成大學生秘製全國首艘人力潛艇 明年赴英參賽
文、圖／成大系統及船舶機電工程學系副教授陳政宏
成大系統及船舶機電工程學系大學部學生去年9月發動我國首艘自製人力潛艇計劃，11月開始設計，今年1月中開始施工製造，現已接近完工，預計在8月底於成大拖航水槽測試，明年將首度赴英國參加歐洲國際潛艇大賽，可望成為第一支參賽的亞洲隊伍。
教育部為推動海洋教育、培育造船人才，正評估規畫於國內舉辦類似競賽。受教育部委託的高雄科技大學俞克維副校長和成大教授舉行視訊會議，討論未來在全國最大的成大拖航水槽舉辦的可行性。
成大人力潛艇由學生主動自組團隊，在老師與業界工程師指導下自行設計、製作。船體由FRP製成，駕駛穿潛水衣靠氧氣瓶呼吸，以人力踩踏的方式帶動艉部的螺旋槳，再以線傳控制翼面的方式航行。今年初開工後，由於疫情影響及上課緣故，學期中進度較慢，學生都趁寒暑假趕工。最近開始進行調整與部份零組件改良，可望於9月開學後完工下水。
隊長兼發起人王丕丞是大四學生，去年9月開學後，每日進出系館瞥見角落66級學長所造的快艇，總想著大學部學生何時才能有機遇完成屬於自己的載人船隻。9月下旬決定要設計、打造人力潛艇，除了持續蒐集資料，徵詢系統船舶機電工程學系王舜民老師的意見外，11月初又找來大三學弟許瑋仁、魏珩育協助修課頗有心得的機電與材料部份，還有在總結式課程中船模製作表現亮眼的同學許博皓一起協助，組成「討海人」社團；並獲得成大系統及船舶機電工程學系副教授陳政宏指導及系上教學計劃經費支援，也開始密集的設計討論。後來又有大四薛皓丞、李承融、陳志謙、大三蔡承霖、大二學生吳冠毅、談芊芊陸續加入。今年1月19日使用嘉鴻公司五軸CNC進行船殼開模；3月還公開在學校健身房測體能招募駕駛，由自行車經驗豐富的航太系大二陳庭宣、楊仕庭兩人入選。
此人力潛艇也獲得多方贊助，去年11月趁50週年系慶系友大會時，王丕丞推銷人力潛艇計畫，成功募得嘉鴻遊艇公司贊助FRP船體設計與製作，以及系友的捐贈。後來也陸續獲得用臺灣重要機構與零組件廠商贊助，包括日昇螺旋槳科技協助製造螺槳，專長快艇的罡旻企業贊助耐燃樹脂、薛長興集團捐贈潛水衣、立方精密機械協助推進機構製作，船舶與海洋產業發展中心也提供不少協助。甚至遠在荷蘭台夫特大學攻讀博士的系友高翊庭，正好是去年獲得冠軍的該校人力潛艇團隊成員，也透過視訊會議指點學弟妹，分享團隊工作經驗。職能治療學系教授郭立杰也指導了人體動作學。
「討海人」團隊在設計過程中使用過去所學各種理論、計算與輔助設計軟體，包括立體繪圖的Rhinocero、一般計算用的Matlab、Excel、模擬流場的Fluent、設計螺旋槳的公開軟體OpenProp、操控與儀表的圖像式語言Labview等。這種能總合專業技能的大型實作，是目標導向且實作的學習，可激發學生自主實體化課本知識、搜尋、解決所遇難題之能力，培養團隊合作精神、開拓國際視野。學生也會從與業界的接觸中，體悟課本與實際間的差異，學習與業界接軌。陳政宏表示這樣的教學改革得益於過去兩年該系獲得教育部補助的「新工程教育方法實驗與建構計畫」，強調課程重整與實作，除了微調原有必修的總結式課程外，也從大一到大三加開了跨域實作選修課程，形成整合理論、實作與科學的螺旋式學習路徑，並在過去基礎上發展了軍艦設計（含潛艇）、遊艇設計等微學程，以涵納校內跨領域的完整分類課程地圖協助有興趣的學生修習。
有鑑於潛艦國造、國艦國造需才孔亟，目前成大系統系共開設大一「潛艇技術與文化導論」、四碩合班的「潛艇流體動力學」、「水下載具設計」、碩博班的「潛艇概念設計」、「船艦設計實務」等5門從入門到專業的潛艦、軍艦設計、水下載具選修課程，目前是臺灣提供船艦、水下載具相關課程最全面、最完整的大學，也是世界上造船科系少見的。
成大1968年受命以「中美基金會所撥增系專款」籌備造船系，1970年成立造船系，培育十大建設所需造船工程人才，1990年成立研究所；也是我國第一個開設潛艇設計課程、出版我國第一本中文潛艇教科書的大學。已退休的陸磐安教授以1985年自英國進修帶回的講義為教材發展，在造船系「舟艇設計」課程教授潛艇概念設計，並於1998年指導研究生李尚學完成全國第一篇以潛艇設計為主題的碩士論文；2002年成大出版社出版其《潛艇概念設計》專書。
歐洲國際潛艇大賽（Europe International Submarine Races）由英國QinetiQ 實驗室、DE&S公司及Institute of Marine Engineering, Science and Technology（IMarEST）贊助。自2012年起每兩年舉辦一次，提供全世界造船工程學生夢想舞台，學生隊伍透過全程自行設計、製作以及操縱潛水艇，完成直線加速性、半徑25公尺轉彎、S型避障等關卡，最後以計時及潛艇設計新穎程度評比。
美國非營利組織水下研究與教育基金會（Foundation for Underwater Research & Education, FURE）則自1996年起開始辦理二年一次的國際潛艇大賽（International Submarine Races, ISR），由美國海軍水面作戰中心（Naval Surface Warfare Center）提供其船舶運動及耐海性能實驗水槽進行人力水下航行器設計競賽。因為COVID-19疫情的影響，2021年的ISR比賽改以視訊評估及會議討論的方式辦理虛擬國際潛水艇比賽（virtual International Submarine Races, vISR 16）。
歐洲國際潛艇大賽: https://www.subrace.eu/
歐洲國際潛艇大賽: https://www.subrace.eu/
維護單位:
新聞中心
更新日期:
2021-08-19
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