Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường nghiên cứu tính ổn định của tàu khi mắc cạn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐÓNG TÀU Đ ẠI THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG C Ọ H G ÀN H ẢI H ĐỀ TÀI ỆT VI NGHIÊN CỨU TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA TÀU KHI MẮC CẠN AM N Chủ nhiệm đề tài: ĐỒNG ĐỨC TUẤN Hải Phòng, tháng năm 2016 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài 3 Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 4 Phương pháp nghiên cứu, kết cấu cơng trình nghiên cứu Kết đạt đề tài CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY MẮC CẠN, CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA BÀI TOÁN ỔN ĐỊNH CHO TÀU GẶP MẮC CẠN ẠI Đ 1.1 Tổng quan nguyên nhân gây mắc cạn [3][4] C Ọ H 1.2 Cơ sở lý thuyết toán ổn định cho tàu gặp mắc cạn [1] ÀN H CHƯƠNG : ÁP DỤNG TÍNH TỐN KHI TÀU BỊ MẮC CẠN 12 2.1 Các thông số tàu 12 G H ẢI 2.2 Tính tốn phản lực tàu bị mắc cạn 14 ỆT VI CHƯƠNG CÁC BIỆN PHÁP CẦN THỰC HIỆN KHI TÀU GẶP MẮC CẠN 16 N AM 3.1 Các giải pháp sau bị cạn [3] 16 3.2 Tính tốn lượng nước vào tàu lưu lượng cần thiết [3] 18 3.3 Tính lượng nước vào tàu 19 3.4 Tính lực tác dụng tàu lên đất xác định lực kéo để thoát cạn [3] 19 3.5 Phương pháp cố định tàu mắc cạn [3] 21 3.6 Tìm phương án cạn [3] 22 3.7 Sau thoát cạn [3] 24 KẾT LUẬN 26 Trang 1 Kết luận 26 Hướng phát triển đề tài 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 ẠI Đ C Ọ H G ÀN H ẢI H ỆT VI AM N Trang MỞ ĐẦU Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Ổn định tính quan trọng, đóng vai trị đảm bảo an tồn suốt q trình khai thác tàu Tính ổn định định nghĩa là: “Khả trở lại vị trí cân ban đầu tàu thủy ngoại lực gây nghiêng ngừng tác dụng” Ngoại lực gây nghiêng bao gồm nhiều yếu tố sóng, gió, dịng chảy, tượng đâm va, q trình bốc xếp hàng hóa Tất yếu tố gây nghiêng ảnh hưởng tới tính ổn định tàu gây nguy hiểm cho tàu Trong đề tài nghiên cứu khoa học này, yếu tố ngoại lực ẠI Đ nghiên cứu tới tượng tàu bị mắc cạn Đây trường hợp tai nạn để lại hậu thiệt hại nghiêm trọng trình khai thác tàu Ọ H C Các tính tàu có tính ổn định nghiên cứu kĩ lưỡng H ÀN môn học lý thuyết tàu Đối với trường hợp tàu thủy gặp đâm va G mắc cạn tính ổn định tư tàu bị thay đổi, tính an tồn tàu bị H ẢI đe dọa u cầu tính tốn ổn định cho tàu gặp mắc cạn cần thiết, VI ỆT không dừng việc tính tốn, phương pháp cứu hộ cho tàu phải AM N đưa để giúp cho tàu khỏi tình trạng nguy hiểm Để có tài liệu nghiên cứu tổng quan mặt lý thuyết, có áp dụng ví dụ tính tốn đưa phương án cứu hộ tàu mắc cạn việc cần thiết Chính vậy, đề tài đánh giá tính ổn định tàu bị mắc cạn đưa dẫn để người điều khiển tàu áp dụng xử lý cách thích hợp Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Bài tốn ổn định tàu mắc cạn nghiên cứu nhiều đề tài nước Các giáo trình tài liệu tham khảo hướng giải cho toán Kết cơng trình nghiên cứu ứng dụng vào trình thực tiễn khai thác tàu thủy Trang 3 Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục tiêu: Đề tài trình bày lý thuyết quan trọng liên quan tới toán ổn định tàu thủy trường hợp gặp mắc cạn Sau đề tài áp dụng sở lý thuyết đưa để áp dụng tính tốn cho trường hợp tai nạn cụ thể Đề tài đưa dẫn cần thiết cho việc cứu hộ tàu tàu thủy gặp tai nạn Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài tàu chở hàng gặp trường hợp mắc cạn giả định Phương pháp nghiên cứu, kết cấu cơng trình nghiên cứu Đ ẠI Phương pháp nghiên cứu: H ÀN H AUTOHYDRO để tính toán C Ọ Đề tài sử dụng phương pháp lý thuyết để nghiên cứu, có hỗ trợ module G Kết cấu cơng trình nghiên cứu: ẢI H Đề tài gồm chương VI ỆT Chương Tổng quan nguyên nhân gây mắc cạn, sở lý thuyết Chương Áp dụng tính toán tàu bị mắc cạn AM N toán ổn định cho tàu gặp mắc cạn Chương Các biện pháp cần thực tàu gặp mắc cạn Kết đạt đề tài Dự kiến kết nghiên cứu Đề tài đưa sở lý thuyết, ví dụ áp dụng đưa biện pháp cứu hộ tàu gặp đâm va mắc cạn Đối tượng phục vụ nơi ứng dụng đề tài Trang Các kĩ sư thiết kế tàu, sĩ quan vận hành, khai thác tàu sinh viên thuộc chun ngành thiết kế tàu cơng trình khơi ẠI Đ C Ọ H G ÀN H ẢI H ỆT VI AM N Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY MẮC CẠN, CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA BÀI TOÁN ỔN ĐỊNH CHO TÀU GẶP MẮC CẠN 1.1 Tổng quan nguyên nhân gây mắc cạn [3][4] Trong trình khai thác tàu thủy, có nhiều nguyên nhân dẫn tới tượng mắc cạn tàu Các nguyên nhân chủ yếu yếu tố người, tức việc khai thác tàu chưa hợp lý gây nên, ngun nhân là: Chưa tìm hiểu điều kiện vùng hoạt động tàu, đường tàu vạch thiếu xem xét, tìm hiểu kĩ lưỡng ẠI Đ Khơng tìm hiểu rõ ràng ấn phẩm hàng hải không tu chỉnh hải đồ, không C Ọ H tìm hiểu thay đổi tuyến đường hành hải ÀN H Chưa chuyên nghiệp việc tác nghiệp hải đồ, chưa xác định vị trí khác thác cách cẩn thận, chủ quan định vị vị trí theo kinh nghiệm, thói quen dẫn tới G ẢI H sai sót q trình hành hải ỆT VI Có sai sót quan sát đo đạc dẫn tới nhầm lẫn nhiều đối tượng hải AM N đăng, phao báo hiệu hay mỏm núi, vật trôi Điều khiển tàu cách bất cẩn, tin tưởng vào vật báo hiệu dẫn tới sai sót khơng đáng có Chưa tn thủ nghiêm ngặt thao tác, chuyển ca cách qua loa đại khái, chưa kiểm tra vị trí cụ thể cho tàu, chưa xác định rõ trạng lúc tiếp nhận ca trực Chưa tìm hiểu kỹ tàu di chuyển qua vùng lạ, xuất nhiều dòng chảy mới, chưa sử dụng phương pháp, giải pháp án toàn di chuyển gần khu vực Chưa tìm hiểu rõ ràng sai số trang thiết bị tàu máy đo sâu, loại la bàn, Trang Quá dựa dẫm vào trang thiết bị báo hiệu rada qua vùng có tầm nhìn hạn chế, có nhiều sương mù, chuyển hướng chuyển động thực tránh va khơng đảm bảo an tồn Có sai sót, nhầm lẫn việc xác định tốc độ dòng chảy, hướng dòng chảy thủy triều Neo tàu khu vực không hợp lý, diện tích khu vực quay trở tàu nhỏ Luồng hẹp so với kích thước tàu, ảnh hưởng tới trình quay trợ tàu Chưa kiểm tra liên tục trình tàu neo đậu, để tàu bị neo, khơng xử lý kịp thời xác Đ ẠI Người điều khiển tàu chưa hiểu rõ tính ăn lái tàu điều động, chưa nắm rõ ÀN H trình điều động tàu C Ọ H tính chất gió dịng chảy khu vực dẫn tới việc chủ động G Người đạo mệnh lệnh điều khiển tàu sai, không kịp phát để sửa chữa H ẢI Ngoài cịn nhiều ngun nhân khác dẫn tới sai sót làm tàu mắc cạn VI ỆT 1.2 Cơ sở lý thuyết toán ổn định cho tàu gặp mắc cạn [1] AM N Hiện tượng tàu thủy bị mắc cạn trình khai thác tượng tai nạn phổ biến nhất, mắc cạn chiếm tới 30% tổng số vụ tai nạn tàu Khi mắc cạn, tư tàu bị ảnh hưởng nghiêm trọng đe dọa tới tính an tồn tàu Sự thay đổi tư mắc cạn đâm vào đá ngầm, bị đắm cháy, nhiên ta xét tới việc tàu thủy bị mắc cạn đất Khi gặp trường hợp này, ta cần có phương án dằn để cứu hộ tàu cách cần thiết thỏa đáng Khi tàu thủy bị mắc cạn cần phải xét đến tượng lên xuống thủy triều, ảnh hưởng lớn đến tàu, tượng làm thay đổi chiều chìm tư tàu, làm lật tàu gãy thân tàu Nhằm hạn chế tác hại tượng gây nên, người lái tàu cần xem xét tới tính tốn để đưa tàu khỏi vùng Trang nguy hiểm này, xác định rõ khối lượng cần chuyển khỏi tàu để tàu lên Ngồi lượng nước tràn vào khoang tàu giai đoạn cuối tàu bị thủng cần phải xác định Ta xét trường hợp tàu không bị thủng khoang để xem xét tư tàu Ở trường hợp này, coi đáy tàu tiếp xúc với đáy với diện tích tương đối nhỏ, phản lực đáy với đất coi tập trung điểm M Để tìm giá trị phản lực đáy R ta cần phải biết lượng nước thải tàu, lực tỷ lệ với thay đổi chiều chìm trung bình tàu nằm đất Theo định luật Archimedes R   AW δd , (1) ẠI Đ Trong đó: AW – diện tích đường nước chiều chìm tàu (d  δd 2) ÀN H tâm nghiêng ổn định: C Ọ H Tọa độ điểm tiếp xúc với đáy – điểm M, tìm từ cơng thức G Vị trí điểm tiếp xúc đất M tìm từ tư tàu tâm nghiêng ổn định ỆT (2) AM N zM  0,   R ;   VI yM  (  R)(GM  δGM ) M ẢI xM  GM L M R ; H sau: Trong đó: M M thay đổi góc chúi góc nghiêng tàu tư mắc cạn Trang z z M dM y M O WLM WLM WL dF RM d FM WL M dCP dA d AM dCPM WLM WL WL M WL RM M yM O xM y Hình Tư tàu bị mắc cạn ẠI Đ C Ọ H Phản lực đất tác dụng lên đáy tàu R cân với trọng lượng mà hàng ÀN H hóa cần phải dỡ khỏi tàu Ta coi trọng lượng đặt điểm M Do xuất giảm chiều cao tâm nghiêng ban đầu, lượng giảm tính theo cơng G ẢI H thức sau: δGM    R    R    d  δd  GM  VI ỆT Để giảm độ lớn phản lực này, ta lợi dụng thủy triều lên di AM N chuyển hàng hóa q trình bốc hàng tàu Sự dịch chuyển hàng cần thực hướng ngược với vị trí mà điểm M xuất Khi giảm độ chúi tàu mắc cạn gây nên Ta xét thay đổi chiều chìm tàu bị mắc cạn tìm giá trị phản lực đáy ta dỡ khối hàng tạ điểm có hồnh độ xCG Trường hợp phương trình mơ men điểm M có tính đến góc chúi nhỏ sau: m  xCG  xM   m GM L   AW  X CF  xM   δS ,   (3) dẫn đến δS  m  xCG  xM  m GM L   AW  X CF  xM   ,   (4) Trang 4.900 5.000 3,382.57 3,473.36 0.638 0.642 0.628 0.632 0.984 0.984 NOTE: Coefficients are based on L: 80.000 m 0.823 0.829 0.763 0.762 2.643 2.644 1,374.68 1,393.64 B: 13.740 m Curves of For m (w ith appendages ) Coefficient 0.5 0.0 1.0 5.0 Prismatic(Cp) Block(Cb) Midship(Cms) Water Plane(Cwp) Vol m^3 WS Area m^2 Vert Pri smatic (Cvp) Wet Surface (Cws) 4.5 d r a f t m 4.0 3.5 ẠI Đ H WS Area m^2 x 100 10.0 2.0 10.0 10.5 3.0 11.0 12.0 13.0 26.0 14.0 27.0 ẢI ỆT VI Baseline Draft: 3.000 Trim: zero Heel: zero H Hull Data (with appendages) G ÀN H Wet Surfac e (Cws) x 0.1 9.5 C Vol m^3 x 1000 3.0 Ọ Mids hip(Cms) x 0.1 N AM DIMENSIONS Length Overall: 86.849 m LBP: 80.000 m Beam: 14.000 m Volume: 1812.713 m3 Displacement: 1858.041 MT COEFFICIENTS Prismatic: 0.562 Block: 0.550 Midship: 0.979 BWL: 13.636 m Waterplane: 0.683 RATIOS Length/Beam: 6.203 Displacement/length: 101.136 MT/ cm Immersion: 7.634 Beam/Depth: 4.637 AREAS Waterplane: 744.792 m2 Wetted Surface: 1002.002 m2 Under Water Lateral Plane: 220.102 m Above Water Lateral Plane: 476.667 m2 CENTROIDS (Meters) Buoyancy: LCB = 1.173 aft TCB =0.000 stbd VCB = 1.646 Flotation: LCF = 1.342 aft Under Water LP: 0.629 aft of Origin, 1.460 below waterline Above Water LP: 0.743 aft of Origin, 3.673 above waterline Note: Coefficients calculated based on length of 80.000 m Hull Data (with appendages) Trang 13 Baseline Draft: 4.000 Trim: zero Heel: zero DIMENSIONS Length Overall: 86.849 m LBP: 80.000 m Beam: 14.000 m Volume: 2600.362 m3 Displacement: 2665.385 MT COEFFICIENTS Prismatic: 0.603 Block: 0.591 Midship: 0.981 BWL: 13.674 m Waterplane: 0.759 RATIOS Length/Beam: 6.203 Displacement/length: 145.081 MT/ cm Immersion: 8.512 Beam/Depth: 3.483 AREAS Waterplane: 830.464 m2 Wetted Surface: 1196.321 m2 Under Water Lateral Plane: 298.299 m Above Water Lateral Plane: 398.470 m2 ẠI Đ CENTROIDS (Meters) Buoyancy: LCB = 1.366 aft TCB =0.000 stbd VCB = 2.211 Flotation: LCF = 2.322 aft Under Water LP: 0.645 aft of Origin, 1.946 below waterline Above Water LP: 0.753 aft of Origin, 3.294 above waterline H G ÀN ẢI H Baseline Draft: 5.000 Trim: zero Heel: zero H Hull Data (with appendages) C Ọ Note: Coefficients calculated based on length of 80.000 m BWL: 13.706 m ỆT VI DIMENSIONS Length Overall: 86.849 m LBP: 80.000 m Beam: 14.000 m Volume: 3473.360 m3 Displacement: 3560.214 MT Block: 0.631 Midship: 0.983 AM N COEFFICIENTS Prismatic: 0.642 Waterplane: 0.831 RATIOS Length/Beam: 6.203 Displacement/length: 193.787 MT/ cm Immersion: 9.340 Beam/Depth: 2.789 AREAS Waterplane: 911.247 m2 Wetted Surface: 1395.104 m2 Under Water Lateral Plane: 379.848 m Above Water Lateral Plane: 316.921 m2 CENTROIDS (Meters) Buoyancy: LCB = 1.728 aft TCB =0.000 stbd VCB = 2.789 Flotation: LCF = 3.106 aft Under Water LP: 0.629 aft of Origin, 2.418 below waterline Above Water LP: 0.800 aft of Origin, 3.010 above waterline Note: Coefficients calculated based on length of 80.000 m 2.2 Tính tốn phản lực tàu bị mắc cạn Giả sử tàu bị mắc cạn, ta đo chiều chìm mũi, chiều chìm lái tàu là: Trang 14 Chiều chìm mũi: Tf = 1.1 m Chiều chìm lái: Ta = 4.0 m Khi phản lực đất vị trí xác định theo tư tàu Các giá trị cần tìm sau: Fixed Weight Status Item Weight (MT) LIGHT SHIP GROUNDING FORCE Total Weight: LCG (m) TCG (m) VCG (m) 1,858.04 -227.06 1.173a 31.492f 0.000 0.000 0.000 0.000 1,630.98 5.720a 0.000 0.000 Độ lớn lực tác dụng: R = 227.06 kN Hoành độ điểm tác dụng: LCG (M) = 31.492 Đ ẠI Cao độ điểm tác dụng: TCG (M) = (do phản lực xuất đáy tàu) H C Ọ Tung độ điểm tác dụng: TCG (M) = (Khơng xét tới góc nghiêng tàu) G ÀN H ẢI H ỆT VI AM N Trang 15 CHƯƠNG CÁC BIỆN PHÁP CẦN THỰC HIỆN KHI TÀU GẶP MẮC CẠN 3.1 Các giải pháp sau bị cạn [3] Ngay sau tàu bị mắc cạn, người khai thác tàu cần xác định vị trí tàu thời gian gặp nạn Tìm hiểu kĩ lưỡng thủy triều, dọng chảy tượng khí tượng thủy văn khu vực Dùng dây đo độ sâu để xác định độ sâu vùng mà tàu mắc cạn, nắm rõ tính chất đáy khu vực xung quan tàu, xác định khu vực thân tàu bị mắc cạn mức độ Cần phải xác định kiểm tra rõ ràng bên thân tàu, xem có bị thủng đáy hay không để đề phương án bơm rút nước bịt lỗ ẠI Đ thủng có Căn vào tình trạng cụ thể mà đưa giải pháp giúp tàu Ọ H nhằm thoát cạn Thơng báo với quan chức có liên quan C chủ tàu, quan bảo hiểm, liên tục liên lạc với quan để có G ÀN H thị ẢI H Nếu thân tàu chạm đáy thời gian ngắn sau lại có khả lên cần phải làm việc sau: ỆT VI bình thường, khơng có tượng bất thường khác người khai thác tàu AM N Viết kháng nghị hàng hải, ghi vào nhật ký hàng hài, nhật kí máy tàu, sau tàu cập bến phải trình để lấy chứng nhận Xem xét để thuê thợ lặn kiểm tra tàu, phần nhô thân tàu thiết bị lái, thiết bị đẩy, kháng nghị hàng hải cần phải nêu rõ báo cáo thợ lặn tình trạng đáy tàu bánh lái chong chóng Treo trang thiết bị phịng tránh va chạm Báo cáo tình trạng tàu khai thác công ty quản lý để xin ý kiến xử lý ’ Đo két nước dằn, két la canh tàu, kiểm tra tình trạng hư hỏng xuất thân tàu, xác định xem tàu có bị tràn nước hay khơng Cần phải liên Trang 16 tục thực công việc đến xác định rõ ràng tàu không bị thủng dừng lại Nếu tàu bị thủng nước xâm nhập thân tàu phải định rõ vị trí vết thủng, mức độ nghiêm trọng đóng tất cửa kín nước lại, áp dụng giải pháp để rút nước, chặn lượng nước gia tăng thêm vào thân tàu Kiểm tra tình trạng chong chóng, bánh lái xem có hư hỏng hay khơng Cách xác định vị trí tàu mắc cạn độ mắc cạn tàu: Khi tàu bị mắc cạn, người khai thác tàu cần đo độ sâu hai bên mạn tàu so sánh giá trị nhằm xác định sơ vị trí bị mắc cạn đáy tàu Nếu cần thiết, ta cần dùng dây thừng luồn qua đáy tàu qua hai bên mạn, sau kéo ẠI Đ dây từ vị trí mũi tàu tàu Làm thao tác ngược lại để xác định Ọ H rõ vị trí tàu bị mắc cạn Muốn xác định độ nằm cạn ta xác C định chiều chìm thực tế tàu để so sánh với mớn nước tàu tàu bị mắc cạn, H G thác tàu ÀN lưu ý phải khấu trừ lượng thay đổi mớn nước tiêu hao trình khai ẢI H Sau đo độ sâu cần xác định chất đáy địa hình nó, xác định VI ỆT vị trí xung quanh để tìm hướng cạn hợp lý Nếu có thể, sử dụng AM N xuống để đo sâu khu vực hai bên mạn tàu, để xác định địa hình đáy biển nơi mà tàu gặp nạn nhằm xác định phương án thoát cạn hợp lý Lưu ý vị trí mắc cạn tàu bị thay đổi, thay đổi gây bất lợi cho tàu ta cần dùng neo để ngăn thay đổi Nếu gặp bão gió phải chuẩn bị cho nước vào két đáy để dằn tàu giảm thấp cao độ trọng tâm Yêu cầu máy trưởng liên tục kiểm tra tình trạng máy Quan sát liên tục diễn biến thời tiết Tính tốn tổn thất lực để tìm giải pháp cạn, tính tốn lượng nước tràn vào hầm, két bị thủng, biến đổi tính ổn định thay đổi mớn nước Xác định lực kéo cần để giúp tàu cạn, thời gian thủy triều cao thấp, Trang 17 khối lượng hàng cần bốc để làm giảm khối lượng tàu Dựa vào thông tin để lựa phương án thoát cạn nắm vững thời gian đưa tàu thoát cạn Ghi chép đầy đủ cẩn thận tình hình mắc cạn tàu, cần áp dụng biện pháp khẩn cấp cần thiết Liên tục báo cáo quan quản lý tình trạng tàu khu vực, từ xin ý kiến xử lý thích đáng Nếu xuất hư hỏng vỏ tàu, tư tàu thay đổi mạnh xuất theo chiều hướng xấu, có hại cho tàu thực nhiều biện pháp mà không thành cơng xin ý kiến để bỏ tàu 3.2 Tính tốn lượng nước vào tàu lưu lượng cần thiết [3] Đ Lưu lượng nước vào tàu phụ thuộc vào diện tích lỗ thủng chiều sâu ẠI H ÀN H lượng nước vào tàu, C Ọ lỗ thủng tính từ mặt nước Dùng cơng thức tính gần lưu G Lượng nước xâm nhập tàu phụ thuộc vào diện tích vết thủng vị trí so H ẢI với mặt nước Có thể sử dụng cơng thức sau để tính gần lượng nước ỆT VI tràn vào tàu: AM N Q - Lượng nước vào tàu phút (tấn) C - Hệ số lưu lượng nước (nước biển lấy c = 0,6) A - Diện tích vết thủng (m2) H – Độ sâu vết thủng so với mặt nước (m) Tính tốn lưu lượng hút nước bơm Q’(tấn/giờ) Bợm ly tâm: Q’ = (1 ~ l,5)d2 Bơm piston: Q1 = (0,5 ~ 0,7)d2 Trang 18 Ở d đường kính miệng hút bơm xét (cm) 3.3 Tính lượng nước vào tàu Tính tốn khối lượng nước vào tàu để xác định tàu có lực hay không xác định lượng chiếm nước tàu cạn Cơng thức tính sau, Việc tính tốn giúp ta định đượng lượng sụt giảm lực từ tính lượng chiếm nước tàu cạn Ta sử dụng cơng thức sau: Ở đây: ẠI Đ Ọ H P – Khối lượng nước tràn vào két định; C  - Khối lượng riêng nước (tấn/m3) ÀN H  - Hệ số thấm nước khơng gian, tính tỷ số lượng nước G ẢI H tối đa thực tế ngập vào khoang với dung tích khơng gian ỆT VI L - Chiều dài khoang két bị ngập (m) AM N B - Chiều rộng khoang két bị ngập (m) D - Độ sâu đo nước khoang két bị ngập (m)  - Hệ số béo chung khoang két Có thể lấy gần sau: Nếu khoang tàu  =0,95-0,98; lại  0,40,5) 3.4 Tính lực tác dụng tàu lên đất xác định lực kéo để cạn [3] Tính lực tác dụng đáy tàu lên đất Lực tác dụng đáy tàu lên đất tỷ lệ với thay đổi lượng chiếm nước so với trước tàu bị mắc cạn Trang 19 Giá trị lực tính gần sau: Ở đây: P - Lực tác dụng đáy tàu lên đất (tf) d – Chiều chìm trung bình trước tàu bị cạn (cm) di - Chiều chìm trung bình trước sau tàu bị cạn (cm) TPC – Số cm chiều chìm tàu - Khơi lượng riêng nước biển (tấn/m3) V – Lượng thể tích nước xâm nhập vào khoang (m3) Đ ẠI Nếu tàu không bị thủng nước bơm hết khỏi tàu tàu vá C Ọ H lại giá trị V = G dịch chuyển tâm B ÀN H Nếu có chênh lệch lớn chiều chìm mũi lái ta phải hiệu chỉnh H Nếu tàu bị mắc cạn đá ngầm mà khơng bị thủng vị trí lực ỆT VI tác dụng tính tốn sau: ẢI 2) AM N Ở đây: P - Lượng nước bị giảm tàu bị mắc cạn MCT – Mơ men chúi cm chiều chìm tàu [(t.m)/cm] Trang 20 Mt – Mô men nghiêng ngang độ [(t.m)/cm] da – Sự thay đổi mớn nước tàu mắc cạn (m) xf – Hoành độ trọng tâm diện tích đường nước (m)  – Góc nghiêng xuất tàu mắc cạn B – Chiều rộng tàu (m) Tính lực kéo giúp tàu cạn Lực kéo giúp tàu cạn tính sau: F = f P Ở đây: Đ ẠI F - Lực kéo cần thiết (tf) H C Ọ f - Hệ số ma sát đáy tàu với đất (tra bảng) H G ÀN P – Lực tác dụng lên đất (tf) ẢI H ỆT VI AM N 3.5 Phương pháp cố định tàu mắc cạn [3] Khi tàu bị mắc cạn, xuất sóng gió, dịng chảy tác động thủy triều khiến cho thân tàu bị lay động dịch chuyển, vị trí tiếp xúc với đất bị hư hỏng thêm gây khó khăn cho việc cứu tàu sau Vì ta chưa tìm phương án cạn hợp lý ta cần vào điều kiện Trang 21 thời tiết, tình hình thủy triều khí tượng thủy văn để cố định tàu cách sử dụng neo tàu Để cố định giữ tàu ta cần vào tình trạng mắc cạn tàu, địa hình đất điều kiện xung quanh tàu để thả neo cho phù hợp Khi giữ tàu neo ta cần lưu ý điểm sau: Khi bị mắc cạn phía mũi cần xem xét đề phịng trường hợp lái tàu bị mắc cạn Cần chọn vị trí neo tàu có chất đáy tốt, tức đảm bảo độ bám neo với đất để đảm bảo cố định tàu Điều chỉnh cho xích neo chịu lực hướng Đ Thả neo hướng cạn nhằm mục đích cố định tàu ẠI H C Ọ chuẩn bị cho việc nạn tàu Khi mực nước xuống thấp tác động thủy triều, góc nghiêng ÀN H G tàu lớn, mắc cạn tàu bị gặp phải đá ta cần điều chỉnh nước dằn, ẢI VI Khi xuất gió mạnh nước chảy, sóng to cần phải đề phòng tàu bị ỆT H cố định phía có độ nghiêng cao AM N chao đảo mạnh, ta bơm nước dằn vào két để giúp thân tàu ép sát đất, từ đất không bị trôi Không nên bơm nước vào hai két khu vực mũi lái ảnh hưởng tới sức bền chung thân tàu 3.6 Tìm phương án thoát cạn [3] Khi bị mắc cạn, sau áp dụng biện pháp an toàn cần thiết, muốn cạn ta áp dụng số giải pháp sau: Dùng máy để cạn Sau tàu bị mắc cạn, người điều khiển chưa xác định mức độ tổn thương thân tàu tính chất đáy khơng nên mạo hiểm mắc cạn cách cho máy chạy lùi đột ngột Nếu tàu bị mắc đá ngầm việc Trang 22 gia tăng hư hỏng vỏ bao thân tàu, tăng lượng nước xâm nhập vào thân tàu khiến tàu khơng có khả cạn Nếu tính chất đáy có tính bám dính (đất sét) loại đất làm tắc đường ống nước làm mát máy chính, gây nguy hại Khi ta lùi tàu lái tàu quay bên trái, tàu quay ngang làm cho toàn tàu nằm cạn, tình trở nên nghiêm trọng Do vậy, muốn sử dụng máy để mắc cạn ta cần cân nhắc, tính tốn lựa chọn thời điểm thủy triều lên cao nhất, thay đổi tốc độ máy đồng thời dùng góc bánh lái lớn hai bên để phối hợp làm cho thân tàu đảo nhẹ, đáy lỏng tạo hội thoát mắc cạn cho tàu Khi thực thao tác cần cẩn thận, áp dụng giải pháp thích hợp để tránh cố xảy nghiêm Đ ẠI trọng Ghi chép lại tác động, hiệu xem xét kĩ lưỡng trình C Ọ H thao tác máy có xuất hiện tượng gia nhiệt hay không, theo dõi ÀN H tượng bất thường xảy chấn động rung thân tàu G Sau dùng máy mà khơng có hiệu quả, ta cần dùng giải pháp ỆT VI Điều chỉnh chiều chìm tàu ẢI H hiệu khác AM N Hiện tượng mắc cạn thường xảy đuôi lái tàu, bên mạn tàu Nếu trường hợp mắc cạn khơng q nguy hiểm sử dụng phương pháp điêu chỉnh chiều chìm tàu cách bơm chuyển nước két dằn, chất lỏng két nhiên liệu dịch chuyển lượng hàng hốt để tàu tính trạng mắc cạn Giảm bớt tải trọng hàng hoá để thoát cạn Nếu áp dụng cách mà khơng có hiệu ta cần xét vị trí bị cạn để thuê phương tiên sà lan chuyển tải để làm cho tàu lên Ta cần phải tính tốn lượng hàng cho phù hợp Trong trường hợp vị trí bị cạn xa khu vực cứu trợ, tình khẩn cấp gây nguy hiểm cho tàu ta phải bỏ hàng xuống biển Ghi chép lượng hàng Trang 23 bỏ bao nhiêu, thuộc đơn vị để xác định lượng tổn thất phương án đền bù sau Trước thực công việc ta cần cố đệ tàu để tàu giảm tải nên chuyển dịch vào vùng bị mắc cạn Kéo neo cạn Ta sử dụng neo để giúp tàu mắc cạn Sử dụng xuồng mang theo neo dây xích sử dụng dây cáp xa khu vực mắc cạn để thả Cần xác định hướng gió, dịng chảy độ sâu tương đối để xác định vị trí thả neo cho thích hợp Việc ảnh hưởng lớn tới trình kéo tàu khỏi vị trí nguy hiểm Ta sử dụng nhiều neo kéo tàu Nếu khơng có phương án làm tàu tình hình nghiêm trọng ẠI Đ C cho phù hợp Ọ H cần liên hệ với quan quản lý để xem xét nghiên cứu phương án cứu tàu G ÀN H 3.7 Sau thoát cạn [3] H ẢI Sau tàu cạn ta cần đo nước két mà không bị vào nước ỆT VI vị trí khơng bị hư hỏng Người điều khiển tàu làm kháng nghị AM N hàng hải để lấy xác nhận giúp tàu tiếp tục hành trình Nếu thân tàu bị hư hại phải ghé vào cảng để tìm phương án sửa chữa Cần báo cáo với chủ tàu để đưa phương án thích hợp Khi cập bến, người lái tàu cần thực công việc viết kháng nghị, báo cáo cố tàu xin xác nhận khu vực Sau tàu bị tai nạn, đãng kiểm phải tiến hành kiểm tra, tình trạng hư hỏng nghiêm trọng dẫn tới tàu bị treo cấp, giấy chứng nhận phân cấp khơng cịn hiệu lực Sau sửa chữa tạm thời Thuyền trưỏng phải yêu cầu giám định viên quan phân cấp tàu cấp giấy chứng nhận tàu đủ khả biền Sau tàu bị mắc cạn, quan đăng kiểm cần phải tiến hành kiểm tra tình trạng hư hỏng tàu Nếu mức độ hư hỏng lớn tàu bị treo giấy cấp, Trang 24 giấy chứng nhận khai thác khơng cịn hiệu lực Khi sửa chữa tạm thời thực xong cấp giấy đủ khả biển ẠI Đ C Ọ H G ÀN H ẢI H ỆT VI AM N Trang 25 KẾT LUẬN Kết luận Trong trình tìm hiểu tổng hợp nghiên cứu tài liệu, đề tài đạt số kết định sau: - Tổng hợp sở lý thuyết, giúp tính tốn tính ổn định tàu gặp tai nạn - Nêu ví dụ áp dụng với trường hợp mắc cạn giả định cho tàu cụ thể - Liệt kê phương án cứu hộ tàu cần thiết để giúp người khác thác triển khai cứu hộ tàu Hướng phát triển đề tài ẠI Đ Các đề tài nghiên cứu trường hợp mắc cạn cụ thể với H C Ọ loại tàu riêng biệt vùng mắc cạn khác Nghiên cứu xác định vị trí G đất ÀN H độ lớn phản lực đất cách xác tàu có diện tích tiếp xúc lớn với ẢI H ỆT VI AM N Trang 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Th.S Nguyễn Văn Võ 2015 Giáo trình “Lý thuyết, kết cấu thiết bị tàu” Trường Đại học Hàng hải Việt Nam [2] Th.S Nguyễn Văn Võ 2015 Giáo trình “Lý thuyết tàu thủy” Trường Đại học Hàng hải Việt Nam [3] Tiếu Văn Kinh 2003 Sổ tay Hàng hải Nhà xuất Giao thông vận tải [4] Apurba Ranjan Kar 2014 Stability of Grounded Ship The 14th International Ship Stability Workshop (ISSW), 29th September- 1st October ẠI Đ 2014, Kuala Lumpur, Malaysia C Ọ H G ÀN H ẢI H ỆT VI AM N Trang 27