底圖為南台灣1:400 000海圖

 
帆船理論與實務Theory and Practice of Yachting 劉寧生/郭廷祥合著
 

選擇一艘合用的重型帆船 (Choosing keel boat)

玻璃纖維製重型帆船 (fiberglass keel boat)

臺北市帆船協會 2006/3/5

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選擇的觀念: 帆船無所謂好壞,重點在合不合用。

討論範圍:適用於 最常見的玻璃纖維製,並備有壓艙物的重型帆船 keel boat作為沿岸航行及越洋航行之用。

討論目的:在幫助我們能知道如何理智的掌握大原則,面對幾乎完全陌生或並不熟悉的事物,但又被迫做重大抉擇。

講者(筆者)以多年經驗並盡力蒐錄資料提供給大家分享,衷心地希望能對你(妳)有所幫助。

我們應該要有足夠的知識(軟體)以辦認硬體(船),或更聰明地尋求有足夠知識、技術、經驗的人協助。

選擇第一步驟 (Choosing keel boat part 1)

當您站在「船」前,首先您必須想像這艘船好像己完全被剝光,將所有的東西都移出船外,現在、您只見到:

船殼、龍骨、甲板、駕駛艙、水底閥門、管線、支索基座板 (chain plate)、所有的絞盤及支索基座背板(backing plate)、索具等。

如這是您生平第一遭選船,建議您最好應特別注意:

千萬不要被光鮮亮麗的外表迷惑,而只見其設計、結構、及建造品質。

仔細查看甲板與船殼結合處,而不是發亮的不鏽鋼廚具或窗簾的花色。這船的設計合您的目的?或這只是艘廉價船 (cheaply build boat)。

船隻的大小不見得與航行安全與否成正比,但造價低廉的船則往往如此,選用小但質優、設計合宜的船較易操控且更能面對惡劣天候。較大但造價低廉的船或許看來美觀而給您一個錯誤的印象,誤導您走入完全錯誤的方向。

即使您只打算將來只作短程的沿岸航行,造價低廉的船看來或許不致造成什麼問題,但請您千萬不要忘記您仍將面對東北季風及西南季風,而且船上所有的生命都維繫在您所作的選擇上。

最重要的幾個重點:

1. 虛心的認知自己對船的知識及技術

2. 您將如何使用她(何種類型的航行)

3. 在什麼水域航行

4. 知道這艘船的數據

5. 知道這艘船的設計(知道設計師的理念,是為了什麼類型的航行設計)

6. 最後也是最重要的是絕對冷靜的衡量(Evaluate the boat passionlessly)

註:

許多造船廠嘗試造出一些多功能用船,希望能滿足所有的客人,一艘萬能船。但事實上行不通,而往往表現結果是都不理想。

船殼、舵、龍骨是最重要的基件,選船的要件是先仔細查看其設計及基本結構是否適合您。

瞭解那些部份是無法改變或無法加強的 /可改變可加強的,而那些無法改變的部份最應該特別注意:

•  甲板 / 船殼/ 尤其是甲板與船殼的連接處裡/ 駕駛艙及龍骨/ 舵

•  支索基座背板 (backing plate )

我們更應從法斯耐特 Fastnet force 10慘痛的教訓學習,不幸的是前人的寶貴經驗,今日似乎早已被人淡化,但我寧願相信大自然永遠不變的法則,因為她永遠在那裡等著你,就等你犯錯,而且絕不慈悲手軟。

法斯耐特 Fastnet force 10(法斯耐特10級風暴)為1979年8月11日比賽發生的事件,在帆船歷史上具有絕對的重要性及代表性。法斯耐特杯比賽當日出發時天氣良好,任誰都沒有想到這次由英國考斯(cowes)至愛爾蘭海岸的法斯耐特(一塊巖礁)再折返的定期比賽,但天有不測風雲(果然)天氣不久急遽變壞,風力在極短時間內即增至10級風,風速60節,更駭人的是浪高更增至40英尺,結果這個距陸地僅有7海浬,總航程只有600海浬的比賽,竟有24艘棄船,5艘沈沒,136人等待救援,總計303艘帆船只有85艘完成比賽。

我認為這值得我們永遠記取教訓。

註:英國的氣象報告 10級風是真正的10級風,絕不灌水,風力60節。台灣的風力級數似乎傳統上較國際標準高了一至二級。請查閱『帆船理論與實務』第二版書內附表風力級數對照表。

以下為一些參考數值的計算公式,非常重要,你可以暫時跳過,但建議你一定要回頭仔細閱讀。

了解其中道理對你將有很大幫助。

傾覆篩選數字 (capsize screening number):

一個簡易但較不精確的參考數據叫做『傾覆篩選數字』 (capsize screening number),計算此數據,你需要知道船隻的寬度(maximum beam)以英呎計,排水噸以(英)磅計。

計算公式:船寬 / (排水噸 / 64 ) 1/3 立方根

例 1:跨世紀號 = 30,000 Kg x 2.2 = 66,000磅,船寬 = 14英呎

66,000 ÷ 64 = 1,031.25;1,031.25的立方根 = 10.105

14 ÷ 10.105 = 1.38

數字應小於 2,為安全範圍。

例 2:7,276 lb. ÷ 64 = 113.68,113.68的立方根 = 4.85×4.85×4.85

beam 9.66呎 ÷ 4.85 = 1.99

less 2 is ok;傾覆參考數可以接受。

資料來源:  Rousmaniere, John The Annapolis Book of Seamanship Boat Selection. Chapter 1 p35 Simon & Schuster, New York, New York

我們應該要了解令人感興趣的 AVS (Angle of Vanishing Stability) , AVS可以解說為船隻回正能力的極限角度,AVS是意為船隻傾斜至無法自行回正,反而轉為加速傾覆的那個角度。

一般船隻回正能力的極限 AVS約在120度,或大於120度都被視同於安全範圍內,當然我們也應知道如果某船完全翻覆後,將會維持翻覆狀態多久,然後才自行回正。而維持翻覆阻止船隻回正的主要是『負回正能力(角度)的影響』(the negative stability angle),而這則受甲板寬及甲板設計的影響,大部分船廠應都可以提供這些計算後的相關數據供你參考。

資料來源: Adapted From: K. Adlard Coles' and Peter Bruce's (editors) Adlard Coles' Heavy Weather Sailing (30th edition) Stability of Yachts in large breaking waves. Chapter 2 pp11-23 International marine, Camden, Maine

船重與船長比( Displacement/Length Ratio ),簡稱 D/L Ratio :

我們可由船重與船長比知道較低(輕)的數值可有較高船速,例如其數值高於 300的是重排水量巡航船(heavy cruiser),或其數值低於200的為輕排水量賽船。

計算公式:

D/L = 排水噸(Displacement) / (0.01 x 水線長LWL) 3 開立方

註:排水噸為 (長噸)、LWL為水線長(英呎)

例:跨世紀號 30噸,水線長LWL = 45英呎

0.01 x 45 = 0.45,0.45的3次方(開立方) = 0.091

30 ÷ 0.091 = 329

參考值:

輕型賽船 (light ocean racer) 50~100

一般賽船 (average ocean racer) 100~200

輕型巡航船 (light cruiser) 200~250

一般巡航船 (average cruiser) 250~300

重型巡航船 (heavy cruiser) 300~400

乍看之下跨世紀號似乎重而慢,也較不吸引人,但我們亦要考慮這其實是一種代價( trade offs)有所失(慢)亦有所得(舒適及能帶你遠渡重洋)。

一般而言,較高的船重與船長比( D/L),在航行時較舒適(sea kindness),並且非常能承載,尤其在長航需要儲備大量飲用水及糧食時。

帆面積與排水噸之比例數值 (Sail Area/Displacement Ratio):

比例數值可看出在微風時船可跑得多快,數值較大指的是較快的船速。

巡航船的數值在 10-15間。

帆面積與船重比 Sail area/Displacement Ratio (SA/D):

我們都希望知道船隻的帆面積是否與其船重成合理的比例,是否平衡。我們可由『帆面積與船重比 (SA/D)』得知。

其首先要知道船的是船的排水噸(立方英呎),及帆面積的平方英呎。

(SA/D) 的計算方式:SA / D(Displacement in cubic feet)2/3次方(或0.667次方)

註: SA:是帆面積(平方英呎)。

D:是將船的排水噸容積換算為立方英呎 ﹦排水噸乘以35。

SA/D參考值:

14~17 較合適一般巡航船(ocean cruisers)。

16~18 為典型近岸巡航船(競賽巡航船)。

超過 20 為賽船(racers)。

24 以上為表現優異的競賽船(High Performance),但應匹配合宜的壓艙物,得以平衡巨大帆面積,並仍保有良好的穩定性。

例:

跨世紀號: 30排水噸 x 35 ﹦1,050立方英呎,總帆面積 ﹦ 1,175平方英呎

1,050的2/3 (3分之2)次方 = 103.31,1175÷103.31 = 11.4

1,050 的 0.667 次方(三分之二)次方計算方法:

1).打開電腦,以Windows系統Program中的accessory選出calculator

2).輸入1050,按x/y健,輸入0.667,按=鍵,所顯示的就是得數。

後段的內容為帆船的重點項目,供你參考,但世間上並無十全十美之船,即使如此,至少我們仍能掌握重點。

龍骨 (keel)

全龍骨、鰭狀龍骨 (fin keel)、中央版、是用螺絲與船體結合或為內鑲式。

水線下船體形狀對船隻航行特性影響最大,須 特別 留意。

龍骨愈重,其穩度愈高,龍骨重所佔全船重比例愈重,其終極穩定度愈高。

有眾多不同形狀的龍骨設計,用螺絲與船體結合應該沒問題,但應注意船殼與龍骨的接合處是否合宜的加強,注意那些接合處加工不合格之處,一些內鑲式只有一層薄殼,內填廢鐵塊亦應注意。

內鑲鉛或鉛以螺絲與船體結合效果佳,將船上的金屬物(水底閥門、引擎、無線電等)接地至龍骨(外露且與海水接觸)鉛塊可以減少電蝕更可以防雷擊。

鰭狀龍骨:船殼的接合處是否合宜的加強,有否船底內部結構本體及加強板塊,接合的大螺絲可接上防雷接地,接合處以船用級 PU黏著劑(sika or 3M),舵是否與龍骨連接,其根部是否夠強,是否能抗拒外力衝擊。

內鑲式龍骨:在玻璃纖維船殼內,其船殼是否夠強,是否能在擱淺時仍然頂得住,可以減少電蝕更可以防雷擊?

中央板:其防水性?容易保養?備有防止中央板在受浪衝擊下敲擊船殼的裝置 (stoppers),會彎曲?會浮嗎?能防止它在劣天時無法保持在原位而浮升嗎?

舵 (rudder)

舵的設計及舵如何與船體連結,舵與龍骨連在一起,強度最佳。

舵與龍骨分離:

舵葉支臂舵 (Skeg-rudder)較平衡舵(鏟狀舵spade rudder)強壯,有保護的舵葉支臂舵(Skeg-rudder)可防止被漁網鉤到,尤能在航行中撞擊到東西時提供若干保護。

注意所有的舵柱,尤其要特別留意那些平衡舵的舵柱品質及強度,及舵柱的防水設備 (watertight stuffing box)。

現代摩登船型講求快速,較常出問題,應特別留意。

舵的做工優良與否影響甚巨,有加強結構?與舵柱的接合是如何處理的?

摩登船型為求船速,儘量減輕船重,當然也注重降低成本,因而常常影響到舵及舵柱的強度。

船殼 (hull)

船殼與甲板結合處結構,做工、品質。

船殼與甲板結合處形狀,足夠的重疊寬度。

強度,適當粗細的不鏽鋼螺絲(公母)結合(不是尖頭形的木工用鏍絲),螺絲間隔不超過六吋,接合處以船用級 PU黏著劑接合。

以手工積層 (Laminate by hand)製造或使用噴槍(chopper gun)製造、

水線下防水層、

受力部位加強、

樹脂能有防止 水腫泡 (blistering) 的問題發生 ?

支索基座板部位加強,加強船殼的橫向與縱向加強。

注意船殼受力處,例如船殼與龍骨接合處、保護舵的 skeg等。

水底筏門 (seacock, through hull fitting)

愈少愈好,愈少機會出問題,以金屬線連接所有的金屬製水底閥門,再接至金屬壓艙龍骨,此接地可減少電蝕作用,更可防雷擊。

水底閥門材質很重要,銅合金很好,但須注意許多金屬閥門經不起海水的考驗,無須多久就咬死 (seized up)而無法轉動,而另一些閥門可能很快的就袎磡恲_裂。

傳動軸 (shaft)

其結構如何?以後可能產生任何問題嗎?

仔細聆聽並感覺其運轉狀況。

甲板 (deck)

在甲板上的工作空間是否足夠,甲板全濕時防滑狀況(甲板、艙頂、艙蓋),柚木甲板底接合,大浪衝擊下排水流暢狀態,甲板各配件接合安裝位置合理堅牢,各配件其 加強背板 (backing plates )等。

船安全側纜 (Lifeline)至少上下兩條,扶手合宜?

船安全側纜柱高度,足以保護所有航員,堅牢且正確地安裝,且有加強背板。

合理地由船艏至船艉的扶手。

甲板上的配件是否經得起大浪的考驗。

甲板兩側應有堅牢的航員安全索具用鋼索,或堅牢的織帶( jack line)

絞盤、活動索具的配制,大小,位置合理。

索具 (rig)

桅桿、支索材質及尺寸,是否合適您的須求( intended use of them),各固定索具裝設正確,

固定索具基座板及加強背板,合宜尺寸的螺桿 (turnbuckles)及支索、鋼纜末端的 swaging ,swaging的加工法,特別應注意那些無法改進或無法加強的部位,有些先天的重大缺失無法補救,

桅桿基座設置:是穿過甲板直接坐在龍骨上,或坐在船艙頂,而以支架於艙內補強,其結構強度足夠嗎?,在劣天時可以防止它移位嗎?

在桅桿上有獨立的另一條 帆槽 (sail track ),在劣天時可以升上 暴風主帆(trysail )?

暴風前帆擁有自己的控帆索導軌 (sail sheeting point)。

水泵浦 (bilge pump)

至少有兩具手動排水泵,即使無電亦可排水,永遠牢記要有備用系統,保您平安。

駕駛艙 (cockpit)

遮風避雨的功能,主艙入口、艙蓋的設計及施工,是否能阻止駕駛艙滿水時水溢進到船艙內,

漏水孔徑大小合宜、大浪來時須要多少時間將水排出,另所有的管路至少都應有兩個管箍,

主艙入口與駕駛艙連接,駕駛艙滿水時,水排得不夠快,水仍不至溢入船艙內,駕駛艙內儲物室的蓋子是否水密,防止水進到船艙內,

駕駛艙設有大型底艙水排水泵,便利航員排水,

瓦斯桶,千萬不得儲存在船艙內,而應放置於特別的儲存空間,即使漏氣,瓦斯亦能很快散去,更不致流到船艙內,一絲火星就不堪設想。

操舵 (steering)

舵柄,結構是否完善,可靠度。

舵輪:鋼索或是油壓,管、線角度合理,施工品質。

備用緊急用舵為必備設施,注意其使用便利性。

錨具 (ground tackle)

請記得,錨具永遠不會嫌太大,只有嫌太小的問題,而且不同的海底地質,須要用到不同的錨具。

至少要足夠長度的鐵鏈加錨繩組,當然最理想的是全鐵鏈,但重量較重。

船錨己大到須要起錨機?手動起錨機?人力仍不勝負荷?須要電動起錨機?甚或油壓動力起錨機?整體匹配?

艙蓋,舷窗 (hatch, ports)

小而強壯的,比大而脆弱的好,雖然大窗比較明亮,但大窗往往強度較差,更容易變形及漏水,己有太多記錄顯示,因為舷窗或艙蓋破裂而被迫棄船。

引擎 (engine)

與該船適宜的馬力與匹配的螺槳,合您使用目的油箱大小(續航力)。

保養容易?或安置引擎的空間太小根本就沒有空間保養?或沒有空間更換零件?

以上所述,無法涵蓋所有的細節,但應足以令您留意那些應該注意的地方,船隻整體的適航性 (seaworthiness),整體的強度、建造水準、由船殼的施工到船殼與甲板的接合,到龍骨與船體接合的強度,由舵到帆索具,到整體合理性,從設計到施工到是否合您使用的目的。

不同的設計?短程近海活動,長程遠洋?巡航或您更喜歡比賽?

聰明的選擇,合用不合用,要理智而不是衝動,聰明的選擇使您更安心的更愉快的享受航行,面對大自然 Safety demands create a good vessel for the sea,and stand in front the elements。

最後勿忘虛心的認知自己對船的知識及技術,及絕對冷靜的衡量。

臺北市帆船協會

劉寧生

連絡與資料整理:郭廷祥

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