木造舢舨船的新生與原理

    舢舨,又稱三板、杉板,在臺灣文獻記載中,是一種捕魚與接駁用小船,可說是最廣為使用的木板船,由筏或獨木舟改良而來的航海工具。傳統木造舢舨船長由5、6公尺到8、9公尺不等,用搖櫓或雙槳行駛,近海使用則會加上風帆。近年所使用的舢舨,多以玻璃纖維強化塑膠(FRP)製作,使用舷外機做為動力。舢舨因為水淺,及大船常需要小船的接駁,或是在近岸作業等需要,故發展出適合台灣西海岸特殊港口型態所需要的船型─結構簡單,吃水淺,容易操縱,具有較好的適航性能。

    木舢舨船看似簡易,製作過程卻相當嚴謹,主要以製作船體為主,舢板以一龍骨為主,舢舨船的艏、艉部坐板下,會有一些木製隔板,稱為防水隔板,目的是將船體區分成一系列的防水隔間,用於裝運貨物;若船隻受到破壞進水,這些隔間能阻擋海水漫入整個船體。同時,船內設有水密空氣箱,具有充分儲備浮力,讓舢舨船內即使灌滿了水,也能漂浮在水面,很適合在海上進行作業。

    此外,從龍骨開始就需選擇合適的木材加工、塑型、立艏龍骨,再依序製作肋骨、安上船殼所需的船板。船體完成後,需將船身漆上顏色;舢舨上的塗裝是最能顯現文化特色的部分,通常中式舢舨都會在船身畫上眼睛。

▲(淡水河畔、八里觀音山下的舢舨船 圖片來源:盧昱瑞攝)

    早期人類對浮力的概念由日常生活經驗而來;物體為何能浮在水上的原理概念,直到西元前3世紀阿基米德發現浮力原理後,才以數學公式表達。阿基米德發現一物體浸在水中受的浮力大小,等於它所排開的液體重量,這跟物體材料本身無太大關係。不論材料本身比重大於或小於水的比重,當它放在水裡時,其排開體積的液體(水)重就等於它所受的浮力。簡言之,「排開液體」意味因物體的存在,原先在該處的水重量,恰好是物體所受浮力大小。人們發現,不必非得用本身會浮的材料,只要能做出一個形狀,將它放入水中後能產生一空間,就能產生浮力,讓船隻浮在水面上。

   船隻浮在水面行進,並非只受到浮力影響,主要有四個受力會影響船隻運動,有上下的力,也有前後的力,分別為重力、浮力(向下、向上)、推力和阻力(向前、向後)。推力為船行進的最主要之力,阻力則因水的黏性或船造波而產生的,為阻礙船向前行的力。

  隨著科技發展,造船技術日益進步也漸趨複雜,以浮力、重力為原則的造船觀念仍是船舶設計的基礎概念。中山大學社會系和高雄海洋科技大學造船及海洋工程系兩系合作打造手工船計畫,希望將傳統造船技術保存下來,溫故知新,除保留文化,也能推廣與生活結合的科學概念。

(本文由科技部補助「海洋與環境變遷」執行團隊撰稿)

責任編輯:蔣忠益│國立高雄海洋科技大學基礎教育中心

審校:洪文玲│國立高雄海洋科技大學科技與社會研究中心

名詞解釋

阿基米德浮體原理(或稱為阿基米德原理)是阿基米德發現的一個原理,意為浸在流體中的物體(全部或部分浸入)受到向上的浮力,其大小等於該物體所排開流體的重量。其公式為F浮力=G排開流體重量。阿基米德原理亦稱為阿基米德定律。

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本文作者:王御風

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