Giáo trình Điều khiển phương tiện tốc độ cao loại 1: Phần 1 được biên soạn bởi Trường Cao đẳng Giao thông Vận tải đường thủy II có nội dung trình bày khái niệm phương tiện thủy loại 1 tốc độ cao, tìm hiểu cấu trúc của phương tiện thủy tốc độ cao,... Mời quý thầy cô và các em sinh viên cùng tham khảo chi tiết giáo trình tại đây.
CỤC ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐƯỜNG THỦY II ThS Nguyễn Văn Hiền GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PHƯƠNG TIỆN TỐC ĐỘ CAO LOẠI MỤC LỤC STT 1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 4.1 4.2 4.3 NỘI DUNG Môn học 01: CẤU TRÚC VÀ THIẾT BỊ PHƯƠNG TIỆN LOẠI I TỐC ĐỘ CAO Bài 1: Khái niệm phương tiện thủy loại tốc độ cao Khái niệm Phân loại Bài 2: Cấu trúc phương tiện thủy tốc độ cao Kết cấu khung vỏ phương tiện Những đặc tính phương tiện thủy tốc độ cao Hệ thống cánh ngầm Bài 3: Hệ thống lái Máy lái điện Máy lái thủy lực Máy lái điện thủy lực Bài 4: Thiết bị hàng hải Ra dar Hệ thống định vị toàn cầu GPS Máy đo sâu Môn học 02: ĐIỀU ĐỘNG PHƯƠNG TIỆN LOẠI I TỐC ĐỘ CAO Bài 1: An toàn Bài 2: Điều động phương tiện tốc độ cao rời, cập cầu Bài 3: Điều động phương tiện tốc độ cao đường Bài 4: Sử dụng thiết bị radar, GPS, máy đo sâu vào điều động phương tiện thuỷ tốc độ cao TRANG 5 6 8 10 12 15 15 Môn học: CẤU TRÚC VÀ THIẾT BỊ PHƯƠNG TIỆN THỦY LOẠI TỐC ĐỘ CAO Mã số: MH 01 Thời gian: 30 Mục tiêu: Học xong môn người học có khả nắm cấu trúc tính phương tiện thủy tốc độ cao loại Nội dung tổng quát Số Nội dung TT 1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 4.1 4.2 4.3 Bài 1: Khái niệm phương tiện thủy loại tốc độ cao Khái niệm Phân loại Bài 2: Cấu trúc phương tiện thủy tốc độ cao Kết cấu khung vỏ phương tiện Những đặc tính phương tiện thủy tốc độ cao Hệ thống cánh ngầm Bài 3: Hệ thống lái Máy lái điện Máy lái thủy lực Máy lái điện thủy lực Bài 4: Thiết bị hàng hải Ra dar Hệ thống định vị toàn cầu GPS Máy đo sâu Kiểm tra kết thúc môn học Tổng cộng Thời gian đào tạo (giờ) 10 10 30 Hướng dẫn thực chương trình mơn học: - Căn vào giáo trình cấu trúc tàu, lý thuyết tàu tài liệu tham khảo đưa nội dung học lý thuyết; - Tổ chức cho người học thực hành, quan sát mơ hình vật thật phịng học mơ tàu huấn luyện Bài KHÁI NIỆM PHƯƠNG TIỆN THỦY LOẠI TỐC ĐỘ CAO 1.1 Khái niệm phương tiện thủy loại I cao tốc Phương tiện thủy tốc độ cao (sau gọi tàu tốc độ cao hay tàu cao tốc) loại tàu đặc biệt, có cấu trúc nguyên lý hoạt động đặc biệt Theo Luật đường thủy nội địa, Quốc Hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt nam thông qua ngày 15 tháng năm 2004: Phương tiện loại I tốc độ cao loại phương tiện tốc độ cao có tốc độ đăng ký từ 30 Km trở lên, tổng công suất máy đẩy từ 15 CV trở lên, sức chở từ 13 người trở lên 1.2 Phân loại phương tiện thủy tốc độ cao loại I Có thể Phân loại phương tiện thủy tốc độ cao loại I làm loại sau: - Loại thường: Là loại phương tiện tốc độ cao có phần ngâm nước khơng có cánh ngầm hay kết cấu đặc biệt trạng thái động toàn trình hoạt động tươ;ng tự loại phương tiện khác - Loại tàu cánh ngầm: Là loại phương tiện tốc độ cao có phần ngâm nước có kết cấu hệ thống cánh ngầm, có tác dụng tăng tốc độ, tăng tính ổn định chạy mà khơng cần phải tăng công suất đẩy - Loại tàu chạy đệm khơng khí: Là loại phương tiện tốc độ cao chay đạt đến tốc độ định tàu nâng lên khỏi mặt nước với cao độ định Hình 1: a.Tàu cánh ngầm b Tàu chạy đệm khơng khí Hình 2: Tàu cao tốc LIMBANG ( Do Malaysia sản xuất) Bài 2: CẤU TRÚC CỦA PHƯƠNG TIỆN THỦY LOẠI TỐC ĐỘ CAO 2.1 Đặc điểm cấu trúc tàu tốc độ cao - Tỷ lệ kích thước chiều dài với chiều rộng, chiều dài với chiều cao lớn tàu khác: L/B = 8,5 11,5; L/ H = 9,5 12 - Tuyến hình phần chìm thuộc dạng thủy động học, phần thuộc dạng khí động học nên chịu lực cản nước không khí nhỏ - Các thiết bị thượng tầng có hình khí động học, độ cao nhỏ - Khoảng cách vách ngăn nhỏ so với loại tàu khác - Vỏ tàu thường làm loại vật liệu nhẹ, hệ số ma sát thấp, sức bền học cao chống ăn mòn tốt - Được lắp máy có cơng suất lớn Góc âm trục chân vịt so với mặt phẳng ngang lớn so với loại tàu khác - Việc bố trí trang, thiết bị có tính tự động hố vận hành điều khiển cao - Với tàu cánh ngầm, có bố trí hệ thống cánh nâng, hạ gắn liền với vỏ tàu đáy, phía mũi lái tàu 2.2 Sơ đồ bố trí chung tàu có tốc độ cao 2.2.1 Sơ đồ cắt dọc.(Hình:2 ) Hình 3: Sơ đồ bố trí chung tàu có tốc độ cao - Bánh lái; - Chân vịt; - Buồng máy; - Kết cầu khung - Buồng hành khách; - Phòng thuyền viên; - Buồng lái; - Thiết bị thượng tầng; - Két nước 2.2.2 Sơ đồ mặt chiếu mặt boong chính.(Hình 4) 10 11 5 Hình 4: Sơ đồ mặt chiếu mặt boong tàu cao tốc - Buồng máy; 10 - Cầu thang; - Buồng hành khách; - Buồng lái; 11 - Máy trục neo 2.3 Kết cấu khung vỏ 2.3.1 Kết cấu khung(Hình 5) Khung ngang vị trí (đáy , xà ngang) khung kết cấu khung mạng nhện làm băng thép chữ T hàn điểm, khoảng cách 500mm - Các khung dọc đáy dọc sườn kết cấu nẹp tăng cứng, sống bọc để gia cường độ cứng - Phần bệ máy toàn máy móc, thiết bị làm hợp kim nhôm-manhe( AlMg) 2.3.2 Phần vỏ Của phương tiện thủy tốc độ cao(cánh ngầm không cánh ngầm) bọc lớp hợp kim Nhôm-Manhe(ALMg) Riêng loại xuồng nhỏ vỏ làm protit 2.3.3.Vách ngăn.Tùy theo tàu to hay nhỏ mà số vách ngăn nhiều hay Thân tàu chia thành 10 khoang theo chiều dài vách ngăn kín Phịng khách phía trước có 17 chỗ ngồi có cửa thóat hiểm Một phịng khách phía sau có 48 chỗ ngồi cửa hiểm Hình a: Kết cấu tàu VISODEMCO 2000 Hình 5b: Kết cấu tàu K99-HC12 (Do Tổng CT công nghiệp tàu thủy VN thiết kế) 2.4 Những đặc tính phương tiện thủy tốc độ cao Phương tiện thủy tốc độ cao có tất đặc tính giống phương tiện thơng thường khác đặc tính khai thác đặc tính hoạt động - Đặc tính khai thác gồm: +Trọng tải + Dung tải + Tốc độ - Đặc tính hoạt động: +Tính + Tính ổn định + Tính chống chìm +Tính chịng chành + Tính điều khiển + Tính chạy nhanh + Tính sức bền Nhưng phương tiện thủy tốc độ cao lại chở khách, nên số đặc tính có đặc thù riêng để phù hợp với tàu tốc độ cao đảm bảo an toàn chở khách 2.4.1 Đặc tính khai thác 2.4.1.1 Trọng tải Là khả chuyên chở loại hàng hóa đến mức độ tối đa cho phép(đơn vị tấn) trọng tải có trọng tải tinh trọng tải tồn phần - Trọng tải tinh tính riêng hành khách với hành lí kể nước lương thực dành cho hành khách, phải chở số hành khách quy dịnh.Tùy lọai tàu mà quan đăng kiểm cho phép - Trọng t¶i tồn tàu tốc độ cao khụng cú gỡ thay i, ging tất phương tiện khác 2.4.1.2 Dung tải Dung tải tàu tổng cộng tất khoang tàu Dung tải tính m3 tơn nô(1 tôn nô = 2,83m3) Dung tải chia thành loại sau: - Dung tải toàn thể tích tồn khoang tàu - Dung tải đăng kí thể tích khoang dùng để dung nạp hàng hóa hay hành khách - Dung tải chở hàng dung tải thực hàng hóa hay hành khách Đối với tàu khách dung tải nhỏ dung tải đăng kiểm nhiều 2.4.1.3 Tốc độ Tốc độ quãng đường tàu chạy đơn vị thời gian.Vì phương tiện thủy TĐC nên tốc độ khai thác tàu lớn từ 30-70 km/h 2.4.2 Đặc tính hoạt động 2.4.2.1 Tính Tính khả tàu mặt nước trạng thái cân ứng với trọng tải mớn nước định Trọng lượng tàu đặt trọng tâm hướng vng góc với mặt nước có chiều xuống Phản lực nướcđặt tâm có hướng lên Hai lực cân nhau, triệt tiêu nên tàu 2.4.2.2 Tính ổn định Tàu TĐC tính ổn định tốt, tồn ghế ngồi hành khách ngang với đường mớn nước, nên trọng tâm thấp tâm nghiêng cao, tàu bị nghiêng trọng lượng lực tạo thành mô men ngẫu lực(mô men hồi phục Fhp) làm tàu nhanh chóng trở vị trí cân 2.4.2.3 Tính khơng chìm - Tàu TĐC có mớn nước thấp nên bị cạn + Chiều cao mạn D=1.6m, + Chiều cao mạn khô(Phần dự trữ) F=0,55m, + Mớn nước tối đa d=1.05m Với tàu cánh ngầm chạy cánh mớn nước nhỏ hơn, nên va chạm vào đá ngầm hay chướng ngại vật -Tàu TĐC có nhiều vách ngăn từ đến vách ngăn tùy theo tàu lớn hay nhỏ, số khoang từ đến 10 khoang, khoang độc lập kín nước Do tàu thủng khoang nước tràn vào tàu vẫn hoạt động - Tàu TĐC khơng có đáy kép 2.4.2.4 Tính điều khiển - Vì tàu TĐC, bánh lái sâu nên tính điều khiển có đắc thù riêng,khi hoạt động chế độ bơi(trên cánh)tàu ăn laisneen giữ hướng tốt - Quán tính tàu TĐC từ 60-80m (Gấp từ 3-4 lần thân tàu) - Vòng quay trở tàuTĐC thường 165m kể tàu cánh ngầm chạy cánh Nhưng có tải (chạy cánh),nếu bẻ lái sang phải khoảng 15 độ giữ ngun vịng quay vào khoảng 15 lần thân tàu, bẻ lái sang trái 15 độ vịng quay gấp 25 lần thân tàu Nếu bẻ lái hết 35 độ trái (phải) đường kính gấp lần thân - Khi quay góc nghiêng ngang khoảng từ đến 3độ 2.4.2.5 Tính chạy nhanh Tính chạy nhanh khả tàu chạy đạt tốc độ định mà không cần phải đầu tư thêm lực đẩy TàuTĐC chạy nhanh nguyên nhân sau: - Tàu khách TĐC có mớn nước nhỏ nên chịu lực cản nước nhỏ Với tàu không cánh ngầm tàu cánh ngầm chạy chế độ bơi(dưới cánh) có mớn nước từ 1,2-1,6m, mớn nước thường tạo sóng có độ cao từ 0,5-0,7 - Hình dáng thon L/B nhỏ lực cản nhỏ, tàu thấp, phần có hình khí động học nên lực cản gió nhỏ - Tàu dùng máy có cơng suất lớn - Với tàu cánh ngầm chạy cánh, mớn nước nhỏ, nên chịu ảnh hưởng lực cản nước.Với tàu TĐC chạy bình thường tốc độ từ đến 15 km/h, tàu cánh ngầm chạy cánh thân vỏ tàu nâng lên, mớn nước 0,96 – 1,1m Với tàu hai chân vịt sóng tạo 0,2 – 0,3m 2.5 Hệ thống cánh ngầm Tàu tốc độ cao có hai loại loại thường loại cánh ngầm Gọi tàu cánh ngầm nghĩa hệ thống cánh gắn vào vỏ tàu hai phía mũi lái, tàu chạy với tốc độ cao hệ thống cánh nâng thân tàu lên 2.5.1.Cấu trúc cánh Cánh ngầm kim loại hàn với nhau, mặt cánh cong lên, phẳng thiết diện cánh Mặt cánh thiết diên có hình lưu tuyến Mặt Thiết diện hình cánh Một tàu có hai hệ thống cánh hệ cánh thống cánh mũi Hình 6: Sơ đồ cánh ngầm theo kích thước tàu mà cánh bố trí khác nhau, nhiều hay ít, tầng cánh hay hai tầng cánh Theo chiều ngang tàu đoạn cánh hàn với giá treo(thanh chống) theo thiết kế nhìn tứ mũi hay lái cánh từ mạn sàn mạn gấp khúc đối xứng qua mặt phẳng trục dọc Cánh liên kết với vỏ tàu giá treo chc chn Bánhlái ống bao chân vịt Hệ thống cánh ngầm lái a Cỏnh ngm sau v bỏnh lỏi tu (ảnh chụp tàu nằm ụ nổi, nhìn từ lái lên) b .Sơ đồ kích thước bố trí cánh sau Hình 7: Hệ thống cánh ngầm lái tàu cánh ngầm VOKHOD - 2M 2.5.1.1 Hệ thống cánh ngầm lái Cánh phía lái có tầng gồm bốn cánh hàn vào ba chống( thẳng,hai hai bên xiên Các cánh có kích thước như( hình 7b) Chiều rộng cánh 800 +(-)3mm, bề dày cánh từ 4550mm, thiết diện cánh có hình lưu tuyến Chiều ngang cánh từ mạn sang mạn 5300mm +(-) 10 Cánh liên kết với hông tàu chống, hơng tàu cống cách 1500mm+(-) 5,phía cách 1650+()2 đầu cánh phía ngồi cách đầu cánh thấp 285mm+(-)3 Bánh lái hợp kim nhôm kiểu thường, liên kết bánh lái với hông tàu, phía treo, có lề liên kết với chống Dưới chống cánh hàn ống bao trục chân vịt, trục chân vịt đặt nghiêng so với mặt phẳng ngang khoảng -130 2.5.1.2 Hệ thống cánh ngầm mũi (Hình 8) Hệ thống cánh mũi gồm hai tầng, đoạn cánh giống cánh lái, nhìn từ mũi vào trông giống chữ V, gồm đoạn hàn đối đầu với nhau, đoạn nằm ngang cách đáy tàu khoảng 905mm.Cánh gồm hai đoạn, đoạn hàn vào hai chống với cánh , cánh lùi phía sau chiều rộng cánh, đầu cánh nhô cách theo chiều thẳng đứng 250mm, đầu cánh cách cánh 365mm( hình 8) Khi tàu chạy cách ta cịn nhìn thấy cách a Hình 8: Hệ thống cánh ngầm mũi tàu cánh ngầm VOKHOD - 2M Vỏ tàu phía mũi, 2,6 chống cánh Cánh ngầm tầng dưới, Cánh ngầm tầng trên, Mặt cắt cánh(thiết diện), Ki đáy tàu phía mũi 2.5.2 Nguyên lí nâng cánh Như ta biết tàu cánh ngầm chạy với tốc độ 20km/h hệ thống cách ngầm nâng tồn thân tàu lên mặt nước ta gọi tàu chạy cánh hay nâng cánh Mục đích làm giảm mớn nước tàu, làm giảm lực cản 10 ... huấn luyện Bài KHÁI NIỆM PHƯƠNG TIỆN THỦY LOẠI TỐC ĐỘ CAO 1. 1 Khái niệm phương tiện thủy loại I cao tốc Phương tiện thủy tốc độ cao (sau gọi tàu tốc độ cao hay tàu cao tốc) loại tàu đặc biệt, có... Máy đo sâu Môn học 02: ĐIỀU ĐỘNG PHƯƠNG TIỆN LOẠI I TỐC ĐỘ CAO Bài 1: An toàn Bài 2: Điều động phương tiện tốc độ cao rời, cập cầu Bài 3: Điều động phương tiện tốc độ cao đường Bài 4: Sử dụng thiết... LỤC STT 1. 1 1. 2 2 .1 2.2 2.3 3 .1 3.2 3.3 4 .1 4.2 4.3 NỘI DUNG Môn học 01: CẤU TRÚC VÀ THIẾT BỊ PHƯƠNG TIỆN LOẠI I TỐC ĐỘ CAO Bài 1: Khái niệm phương tiện thủy loại tốc độ cao Khái niệm Phân loại