造船的技術與工藝

作者序

船，是個巨大又複雜的系統。一般而言，汽車是由約五萬個的零件所組成；但20萬噸貨船的零件，則據說高達20萬個以上。在造船上，必須將這些零件加以組合，成為能在嚴苛海洋上安全且有效率運作的系統。本書中將為各位讀者介紹有關巨大船隻的建造技術，以及組成該船隻所需的各種零件製造技術。
雖然本書無法將許多船隻的零件全部介紹給各位讀者，但為了撰寫本書，筆者花了近一年的時間，除了造船所外，也拜訪了各種零件製造商進行採訪工作。我在這些地方所見到的，是運用著可說是工匠技藝般的先進技術，每一個零件都經過仔細設計，並高度精密地製造出來。
現今的中國及韓國也能建造出大量船隻，但其內部的船舶用零件，還是大量使用日本製零件。筆者過去在希臘時，剛好有機會搭乘到一艘曾於日本使用的渡輪，在售出、更換名稱後依然持續活躍。在船上我採訪船長及輪機長後，他們熱切地告訴我：「日本的船舶用零件具有高信賴性，即使是中古船隻也很少出現故障。」，因此，他們拜託我：「希望能拿到日本製船舶用零件的目錄」。回國後，我便向日本舶用工業會（零件製造業界團體，簡稱JSMEA）提出要求，在取得英文版的零件手冊後送給他們，讓對方感到十分高興。因為MADE IN JAPAN的名聲早已響徹全世界的海運界。
隨著江戶時代鎖國政策的結束，明治時代的到來，造船產業作為日本國家政策迅速振興起來。這也考量到由於建造一艘船需要大量的零件，具有「扶植廣泛的工業領域」這樣的特性。日本的造船業在短期間內大幅成長，並打造出不遜於歐美先進國家的高性能軍艦及商船。
在第二次世界大戰後，日本遭到毀滅性的打擊，戰爭結束後，最先看到迅速復甦且出現成長的，就屬造船產業。造船產業採用最新建造方法，諸如：「分段建造法」、「焊接技術」等，在世界經濟急速成長之下，帶動船舶大型化，最終占有世界造船量50％以上。
於此同時，也博得「由於日本的船隻性能十分優越，賣出時依然能以高價售出」這樣的名聲。在這樣高品質的背後，是由於在日本造船產業的周邊，存在著一同成長的船舶用零件製造商。
近來的日本，似乎漸漸不再提到關於船的相關話題。雖然大眾媒體偶而也會提到郵輪或深海探鑽用的海洋調查船等話題，但感受到船隻魅力的人似乎愈來愈少。
舉例來說，船舶及海洋的記述，逐漸從小學及國中的教科書消失。筆者在還是小孩子時，徹底學習到缺乏資源的日本，是如何藉由輸入原料後，藉由加工產生附加價值後再行輸出而變得富裕，其中，不管是原物料或是製品，都是經由船隻運送。
這件事本身，迄今依舊沒有改變。日本有99.7％貿易量是透過船隻運送。正因有著船舶為基礎的大量輸送系統，以及擁有非常認真的日本人特質所製造出高品質製品，才有今日繁榮的日本，這麼說絕非言過其實。
作為日本「製造精神」的高技術力結晶的各式各樣船舶用零件，以及最終統合而成的船隻，現今仍在世界散發光芒。只要少許能源就能大量運送貨物的船，將是人類永久不變且不可或缺的運輸工具。本書若能讓對這樣的船抱持興趣的人增加有所幫助及貢獻，那真是不勝喜悅之至。
2013年9月　池田良穂

作者序

船，是個巨大又複雜的系統。一般而言，汽車是由約五萬個的零件所組成；但20萬噸貨船的零件，則據說高達20萬個以上。在造船上，必須將這些零件加以組合，成為能在嚴苛海洋上安全且有效率運作的系統。本書中將為各位讀者介紹有關巨大船隻的建造技術，以及組成該船隻所需的各種零件製造技術。
雖然本書無法將許多船隻的零件全部介紹給各位讀者，但為了撰寫本書，筆者花了近一年的時間，除了造船所外，也拜訪了各種零件製造商進行採訪工作。我在這些地方所見到的，是運用著可說是工匠技藝般的先進技術，每一個零件都經過仔細設計，...

第一章 船的建造方式
1-1 船體的建造材料及建造方式
1-2 什麼是造船的船段分段建造法
1-3 在下水典禮中誕生的船
【專欄1】因為浮力的存在，船才能在節能狀態下進行運輸

第二章 主機（引擎）的製造技術
2-1 讓船移動的引擎是什麼
2-2 引擎零件的製造技術
2-3 曲柄軸可將上下運動轉為迴轉運動
2-4 引擎發動及冷卻的機制是？
2-5 活塞用油冷卻
2-6 引擎的組裝技術
2-7 引擎是如何安裝在船上
2-8 何謂緊急倒俥試驗？
2-9 什麼是船舶引擎的渦輪增壓器？
2-10 渦輪機及壓縮機的葉輪形狀不同
2-11 為了安全、清掃、檢查、洗淨所下的工夫為何？
2-12 混合動力增壓器有何過人之處？
2-13 何謂動能回收系統？
2-14 支撐主機的副機功用為何？
2-15 為什麼空氣對引擎的起動是必要的？
2-16 不是只有照明！何謂電器艤裝？
2-17 如何決定發電機的容量？
2-18 船舶上搭載何種發電機？
2-19 發電機的製造技術
2-20 何謂藉由主機引擎起動的主軸發電機？

第三章 螺旋槳的製造技術
3-1 船的推進器為何是螺旋槳？
3-2 為何螺旋槳位於船尾？
3-3 為什麼水不會從螺旋槳和船體之間滲入？
3-4 何謂軸線校準技術？

第四章 操舵裝置的製造技術
4-1 船的操舵裝置結構為何？
4-2 舵機追求的性能為何？
4-3 讓舵回轉的機制為何？
4-4 操舵裝置的心臟是能移動柱塞的油壓泵
4-5 操舵裝置是如何製造的？
4-6 愈來愈小的操舵臺
4-7 在廣闊的海洋中提供協助的自動操舵
4-8 為什麼自動操舵得以實現？
4-9 自動操舵至今仍不斷進化
4-10 電羅經成為船的眼目

第五章 鰭板穩定器的製造技術
5-1 什麼是鰭板穩定器
5-2 鰭板穩定器的設計技術
5-3 鰭板穩定器的製造方法
5-4 提升鰭板穩定器性能的油壓系統
5-5 測試完成後的鰭板穩定器
【專欄2】讓大型船舶輕輕搖晃的技術

第六章 系統的製造技術
6-1 船舶安全停靠所不可欠缺的係泊裝置
6-2 錨鏈和繫船索要如何捲起來？
6-3 油壓系統已系統化
6-4 降低油壓系統噪音的技術
6-5 什麼是電動繫泊裝置？
6-6 繫船索是由何種材質製造而成？
6-7 現今仍由技師製造的繫船大纜
6-8 使用超級纖維的次世代繫船大纜為何？
【專欄3】要是沒有浮力就無法支撐巨大的船體

第七章 貨物裝卸裝置的製造技術
7-1 船是如何裝卸貨物？
7-2 吊桿式vs.甲板起重機誰勝誰負？
7-3 甲板起重機是怎樣的結構？
7-4 甲板起重機的設計理念為何？
7-5 甲板起重機的製造技術
7-6 依據船的不同而有各種貨物裝卸裝置
7-7 如何裝卸液體貨物？
7-8 控制液體的蝶形閥是什麼？
【專欄4】為什麼船愈大愈省能源？

第八章 通信器及雷達的製造技術
8-1 和陸地通訊不可欠缺的國際海事衛星（通信衛星）
8-2 國際海事衛星船舶地球電臺是什麼樣的天線？
8-3 國際海事衛星船舶地球電臺的製造技術
8-4 國際海事衛星的組裝技術
8-5 嚴苛環境也能承受的國際海事衛星船舶地球電臺
8-6 在黑暗中也能看見物體的雷達對航海來說不可欠缺
8-7 雷達天線能夠抵抗秒數50公尺的強風
8-8 雷達的大腦採用日本自製影像處理電路
8-9 雷達每天都在持續進步
8-10 以雷達掌握波浪的波浪觀測系統新發展
8-11 即使在船上也能透過衛星通信隨時連接網路
8-12 船載地球站的天線為什麼那麼巨大？
【專欄5】壓艙水和外來物種的關係為何？

第九章 塗裝的技術
9-1 為什麼船要塗上塗料？
9-2 添加劑及顏料決定塗料的功能性
9-3 塗料是經過多道工序製造而成
9-4 塗布之處要結合海域、船速進行細微配合
9-5 總是保持光滑的船體表面實現節省能源
9-6 品質會因為塗裝方式而大為不同
9-7 一眼就能了解塗裝厚度的劃時代塗料為何？
【專欄6】在波浪中速度為什麼會降低？

第十章 救生艇的製造技術
10-1 救生艇是由何種材料製造而成？
10-2 救生艇是在何種設計理念下製造而成？
10-3 堅固的救生艇製造技術
10-4 通過墜落實驗後終於合格
10-5 有即使翻覆也能自然地回復的救生筏嗎？

第一章 船的建造方式
1-1 船體的建造材料及建造方式
1-2 什麼是造船的船段分段建造法
1-3 在下水典禮中誕生的船
【專欄1】因為浮力的存在，船才能在節能狀態下進行運輸

第二章 主機（引擎）的製造技術
2-1 讓船移動的引擎是什麼
2-2 引擎零件的製造技術
2-3 曲柄軸可將上下運動轉為迴轉運動
2-4 引擎發動及冷卻的機制是？
2-5 活塞用油冷卻
2-6 引擎的組裝技術
2-7 引擎是如何安裝在船上
2-8 何謂緊急倒俥試驗？
2-9 什麼是船舶引擎的渦輪增壓器？
2-10 渦輪機及壓縮機的葉輪形狀不同
2-11 為了安全、清掃、檢查、洗淨所...