Giáo trình Thiết bị hàng hải 1 (Nghề Điều khiển tàu biển Trình độ Trung cấp)

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: THIẾT BỊ HÀNG HẢI NGHỀ: ĐIỀU KHIỂN TÀU BIỂN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo định số:29/QĐ-CĐHH II ngày 13 tháng 10 năm 2021 Của trường Cao Đẳng Hàng Hải II (Lưu Hành Nội Bộ) TP HCM , năm 2021 Ch−¬ng khái niệm từ trờng 1.1 T tính nam châm 1.1.1 Kh¸i niƯm Bé phËn chÝnh la bàn từ thành phần nhạy cảm Thành phần nhạy cảm gồm nam châm vĩnh cửu, chóng kÕt cÊu víi thµnh mét hƯ thèng gäi hệ thống kim từ Lực định hớng thành phần nhạy cảm đợc phát sinh dới ảnh hởng từ trờng trái đất Từ trờng trái đất đợc hình thành cấu tạo hoạt động lòng đất gồm nhiều mỏ quặng, kim loại Những loại quặng hút đợc mạt sắt gọi sắt từ Các loại vật thể khác có tính chất nh trên: sắt, thép số hợp kim có tính chất từ đợc luyện từ theo phơng pháp nhân tạo Những vËt thĨ cã tõ tÝnh nh− vËy gäi lµ nam châm Vậy vật thể hút đợc sắt, thép gọi vật thể có từ tính Sắt, thép mang từ tính gọi nam châm 1.1.2 Tính chất nam châm - Thanh nam châm có điểm tập trung từ lực mạnh gọi từ cực Từ cực cách đầu nam châm khoảng 1/12 (2l khoảng cách cực nam châm) - Đờng qua hai từ cực gọi trục từ - Bộ phận nam châm từ tính gọi phần trung tính - Hai đầu nam châm tên đẩy khác tên hút - Từ cực nam châm cắt rời đợc, ta cắt nam châm thành nhiều đoạn đoạn thành nam châm 1.1.3 Søc tõ, tõ khèi , m« men tõ - Sức từ: Lực đẩy lực hút hai cực gọi sức từ Quy định sức tác dụng cực tên (+) sức tác dụng hai cực khác tên (-) - Từ khối nam châm khối lợng từ chứa hai cực nam châm Ký hiệu: m - Định luật Culông : Qua thí nghiệm Culông chứng minh lực tác dụng hai cùc cđa nam ch©m tû lƯ thn víi tÝch sè tõ khèi cđa chóng vµ tû lƯ nghịch bình phơng khoảng cách hai từ khối Ta cã: F= m1 m2 μd (1.2) m1 , m2 khối lợng từ chứa hai cực nam châm d khoảng cách hai cực tõ µ : lµ hƯ sè dÉn tõ phơ thc vào điều kiện môi trờng : = : môi trờng chân không < : môi trờng phản từ lực tác dụng lớn chân không > : môi trờng thuận từ lực tác dụng nhỏ chân không 1.1.4 Từ trờng - Cờng độ từ trờng - Đờng søc tõ 1.1.4.1 Tõ tr−êng - Tõ tr−êng cña nam châm khoảng không gian bao quanh nam châm mà có từ lực tác dụng 1.1.4.2 Cờng độ từ trờng Giá trị biểu thị đặc tính từ trờng cờng độ từ trờng ký hiệu H Vậy cờng độ từ trờng điểm lực tác dụng lên đơn vị từ khối (+) đặt điểm Ta có c«ng thøc sau : H = F m (1.3) 1.1.4.3 Đờng sức từ - Đờng sức từ đờng nối liền hớng cờng độ từ trờng điểm, từ trờng đờng sức có dạng đờng thẳng, từ trờng không đờng sức có dạng cong (hình 1.2) -Trong thực tế hàng hải cho phép coi từ trờng trái đất không gian tàu chiếm chỗ từ trờng Với giả thiết nh đơn giản nhiều cho việc nghiên cứu la bàn - Đờng sức từ vào cực nam (S) cực b¾c (N) 1.2 CƯỜNG ĐỘ TỪ TRƯỜNG CỦA NAM CHÂM THNG 1.2.1 Xét cờng độ từ điểm đờng trung trực nam châm - Xét nam châm thẳng NS có từ khối m Khoảng cách cực 2l Xét điểm B đờng trung trực NS có từ khối +1 đơn vị Khoảng cách OB = d Giả thiết d >> l - Gäi c−êng ®é tõ tr−êng cđa nam châm tác dụng lên điểm B H1, gọi lực tác dụng cực lên điểm B FN FS hợp lực hai lực : r r r H = FN + FS FN áp dụng định luật Culông ta có : FN = FS = B m (d + l ) XÐt vỊ ®é lín : H1 Fs d N (+)m S θ o H×nh 1.3 (-)m H1 = FNcos + FScos = cos(FS+FN) Mặt khác ta có : cosθ = l d +l 2 ⇒ H1 = Tõ gi¶ thiÕt d>>l ⇒ l d +l l2 ≅ d2 ( 2m 2ml )= = d +l (d + l ) M ⇒ H1 = d (1 + = l ) d2 M l2 d (1 + ) / d M d3 VËy véc tơ cờng độ từ trờng H1 có hớng song song với trục nam châm có chiều hớng vỊ cùc S 1.2.2 C−êng ®é tõ tr−êng cđa nam châm tác dụng lên điểm đờng trục từ - Xét nam châm thẳng NS có từ khối m Khoảng cách cực 2l Từ khối điểm A +1 đơn vị Khoảng cách từ A đến trung tâm nam châm OA = d Giả thiết d>>L - Xét cờng độ từ trờng tác dụng lên điểm A H2: Ta gọi lực từ tác dụng cực N FN, cực S FS H2 = 2M d3 - M mô men từ nam châm Vậy véc tơ cờng ®é tõ tr−êng H2 cã ph−¬ng trïng víi ph−¬ng cđa trục dọc nam châm, chiều từ đầu N 1.2.3 Cờng độ từ trờng nam châm thẳng tác dụng lên điểm nằm vị trí bÊt kú - XÐt nam ch©m NS cã tõ khối m, khoảng cách hai cực 2l Xét điểm C vị trí có từ khối +1đơn vị, gọi khoảng cách OC = d, giả thiết d>>l Giả sử nam châm NS có mô men M Ta chiếu véc tơ M lên hớng OC hớng vuông góc với OC ta đợc M1và M2 cách ta thay nam châm NS thành nam châm N'S' N"S" Một N'S' có điểm C nằm đờng trung trực Một N"S" có điểm C nằm ®−êng trung trùc 1.3 Sù t¸c dơng lÉn hai nam châm đặt từ trờng * La bàn từ đợc đặt từ trờng trái đất Trong trình xét coi từ trờng trái đất đều, đợc tiến hành sử dụng nam châm thẳng đặt cố định thân la bàn, kim nam châm đặt chậu la bàn có khả quay quanh trọng tâm Để đơn giản ta biểu diễn nam châm kim nam châm dới dạng sơ đồ (Hình 1.6) Nếu kim nam châm NS có mô men 2ml, ®Ỉt tõ tr−êng ®Ịu cã c−êng ®é tõ tr−êng H , chúng chịu tác dụng hai lực +mH -mH (Hình 1.6) Các lực +mH , -mH tạo với thành ngẫu lực với cách tay đòn NA NA = 2lsin Dới tác dụng mô men quay này, kim nam châm quay định hớng dọc theo r hớng véc tơ cờng độ từ trờng H Giá trị mô men quay ký hiệu P đợc tính theo công thức P = 2lmHsin (4) (1.7) Giả sử vị trí không gian xung quanh kim nam châm ta đặt nam châm thẳng N-S cố định , có mô men từ M Cờng độ từ trờng nam châm N-S trọng tâm nam châm ta tính đợc theo công thức đà nghiên cứu 1.2 1.4.1.1 Các chất sắt từ Các chất sắt từ có độ tõ thÊm rÊt lín (μ >> 1), nªn nã cã khả từ hoá đặc biệt Khả từ hoá đặc biệt vật thể sắt từ đợc giải thích nh sau : + Vật thể sắt từ đợc cấu tạo vô số nam châm phân tử Nếu nam châm phân tử chuyển động hỗn loạn lực tác dụng chúng trờng hợp tổng quát vật thể từ tính Các nam châm phân tử tác dụng tơng hỗ chúng vị trí cân + Nếu ta đem vật thể sắt đặt vào mét tõ tr−êng, d−íi t¸c dơng cđa c¸c lùc , nam châm phân tử bị định hớng theo hớng xác định, nghĩa bị từ hoá Sau tất nam châm phân tử đà định hớng theo từ trờng tình trạng bÃo hoà từ khẳ từ hoá + Nếu ta triệt tiêu từ trờng từ hoá bên ngoài, lực tác dụng tơng hỗ phân tử lại làm chúng chuyển động hỗn loạn trở tình trạng đầu Nhng tợng định hớng song song nam châm phân tử, mặt khác lực tác dụng tơng hỗ chúng phát sinh không hoàn toàn nh tình trạng ban đầu, chúng lợng từ d từ trờng bên triệt tiêu, chúng trở thành nam châm 1.4.1.2 Các chất thuận từ Các chất thuận từ có độ từ thẩm >1đơn vị, chất bị từ hoá theo hớng từ trờng Nhng chuyển động nhiệt phân tử chất thuận từ đà làm giảm khả định hớng nam châm phân tử , chất thuận từ bị từ hoá yếu không dùng làm nam châm vĩnh cửu 1.4.1.3 Các chất phản từ : < 1đơn vị Các chát phản từ có nam châm phân tử bị từ hoá theo hớng ngợc lại với từ trờng từ hó, nên khả từ hoá nhỏ đơn vị 1.4.2 Đặc tính từ hoá sắt từ Cho thỏi sắt từ vào lòng ống dây cho dòng điện chạy qua cuộn dây Ban đầu tăng dần cờng độ từ trờng H cảm ứng từ B tăng, theo tỷ lệ thuận cờng độ từ trờng H đạt tới cờng độ từ trờng cuộn dây cảm ứng từ B không tăng nữa, đạt giá trị lớn Điểm a điểm bÃo hoà từ (hình 1.10) Nếu sau ta giảm từ từ cờng độ từ trờng H, cảm ứng từ B giảm dần không theo đờng cũ mà theo đờng khác gọi đờng trễ ab, H giảm Hiện tợng trễ cho ta thấy vật thể sắt từ có tính chất từ hoá đặc biệt, đoạn ob gọi từ d 1.4.3 Vật liệu nam châm từ Căn vào lực giữ từ (hay gọi lực kháng từ) ngời ta chia vật liệu sắt từ làm hai loai : sắt từ cứng sắt từ mềm 1.4.3.1 Sắt từ cứng Sắt từ cứng vật liệu sắt từ có lực kháng từ lớn, tức có khả giữ từ lớn , đợc sử dụng để chế tạo nam châm vĩnh cửu Các sắt từ cứng đặc biệt thép bon thép crôm thép có chứa nhiều co-ban Sắt từ cứng tơng ứng với vật liệu sắt từ có lực kháng từ lớn 20 oe 1.4.3.2 Sắt từ mềm Sắt từ mềm vật liệu sắt từ có lực kháng từ nhỏ, hầu nh khả lại từ tính Những vật liệu sắt từ đợc gọi sắt từ mềm lực kháng từ nhỏ oe Dới lực kháng từ số vật liệu sắt từ : Hợp kim Platin - Coban 4000 oe Hợp kim Platin - Sắt 15000 oe Hợp kim "Magnhit" 550 oe Hỵp kim "Vickal" 500 oe ThÐp Co-ban 220 oe Thép Von - Fram Thép đóng tàu Sắt"Armko" 60 oe oe 0,8 oe 1.5 TỪ TRƯỜNG CỦA TRÁI ĐÁT- ĐỘ LỆCH ĐNA TỪ 1.5.1 Khái niệm từ trường trái đất Qua thÝ nghiÖm, treo mét kim nam châm tự bề mặt trái đất vị trí quan sát thấy đầu kim nam châm định hớng Từ thí nghiệm chứng tỏ trái đất có từ trờng Từ trờng bao quanh bề mặt trái đất, không gian, lòng đất dới nớc biển ®Ịu ph¸t hiƯn thÊy cã tõ lùc t¸c dơng Tõ trờng đất có ý nghĩa lớn sống ngời Trong không gian hàng nghìn kilômét bao quanh mặt đất, từ trờng đất nh môi trờng ngăn tia sáng vũ trụ xuyên vào đất Do bảo vệ đơc sống sinh vật mặt đất khỏi bị huỷ diệt phóng xạ Nghiên cứu từ trờng đất cho phép khái quát nét để xây dựng bề mặt đất, phát vỉa quặng có ích, nghiên cứu tợng phát sinh từ mặt trời không gian vũ trơ Mét vÝ dơ râ rµng nhÊt lµ ng−êi đà biết lợi dụng từ trờng đất để chế tạo địa bàn giúp ngời rừng, sa mạc, chế tạo la bàn để lại biển 1.5.2 Các phân lực địa từ ảnh hởng Xét điểm A bề mặt trái đất , chịu tác dụng cờng độ địa từ trờng ký r hiệu T Véc tơ cờng độ từ trờng ( T ) điểm tiếp tuyến với đờng sức từ Nếu Tại điểm A ta treo kim nam châm trục kim nam châm nằm theo hớng véc tơ r ( T ) lệch với mặt phẳng nằm ngang góc , góc gọi độ từ nghiêng Nếu đầu bắc kim nam châm chúi xuống góc mang dấu dơng , đầu bắc kim nam châm ngẩng r lên góc mang dấu âm Nh cực góc = 900 , T vào cực bắc cực nam xích đạo = 00, đờng nối điểm có = 00 gọi xích đạo từ, xích đạo từ có dạng đờng cong không gần xích đạo địa lý Các điểm có độ từ nghiêng nối lại gọi vĩ độ từ Phân tích véc tơ cờng độ từ trờng T thành hai thành phần - Thành phần nằm ngang : H - Thành phần thẳng đứng : Z Thành lập công thức biểu thị mối quan hệ phân lực : Ta cã: T2 = H2 + Z2 H = Tcos θ Z = Tsin θ tg θ = Z H => Nhận xét : Phân lực H gọi phân lực định hớng nghĩa dới tác dụng phân lực nằm ngang H kéo kim nam châm la bàn hớng bắc địa từ (Nd) , kinh tuyến qua gọi kinh tuyến địa từ , kinh tuyến địa từ đợc chọn làm mốc tính hớng phơng vị địa từ Qua công thức ta thấy điểm A xích đạo = ⇒ H = T = HMax (kho¶ng 0,4 oe), Z = chứng tỏ la bàn hoạt động vùng xích đạo , gần xích đạo khả định hớng tốt Khi vĩ độ tăng H giảm , cực = 900 H = chứng tỏ la bàn khả hoạt động - Phân lực Z tác dụng định hớng 1.5.3 Độ lệch địa từ (Hình 1.13) Do trái đất có từ trờng, lực địa từ tác dụng vào kim nam châm la bàn làm kim la bàn không hớng bắc thật ký hiệu (Nt) mà sang hớng khác gọi bắc địa từ (Nd) , kinh tuyến qua gọi kinh tuyến địa từ, kinh tuyến địa từ đợc chọn làm mốc để tính hớng địa từ (Hd) phơng vị địa từ (Pd) góc lệch kinh tuyến địa từ kinh tuyến thật gọi ®é lƯch ®Þa tõ d 1.6 Ngun tắc làm việc ca la bn t Nếu ta đà biết, thành phần nhạy cảm la bàn kim từ Khi kim la bàn đợc treo tự r trục kim định hớng dọc theo véc tơ cờng độ từ trờng ( T ) trái đất mặt phẳng kinh tuyến từ Nhng kim từ treo tự sử dụng làm thành phần nhạy cảm cho la bàn từ hàng hải đợc , độ từ nghiêng lớn (ở vĩ độ cao ) xác định hớng nằm ngang theo kim nghiêng khó khăn Vì la bàn từ hàng hải ngời ta tìm cách treo thành phần nhạy cảm cho tự động xoay mặt phẳng nằm ngang (hình 1.16), thể kim từ đợc treo nh Trục kim tạo vói phần nằm ngang từ trờng trái đất , nghÜa lµ víi kinh tun tõ mét gãc δ Từ trờng trái đất không gian kim nam Nt châm chiếm chỗ coi nh từ trờng Với điều +mH kiện theo công thức (1.7) kim từ chịu tác dụng M mômen quay P N P = 2lmHsin (1.11) 2l lµ chiỊu dµi kim tõ vµ m lµ tõ khèi lực kim từ Biết 2lm = M mômen từ kim nam châm P = MHsin T S Z -m H Hình 1.16 Dới tác dụng mômen quay P kim nam châm xoay phÝa kinh tuyÕn tõ Xong cã ma s¸t ë điểm đỡ kim ổn định hớng khác với kinh tuyến từ Theo công thức kim từ ổn định = tức lµ sinδ = , vËy P = Mô men P gọi mômen quay kim la bàn từ Trong thực tế điều kiện ổ đỡ thành phần nhạy cảm cha lý tởng tồn lực ma sát làm triệt tiêu mômen quay P Tức kim từ ổn định vị trí ứng với góc nhá , gãc nµy gäi lµ gãc i' ký hiƯu Vật liệu ma sát triệt tiêu lực P l µ : Q Q = M.H.sin△ Víi △ nhá nªn cã thĨ viÕt Q = MH△ Hay △ = Q MH La bµn nµo cµng cã gãc i' nhỏ la bàn tốt + Muốn giảm i' ta làm giảm lực ma sát Q điểm ổ đỡ đạt giá trị nhỏ Để đạt đợc yêu cầu ngời ta gắn kim từ vào đáy mồt phao kín nớc nhựa đồng, sau thả chúng vào dung dịch cồn nớc cất Toàn thành phần nhạy cảm đợc đỡ kim trụ Đỉnh kim trụ ổ đỡ ngời ta gắn kim loại cứng Với điều kiện hoạt động nh lực ma sát đạt giá trị nhỏ + Mặt khác để giảm góc i' ta tăng mômen từ kim nam châm, cách ngời ta chế tạo kim từ nam châm mà cặp hay nhiều căp nam châm đặt song song, cực, từ lực, đối xứng qua trọng tâm kim la bàn Hệ thống nam châm nh đảm bảo mô men từ lớn + Giá trị mômen quay P kim la bàn phụ thuộc vào vĩ độ Khi tàu xích đạo H lớn nên P lớn tàu cực H = 0, nên mô men quay P nhỏ có góc ì lớn nhất, la bàn định hớng + Góc i' la bàn đại cho phÐp △≤ 002 H = 0,05 0e ë nhiệt độ +150C Chơng lý luận độ lệch la bn 2.1 từ trờng tàu- độ lệch la bàn từ 2.1.1 Khái niệm từ trờng tàu Nếu la bàn từ đợc trang bị tàu đóng chất vô từ tính ( hợp kim nhôm, nhựa, gỗ ) Kim nam châm la bàn kinh tuyến địa từ (Nd ), không gây độ lệch Hiện tất tàu chạy biển đợc đóng sắt thép Sắt thép tàu gồm sắt từ cứng ( sắt già ) sắt t mềm ( sắt non ) Các chất sắt từ tàu bị từ hoá từ trờng trái đất tạo từ trờng tàu Từ trờng tàu làm thay đổi từ trờng trái đất xung quanh tàu Vậy la bàn từ đợc đặt tàu, dới tác dụng từ trờng tàu làm kim la bàn không hớng bắc địa từ ( Nd ) mà sang hớng khác gọi bắc la bàn ( ký hiệu NL ), đờng qua trục kim nam châm gọi kinh tuyến la bµn ( hinh 18 ) VËy kinh tuyÕn la bµn giao tuyến mặt phẳng nằm ngang mặt phẳng thẳng qua trục N S kim la bàn Kinh tuyến la bàn đợc chọn làm mốc để tính hớng la bàn phơng vị la bàn 2.1.2 Độ lệch riêng la bàn Độ lệch riêng la bàn góc hợp phần bắc ban kinh tuyến địa từ phần bắc kinh tuyến la 2.2 Phơng trình passon -z 2.2.1 Khái niệm hệ trục toạ độ tàu (Hình 2.2) Từ kỷ 18 tàu thuyền đóng sắt thép -y phát triển La bàn từ đợc trang bị tàu, nhà hàng hải phát la bàn có độ lệch lớn Nhà bác học Passon ngời pháp đà nghiên cứu tìm phơng trình biểu thị lực tác dụng địa từ +x n +y -x +z Hình 2.2 trờng từ trờng tàu la bàn Phơng trình đợc gọi phơng trình Passon phương vị tới mục tiêu, xoay đĩa mêca cho vạch thẳng đĩa qua mục tiêu cần đo phương vị đọc giá trị phương vị hay góc mạn vành chia độ quanh ảnh 3.1.3.2 Sử dụng đường phương vị điện tử (EBL: Electronic Bearing line) Hầu hết radar ngày thiết kế cấu đường phương vị điện tử Sử dụng đường phương vị điện tử để đo phương vị nói chung nhanh chóng xác so với đĩa Parallel Index kiểu cũ Trước hết phải hiển thị đường phương vị điện tử EBL ảnh cách tăng núm độ sáng EBL BRILLIANCE đến nhìn thấy đường EBL hình Xoay núm EBL CONTROL để đưa đường EBL qua mục tiêu cần đo phương vị đọc giá trị phương vị ô thị Nếu radar để chế độ định hướng theo mũi tàu nhiều loại radar báo góc mạn ô thị Nếu radar để chế độ định hướng Bắc giá trị thị cho ta phương vị Tuy nhiên loại radar cho ta thị phương vị ảnh chế độ định hướng theo mũi tàu Vì vậy, radar đồng với la bàn tốt cần quan sát cài đặt lại thông số chế độ hiển thị thích hợp để nhận biết thị góc thị góc mạn hay phương vị mục tiêu, tránh nhầm lẫn 3.1.3.3 Sử dụng trỏ hình (Cursor) 3.2 Giới thiệu công tác đồ giải tránh va radar Công tác đồ giải tránh va radar kiến thức bắt buộc sĩ quan boong Các bước đồ giải khơng trình bày chi tiết mà giới thiệu sơ bộ, đồng thời giải thích số thơng số thường sử dụng đồ giải tránh va radar 3.2.1 Các bước thực đồ giải tránh va Việc đồ giải tránh va thực giấy (Radar Plotting Sheet), số radar đồ giải ảnh radar Cấu tạo bề mặt ảnh radar hình vẽ cho phép người sử dụng đánh dấu ảnh mục tiêu đồ giải tránh va trực tiếp ảnh Khi dùng bút đánh mặt đồ giải ảnh radar dấu chạm vào mặt đồ giải ảnh radar, tác ảnh radar gương bán phản xạ đèn chiếu sáng vị trí ảnh mục tiêu dụng gương bán phản xạ đèn chiếu sáng nên nhìn xác ảnh đầu bút đồ giải ảnh radar Ảnh đối xứng với vị trí thật đầu bút qua gương bán phản xạ Đưa ảnh đến trùng với ảnh mục tiêu đánh dấu lại mặt đồ giải radar (mặt cùng) Khi đánh dấu ảnh phải tăng độ sáng đèn chiếu cách sử dụng núm PLOTTER DIMMER Đánh dấu vị trí mục tiêu xong giảm bớt độ sáng đèn để quan sát rõ mục tiêu ảnh Đồ giải tránh va có hai phương pháp: đồ giải tương đối đồ giải tuyệt đối Ở giới thiệu phương pháp đồ giải tương đối Phương pháp đồ giải tuyệt đối sử dụng 0o SHM TCPA y x BCR TBCR CPA Lưu ý: Đồ giải cho ta thông số hay nhiều mục tiêu phương án tránh va Thao tác tránh va thực tế cần tuân theo Luật tránh va COLREG-72 điều kiện thực tế biển - Bước 1: Phát mục tiêu, đánh dấu vị trí mục tiêu đồ giải Để phát mục tiêu xác định thơng số mục tiêu ảnh cần phải để chế độ định hướng theo hướng Bắc theo hướng chạy tàu để giảm sai số đo khoảng cách đo phương vị mục tiêu Thang tầm xa nên đặt 12 NM Khoảng cách hợp lý để phát mục tiêu ảnh 12 NM, nhiên cần xem xét nhiều yếu tố khác dẫn đến yêu cầu phải phát mục tiêu sớm tốt, ví dụ như: tốc độ tàu ta tàu mục tiêu, tầm nhìn xa, mật độ tàu thuyền… Tốt phải phát mục tiêu khoảng cách 12-15 NM từ tàu ta Sau phát mục tiêu ảnh cần đo khoảng cách phương vị tới tàu mục tiêu đồ giải vị trí lên giấy, sử dụng Radar Plotting Sheet, đồ giải ảnh radar thiết bị cho phép - Bước 2: Xác định hướng chuyển động tương đối mục tiêu tàu ta Sau khoảng thời gian định (thường khoảng phút, có sau phút tàu ta tàu mục tiêu có tốc độ lớn) tính từ lúc xác định phương vị khoảng cách lần 1, ta tiến hành đo lần thứ hai đồ giải tiếp tục lên giấy Tù hai vị trí cách phút xác định hướng tốc độ chuyển động tương đối tàu mục tiêu so với tàu ta - Bước 3: Xác định thông số tàu mục tiêu nguy va chạm Từ thông số chuyển động tương đối tàu mục tiêu, kết hợp với hướng tốc độ tàu ta, đồ giải tính hướng tốc độ thật tàu mục tiêu thông số khác CPA, TCPA, BCR, TBCR, Aspect Từ xác định tương quan vị trí nguy va chạm có quyền nhường đường (ví dụ: hai tàu cắt hướng hay đối hướng, tàu cắt hướng hay tàu vượt nhau, tàu quyền giữ nguyên hướng…) - Bước 4: Xác định thời điểm tránh va, CPA, hướng tương đối sau bẻ lái tránh va Min CPA phụ thuộc vào nhiều yếu tố: cỡ tàu, tầm nhìn xa, mật độ tàu thuyền, khoảng trống cho phép để điều động tránh va Trong Luật tránh va không qui định cụ thể CPA bao nhiêu, theo kinh nghiệm biển thông thường theo qui định nhiều cơng ty VTB CPA khoảng NM hợp lý Với tàu lớn lớn hơn, khoảng NM Thời điểm tránh va thường xác định tàu mục tiêu cách tàu ta khoảng cách Việc xác định khoảng cách phụ thuộc nhiều yếu tố vận tốc tàu ta tàu mục tiêu, cỡ tàu, khả điều động tàu ta tàu mục tiêu, tầm nhìn xa, mật độ tàu thuyền tương quan vị trí tàu ta, tàu mục tiêu tàu mục tiêu khác Ví dụ cụ thể: với tàu ta cách NM khoảng cách hợp lý để bắt đầu thao tác tránh va, phía tàu mục tiêu tàu nhỏ nên họ khoảng cách hợp lý lại NM , chí gần Do ta cần lưu ý điều này, đặc biệt tàu lại tàu phải nhường đường - Bước 5: Xác định phương án tránh va hành động cần thiết tàu ta theo phương án Thực thao tác tránh va Trên biển phương án tránh va hiệu thường đổi hướng đơn thuần, sử dụng phương pháp thay đổi tốc độ kết hợp thực ra, việc thay đổi tốc độ (chủ yếu giảm tốc độ) cho hiệu thấp lý sau: +) Việc thay đổi tốc độ đột ngột thường ảnh hưởng lớn đến hoạt động toàn hệ thống động lực tàu việc vịng quay máy giảm dẫn đến hoạt động máy phụ khác máy lai bị ảnh hưởng +) Việc thay đổi tốc độ đạt yêu cầu việc đồ giải tốc độ tàu có vài trị số tương ứng với tay chuông vị trí NAV FULL, FULL, HALF, SLOW… +) Thời gian để tốc độ giảm xuống tới tốc độ yêu cầu thường lâu, có tới hàng chục phút nữa, không đạt yêu cầu thao tác tránh va +) Trong tàu ta giảm tốc độ tàu mục tiêu khó nhận biết thay đổi tốc độ Vì lý trên, biển tình khơng có đặc biệt nên chọn phương pháp tránh va thay đổi hướng đơn Phương pháp có nhiều ưu điểm so với phương pháp thay đổi tốc độ Tuy nhiên phải sẵn sàng cho giải pháp thay đổi tốc độ cần phải áp dụng khơng chậm trễ Giả sử chọn phương án thay đổi tốc độ đơn tiến hành xác định hướng cần thiết phải chuyển sang để đảm bảo CPA Khi thao tác chuyển hướng tránh va nên thao tác sớm thời gian dự định vài phút tàu cần có thời gian để chuyển sang hướng Xác định thời điểm khoảng cách bắt đầu tiến hành thao tác tránh va với tàu mục tiêu Trong trường hợp nói tàu ta phải nhường đường Giả sử ta bắt đầu tránh va mục tiêu khoảng cách NM (tới vị trí 4) trì CPA=2 NM Từ điểm ta kẻ tia tiếp tuyến 4x tới vòng tròn tâm tàu ta, bán kính NM Từ điểm kẻ tia 2y song song với 4x ngược chiều Quay cung trịn tâm điểm 3, bán kính chiều dài đoạn 31 cắt tia 2y điểm Khi véc tơ 35 biểu thị hướng mà tàu ta cần chuyển sang để đảm bảo CPA=2 NM Đợi đến ảnh tàu mục tiêu chuyển động ảnh tới vị trí ta chuyển sang hướng Khi ảnh mục tiêu theo hướng tương đối 4x trì CPA= NM theo yêu cầu tránh va an tồn Từ điểm kẻ tia tiếp tuyến tới vòng tròn CPA, từ điểm vẽ tia khác song song với tia tiếp tuyến cắt vịng trịn tâm điểm 3, bán kính 31 điểm khác Các véc tơ hướng tương ứng với điểm khác ứng với trường hợp chuyển hướng khác Chi tiết cụ thể khả tránh va này khơng trình bày - Bước 6: Xác định nguy va chạm hành động tình phát triển Khi chuyển hướng xong cần theo dõi liên tục chuyển động tàu mục tiêu, có bất thường dịng chảy mạnh tàu có sai lầm điều động…, làm giảm CPA lại dẫn đến nguy va chạm phải điều chỉnh, chí đồ giải tránh va tiếp tục để tránh nguy - Bước 7: Xác định thời điểm trở hướng tốc độ ban đầu Xác định thời điểm trở hướng ban đầu yêu cầu đảm bảo CPA Theo Luật tránh va, nguy va chạm khơng cịn hai tàu qua hẳn tàu ta bỏ tàu lại sau lái Chi tiết thao tác khơng trình bày 3.2.2 Các thuật ngữ đồ giải tránh va radar BRG: Bearing DIST: Distance SOG: Speed Over Ground COG: Course Over Ground CPA: Closest Point of Approach TCPA: Time to CPA BCR: Bow Crossing Range TCBR: Time to BCR Aspect: phương vị mà tàu mục tiêu nhìn tàu ta Thơng số định xem tàu ta tàu cắt hướng hay vượt tàu mục tiêu, từ mà ta có biện pháp tránh va thích hợp 3.3 Nhật ký radar (Radar Log) Là tài liệu theo dõi trình hoạt động radar, nội dung gồm phần sau: - Các trang gồm tên tàu, hô hiệu, chủ tàu, số chứng quan sát đồ giải radar sĩ quan boong, thông số radar tàu (loại, số seri, tần số phát, tần số lặp xung, chiều dài xung, công suất xung phát, chiều cao an ten lắp đặt tàu, tầm xa cực đại cực tiểu…), hình vẽ biểu thị rẻ quạt mù treen ảnh radar lắp đặt tàu cấu trúc tàu gây ra… - Phần nhật ký ghi hoạt động hàng ngày radar Dưới ví dụ trang hàng ngày nhật ký radar TIME DATE LOCATION ON OFF IN USE WEATHER WIND & & SEA VISIBILITY CONDITION REMARKS SIG OF LICENSED OFFICERS - Phần cuối ghi chép hoạt động kiểm tra bảo dưỡng radar tàu, bao gồm công tác kiểm tra bảo dưỡng tàu, tượng hư hỏng việc sửa chữa hư hỏng này… Việc ghi chép xác nhật ký radar có tác dụng lớn việc theo dõi nguồn gốc phát sinh cố xảy radar, theo dõi tuổi thọ linh kiện quan trọng, đồng thời chứng pháp lý xảy tai nạn đâm va biển 3.1.6 Thiết bị tự động đồ giải tránh va radar (ARPA-Automatic Radar Plotting Aid) PHỤ LỤC A Các yêu cầu kỹ thuật radar (Performance Standard) Sau số tiêu chuẩn kỹ thuật tối thiểu bắt buộc thiết bị radar lắp tàu biển sau ngày 1/9/1984 B Các lưu ý an toàn làm việc với thiết bị radar Các nguy sử dụng radar gồm điện giật, tác hại huỳnh quang, điện áp cao sóng radio phát từ anten quanh khu vực máy phát (magnetron) Khi tiếp xúc với magnetron cần lưu ý nguy hiểm sóng siêu cao tần Do vật kính mắt người khơng có mạch máu chảy qua để làm mát nên bị khơ tiếp xúc với tia sóng viba Về lâu dài dẫn đến nguy cao bệnh đục nhân mắt Ngồi sóng siêu cao tần tác động trực tiếp thời gian dài ảnh hưởng không tốt đến thể người Sử dụng magnetron cịn có nguy bị điện giật quanh khu vực có magnetron nguồn cấp lên tới hàng ngàn V Kể dùng cách điện tiếp mát không ngăn nguy Một số magnetron có cách điện gốm dùng xit berili (beryllium oxide) Beryllium hóa chất độc hại, bị nghiền nát dễ hít phải ăn phải Tiếp xúc lần nhiều lần dẫn đến nhiễm độc beryllia, bệnh chưa chữa Ngoài beryllia xếp vào chất gây ung thư cho người Do không nên đập vỡ lớp cách điện thao tác với magnetron bị vỡ Magnetron có từ tính mạnh nam châm vĩnh cửu sinh ảnh hưởng đến thiết bị điện tử đặt gần Vì khơng nên đặt thiết bị gần máy phát radar, magnetron dự trữ phải đặt riêng cách xa thiết bị khoảng cách thích hợp C Các dải sóng VTĐ Tồn dải tần số phát sóng điện từ gọi phổ sóng (electromagnetic spectrum) Dải tần thích hợp cho việc thu phát sóng vơ tuyến (radio spectrum) kéo dài khoảng 10 KHz đến 300,000 MHz; Sóng chia thành băng tần khác (xem bảng đây) Band Abbreviation Range of frequency Range of wavelength Audio frequency Radio frequency Very low frequency Low frequency Medium frequency High frequency Very high frequency Ultra high frequency Super high frequency Extremely high frequency Heat and infrared* Visible spectrum* Ultraviolet* X-rays* AF RF VLF LF MF HF VHF UHF SHF 20 to 20,000 Hz 10 kHz to 300,000 MHz 10 to 30 kHz 30 to 300 kHz 300 to 3,000 kHz to 30 MHz 30 to 300 MHz 300 to 3,000 MHz 3,000 to 30,000 MHz 15,000,000 to 15,000 m 30,000 m to 0.1 cm 30,000 to 10,000 m 10,000 to 1,000 m 1,000 to 100 m 100 to 10 m 10 to m 100 to 10 cm 10 to cm EHF 30,000 to 300,000 MHz 106 to 3.9108 MHz 3.9108 to 7.9108 MHz 7.9108 to 2.31010 MHz 2.0109 to 3.01013 MHz 12 14 MHz 2.310 to 3.010 15 >4.810 MHz to 0.1 cm 0.03 to 7.610-5 cm 7.610-5 to 3.810-5 cm 3.810-5 to 1.310-6 cm 1.510-5 to 1.010-9 cm 1.310 -8 to 1.010 -10 cm