。

新建水槽地点的地质考量:无论是深水池、拖航水槽、运动性能水槽等,建议还是找地质较好的地方,无论是从国内经验或国外的经验,最好能直接座落在岩盘上比较稳固、不会改变,完工后的沉陷较少、较均匀,或大地震后的影响较小。美国海军1930年代兴建David Taylor水槽时曾在华府近郊考量数十个地点,最后择定的现址就是基于岩盘考量。

另外,考量空蚀水槽位于基隆,其他实验场地都可能在南部,因为运送螺桨模型(约25cm直径)比运送船模(长4~8m)容易、方便、易保密,且考量与海军、台船造船产业较近,也有成大、高科大等相关科系可支援,让大部分实验场地都位于台南、高雄一带是比较合理的选择。

▲兴达港1956年老地图套叠可知该处原为浅滩盐田。(图/翻摄于网路

至于兴达港,国海院目前规划的基地位于北侧,用中研院百年历史地图套叠比对1956年地图、1970的航照图后,可以发现此处以前是浅滩、泥地、盐田,地质似乎不良。

由内政部土壤液化潜势图查询,此处也是中度风险区域。而岩盘深度需相关探测报告才能得知,但由沿海相似场址的经验推估,应该很深。

因此为了避免多花钱进行土质改良工程,而结果仍须面对完工后需长期等待地质状况稳定的风险,如上海交大的案例般,或许应该另外选择有稳定地质,且岩盘离地表较浅的地点为宜。

▲兴达港1970年航照图套叠可知该处原为浅滩、盐田。(图/翻摄自网路)

例如成大拖航水槽位于台南市东区高地上,岩盘位于地下十几公尺处,相当于一般校舍大楼地下室开挖深度而已,且以其完工二十余年的经验看来相当稳定,就是比较理想的地点。

▲兴达港土壤液化潜势图可知目前规画场址为中潜势区。(图/翻摄自网路)

但因此处已无大面积校地可供使用,需要另寻他处。目前看来,有些可能场址可以深入评估:成大归仁校区、台南高铁站周遭、台南高雄地区的台糖农场、原日本海军凤山无线电信所东侧、凤山的几处军校、左营军区等,似乎都可再深入评估。

经营模式

基于前文所述我国目前已有的相关实验室情形,未来有几种可能的规划。但无论哪种模式,前提是须支持其所属管理单位编列充足的建置经费,以及未来每年的年度人事、保养维护、研究经费的预算,以维护长年成熟运作

但其风险也在于此,如果未来海军、造船业界、主要的公、民船东没有想要在造船设计上持续进步、保持国轮国造国舰国造政策的话,使用这些实验设备的研究需求就会过低,导致技术人员仪器设备维护的困难。

▲近日因蓝委质疑,兴达港「国家船模实验室」的兴建是否将受高雄市政府主导BOT案影响,连带使该案受到舆论关注。(图/记者林敬旻摄)

相关的基础船舶科学研究经费也需要长期稳定,在没有船舶设计案需要验证时,也需提供实验室维持研究人员、技术人员、仪器设备得以保持水准的最低限度费用。以下简述几种可的模式。

(A)新建完整的国家级船舶实验研究中心

由国家海洋研究院编列充足预算,新建一整套可比照外国知名水槽,规模甚至超前的国家级拖航水槽。

这种模式的好处是所有的仪器设备可以用最新最好的,但缺点是总经费较为庞大。

理想中的尺寸,拖航水槽长350~400m、宽16m深 6m;耐海及运动性能水槽长约120~150m、宽40m深 6m;空蚀水槽则与海大目前的大型水槽相同。

在此方案中,成大及台大的水槽维持原样,可做为上述国家水槽的备援;但对学校而言,应该对外接案应该会受影响而减少,增加长期经营的挑战。行政上,此方案与各校无关,比较简单。

(B)与大学合营

为了节省经费、提高维护的效率与使用的可靠性,与有水槽使用管理经验的大学合作是另个可行的方案,具体来说可能有两种模式:(B1)合组法人或公司,共同管理;与(B2)委托大学经营。

但学校每年一~两次,各自不超过一周的教学活动,仍需有优先使用权

(B1)由提供既有实验设施的学校(如成大拖航水槽、海大空蚀水槽)与海研院合组公司或非营利法人机构,并依照各自贡献的合理比例分配股份及董事席次

新建的耐海及运动性能水槽及其他各地既有设备交由此新单位经营管理,维护、人事费用亦同。此种方式需要较长时间讨论规画细节,但在目前法规架构下已经可行。

(B2)由国海院与各校签订长期合约,国海院提供人事编制与经费、基础维护费、年度研究计划等,委托大学经营管理,并有优先研究使用权。

名义上双方合组此实验研究中心,且人事权属海研院,实际运作上与各校管理者共同管理。此方案牵涉较复杂的人事、财务、事务管理的权责安排,以及现有法规架构是否足够的问题,需要研究厘清。(C)委托大学合作研究

将成大拖航水槽、海大空蚀水槽,以及未来新建的耐海及运动性能水槽租给有造船科系的大学后,国海院作为单纯的长期特约使用客户,享有最优先研究使用权,每年有固定长度的使用时间,而须每年提供足额之研究计划、基本保养费用、人事费给学校方执行,其余水槽管理方式由学校自主。

此项优点是不涉及产权、管理权、人事权的安排,只有长期合约的关系,为目前一般委托研究计划的延长版。

无论哪种经营模式,最重要的是政府需要有长期发展造船工业的决心,在相关部门(无论是海军、海巡署、交通部及地方政府)担任各类公务船或交通船船东的角色时,能够坚持由国内自主设计、建造、评估改良的良性循环;国海院也能扮演类似工研院、中研院的角色,长期编列基础与应用研究经费,提供院内研究单位、院外学界及业界研究经费。这些钱及人力编制只要有一定最小数量,不需要很多,但要长期且稳定,以形成健康的学术及专业社群。

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