Khái niệm ổn định tàu? Phân loại ổn định? Thế nào là ổn định tàu ở góc nghiêng lớn? Những yếu tố ảnh hưởng lớn đến ổn định tàu tại góc nghiêng lớn?Nêu tính chống chìm tàu thủy, nhiệm vụ tính chống chìm, các trường hợp gì xảy ra khi nước tràn vào khoang bị đắm của tàu?
LÝ THUYẾT TÀU Câu 1: Khái niệm ổn định tàu? Phân loại ổn định? Thế ổn định tàu góc nghiêng lớn? Những yếu tố ảnh hưởng lớn đến ổn định tàu góc nghiêng lớn? * Ổn định tàu thủy khả tàu chống lại tác động ngọai lực đẩy tàu khỏi vị trí cân ban đầu để đưa tàu trở lại vị trí cân này, ngoại lực khơng tác động * Phân loại ổn định : Theo tính chất ngoại lực gây nghiêng Ổn định tĩnh : momen gây nghiêng thay đổi từ từ thời gian tác động coi momen tĩnh, ổn định trường hợp gọi ổn định tĩnh Ổn định động : momen gây nghiêng thay đổi đột ngột thời gian tác động coi momen động, ổn định trường hợp gọi ổn định động Theo hướng nghiêng tàu Ổn định ngang : tàu bị nghiêng quanh trục dọc qua tâm điện tích đường nước Ổn định dọc : tàu bị nghiêng quanh trục ngang qua tâm điện tích đường nước * Ổn định tàu góc nghiêng lớn : Là tàu nghiêng đến góc đủ lớn, khoảng từ 10 ÷ 15 trở lên, tâm M khơng cịn nằm trục đối xứng, cịn B di chuyển khơng phải cung gần trịn ban đầu mà theo đường cong khơng thành luật Độ tăng tay địn mơmen ngẫu lực lực trọng lực khơng cịn tuyến tính với góc nghiêng mà sang hẵn giai đoạn phi tuyến * Những yếu tố ảnh hưởng lớn đến ổn định tàu góc nghiêng lớn : Việc bốc dỡ hàng, nhận hàng tàu Trọng lượng hàng Sức căng dây cáp treo Lực quán tính ly tâm quay vịng Ảnh hưởng kích thước hình học Khi hành khách tập trung mạn Sóng gió Khách hàng ( Theo hướng nghiêng tàu, Ảnh hưởng hàng rời, hàng treo, hàng lỏng, dịch chuyển, hành khách , hàng đóng bao) Câu (Bảo Trâm): Nêu tính chống chìm tàu thủy, nhiệm vụ tính chống chìm, trường hợp xảy nước tràn vào khoang bị đắm tàu? Tính chống chìm tàu thủy hiểu khả giữ ổn định tàu tính hàng hải khác trường hợp bị đắm khoang tàu Hai nhiệm vụ chống chìm là: 1- Xác định tình trạng tàu bị đắm, nước dồn vào khoang 2- Bố trí hợp lý vách ngăn kín nước, gồm vách dọc, vách ngang tàu, đảm bảo tàu bị thủng khoang khả nổi, ổn định tối thiểu Các khả xảy là: 1- Tăng thể tích phần chìm tăng chiều chìm tàu; 2- Chúi mũi chúi lái, tùy thuộc vị trí khoang bị đắm; 3- Nếu tàu có vách dọc, tàu bị nghiêng ngang; 4- Thay đổi diện tích mặt thống két đựng chất lỏng, làm giảm tính ổn định Câu (Mỹ Xn/Bảo Trâm): Anh/chị giải thích nói chiều cao tâm nghiêng GM thước đo ổn định ban đầu ( có hình vẽ minh họa ) ? => -Độ lớn GM thước đo độ dốc đường cong ổn định Ta có cơng thức mơmen hồi phục: Mhp=GZ=GMsin Chu kì tàu ảnh hưởng trực tiếp đến điều kiện làm việc an toàn tàu Chu kì lắc: T= CBGM (s) *Nếu GM tăng (a) Mhp tăng làm cho ổn định tăng, chu kì lắc giảm (tàu lắc nhanh, nhiều) => ảnh hưởng đến hành khách, hàng rời, hàng khơng đóng bao *Nếu GM giảm (b) Mhp giảm làm cho ổn định giảm, chu kì lắc tăng ( tàu lắc chậm, lâu) => giúp tàu êm ả lại cộng hưởng thêm ngoại lực nên làm tàu dễ bị chìm *Nếu GM=0 khơng có Mhp gây nguy hiểm cho tàu (tàu chìm…) Kết luận: GM phải lớn nằm mức tăng giảm kể Đối với tàu khách aGMb Câu (Đoan Thư): Anh ( chị ) trình bày điều kiện ổn định tĩnh ( có hình vẽ minh họa ) ? Sự khác ổn định ngang ban đầu ổn định góc lớn ? Một tàu đảm bảo ổn định tĩnh xem đảm bảo ổn định chưa ?( đon thư chịu) Điều kiện ổn định tĩnh: Sự khác ổn định ngang ban đầu ổn định góc lớn: Góc nghiêng ban đầu: Một vài quy phạm có = → 15 độ => góc nghiêng tĩnh, góc nghiêng ban đầu = 10 độ => góc nghiêng ban đầu Góc nghiêng lớn: > 10, 15 độ Tâm nghiêng ngang M không nằm trục đối xứng B di chuyển theo đường cong khơng thành luật, khơng phải cung gần trịn ban đầu Câu (Khả Ý): Anh ( chị ) phân tích sức cản tác động lên vỏ tàu Các thành phần sức cản ? Nêu cách tính thành phần sức cản ma sát? Sức cản tác dụng lên vỏ tàu: Các thành phần sức cản Trong thực tế thành phần Rf phụ thuộc vào chất lượng bề mặt cịn sức cản sóng Rw sức cản ký hiệu Rp vừa nhắc phụ thuộc vào hình dáng thân tàu, coi tập hợp Rw Rp sức cản dư Rr, để từ tính R = Rf + Rr Cách tính thành phần sức cản ma sát: Dạng cơng thức tính sức cản ma sát, nguyên thủy hệ thống đo vương quốc Anh: Các hệ số f n phụ thuộc vào chiều dài độ nhẵn bề mặt Cơng thức tính hệ số f Froude thức hố hệ thống metre sau,theo kết luận hội nghị ITTC 1935: Công thức Schoenherr đề xuất năm 1932, ATTC (American Towing Tank Conference) chấp nhận từ năm 1947: Công thức Prandtl Schlichting : Cơng thức Hughes: Cơng thức tính hệ số cản ITTC-57 không nhằm xác định CF cho phẳng tương đương công thức mà dùng cho việc tính chuyển thử mơ hình tàu tính sức cản ma sát cho tàu thật, có dạng: Câu (Thảo Vy): Tàu trả hàng P = 150T , tọa độ trọng tâm khối hàng trả Xn = 15,20m Yn = 1,80m , z = 6,70m Các thông số tàu trước trả hàng : A = 4000T , L = 135m , de = 5,80m da = 5m A- = 1300m LCF = -140m , GM = 0,95m , GML = 142m y = 1,025 T / m Xác định chiều cao tâm nghiêng tư thể tàu sau trả hàng Biết trước trả hàng tàu khơng nghiêng Câu (Thanh Tâm): Tàu có lượng chiếm nước 3500T , chiều cao tầm nghiêng GM = 0,85m , ta nâng khối hàng có trọng lượng 100T từ hầm hàng lên boong với độ cao a = 7,5m sau dịch chuyển sang mạn trái khoảng e = -5.2m Tính chiều cao tâm nghiêng góc nghiêng dịch chuyển ngang ? Tóm tắt : - Lượng chiếm nước : w = ∆ = 3500 T - Trọng lượng tàu : W = 100 T - Chiều cao tâm nghiêng : GM = 0,85 m - Độ cao a = 7,5 m - e = -5,2 m Giải : Trọng tâm thay đổi : δ KG = - wW δz = -1003500 7,5 = -0,214 (m) Chiều cao tâm nghiêng : GM1= GM + δ KG = 0,85 - 0,214 = 0.636 (m) Góc nghiêng dịch chuyển ngang : φ = w(y2-y1)∆(GM+δ KG) = 100.(-5,2)3500(0,85 + 0,636) = -0,233 (o) Vậy chiều cao tâm nghiêng góc nghiêng dịch chuyển ngang : 0,636 m - 0,233o Câu (Hoàng Như): Xác định tọa độ trọng tâm LCG , KG , sau tàu chạy tiêu hao hết 150 dầu nhớt Biết : Tọa độ trọng tâm khoang dầu Xgy = 15m Zg = 0.8m ; tọa độ trọng tâm nhớt Xg = 4m Zg = 12m Lượng chiếm nước tàu lúc toàn tải A = 2950T , tọa độ trọng tâm tàu lúc LCG = 3,0m , KG = 5,2m ? Tên Wi Xi Yi Zi Mx My Mz Tàu 2950 -3 5,2 -8850 15340 Dầu -150 15 0,8 -2250 -120 Nhớt -5 Tổng 2795 1,2 -20 -6 -11120 15214 Chiều dọc trọng tâm tàu: LCG = -111202795 = -3,97 ≈ -4 (m) Chiều cao trọng tâm tàu: KG = 152172795 = 5,44 (m) Câu (Đào): Trên tàu chở khách có lượng chiếm nước A = 3000t , chiều rộng B = 12,4m , chiều cao tâm nghiêng ngang GM = 0,90m , có 250 hành khách tập trung bên mạn Xác định góc nghiêng ngang hành khách tập trung khu vực dài = 14m gây ? Thông lệ trọng lượng hành khách người Việt nam trung bình 65Kg : mẻ diện tích mặt boong tập trung người Câu 10 (Ngọc Quyên): Một tàu với lượng chiếm nước = 4800 , ban đầu chạy không nghiêng , không chúi Người ta dịch chuyển trọng lượng w = 20t sang ngang khoảng Ay = 7m , chiều cao tâm nghiêng ban đầu GMo = 0,3 m Xác định góc nghiêng tàu