Việt Nam là một quốc gia biển với trên 1.000.000 km2 vùng biển đặc quyền kinh tế và trên 3500km bờ biển trải dài từ Bắc đến Nam. Mục tiêu xây dựng ngành công nghiệp đóng mới và sửa chữa tàu, hình thành đội vận tải biển hoạt động có hiệu quả, thúc đẩy nền kinh tế đất nước phát triển nhanh và củng cố quốc phòng luôn là định hướng chiến lược quan trọng của Đảng và Nhà nước ta. Mỗi con tàu có tính năng riêng biệt để đáp ứng nhiệm vụ khai thác, các tính năng này được hình thành thông qua công tác nghiên cứu và thiết kế con tàu . Quá trình thử tàu trong điều kiện thực tế cho phép xác định tính hàng hải, xác nhận các tính toán thiết kế có đảm bảo đáp ứng những yêu cầu đặc thù nêu ra trong nhiệm vụ thiết kế do chủ tàu đặt ra cho cơ quan thiết kế và đóng tàu. Đồng thời kết quả thử tàu còn là nguồn tài liệu cơ bản về trạng thái của con tàu trong điều kiện khai thác thực tế.
Giới thiệu chung
Việt Nam, với hơn 1.000.000 km² vùng biển đặc quyền kinh tế và bờ biển dài hơn 3.500 km, đặt mục tiêu phát triển ngành công nghiệp đóng mới và sửa chữa tàu, hình thành đội vận tải biển hiệu quả nhằm thúc đẩy kinh tế và củng cố quốc phòng Mỗi con tàu được thiết kế với những tính năng riêng biệt để đáp ứng nhiệm vụ khai thác, thông qua nghiên cứu và thiết kế kỹ lưỡng Quá trình thử tàu trong điều kiện thực tế giúp xác định tính hàng hải và xác nhận các tính toán thiết kế, đảm bảo đáp ứng yêu cầu đặc thù của chủ tàu Kết quả thử tàu cũng cung cấp tài liệu quan trọng về trạng thái của tàu trong điều kiện khai thác thực tế.
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ THỬ TÀU TRONG NƯỚC VÀ NƯỚC NGOÀI
Tình hình ở nước ngoài
Công tác thử tàu đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp đóng tàu, vì vậy các quốc gia có nền công nghiệp phát triển đầu tư mạnh mẽ vào nhân lực và trang thiết bị cho quy trình này Họ cũng xây dựng các phương pháp thử nghiệm và xử lý số liệu khoa học, đồng thời ứng dụng công nghệ hiện đại nhằm đảm bảo độ chính xác cao trong kết quả thử tàu.
Tình hình ở trong nước
Ngành đóng tàu Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ để đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Chúng ta đã thành công trong việc đóng các tàu có trọng tải từ 6.500 tấn đến 11.000 tấn và dự kiến từ nay đến năm 2010, các nhà máy sẽ chế tạo hàng trăm tàu có trọng tải từ 6.500 đến 100.000 tấn Ngoài ra, ngành cũng sẽ thực hiện sửa chữa hơn 100 tàu mỗi năm với tổng trọng tải từ 100.000 đến 200.000 tấn Tuy nhiên, nước ta vẫn chưa có tuyến thử tàu chính thức, do đó, các tàu mới và tàu sửa chữa đều được thử nghiệm trên các tuyến gần nơi đóng tàu, theo thỏa thuận giữa chủ tàu và cơ quan đăng kiểm.
Các tuyến thử đường dài hiện tại không đáp ứng đầy đủ yêu cầu, dẫn đến kết quả thử nghiệm không chính xác Dữ liệu thu được không thể sử dụng để hoàn thiện thiết kế và có thể chứa đựng sai sót, gây nguy hiểm cho hoạt động khai thác tàu.
Câu hỏi ôn tập chương 1:
Câu 1: Em hãy cho biết tình hình nghiên cứu và thử tàu sau khi đóng xong tại các Nhà máy đóng tàu trong nước?
Câu 1: Em hãy cho biết tình hình nghiên cứu và thử tàu sau khi đóng xong tại các Nhà máy đóng tàu nước ngoài?
MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CHUNG CỦA TUYẾN THỬ TÀU
Giới thiệu chung
Phương pháp nghiên cứu dựa trên các tính toán lý thuyết và thực nghiệm mô hình không cung cấp đầy đủ số liệu cần thiết để đánh giá chất lượng hàng hải của tàu thiết kế Việc thử nghiệm tàu trong thực tế sẽ hoàn thiện các phương pháp này và cung cấp thông tin đáng tin cậy về trạng thái của tàu trên biển.
Con tàu sở hữu các thuộc tính quan trọng của vật thể nổi, bao gồm tính nổi, tính ổn định, tính chống chìm, tính bền, tính di động, tính điều khiển và tính hàng hải.
Cơ sở thử chất lượng hàng hải của tàu được phân chia ra các dạng sau:
-Thử đẩy (bao gồm thử tốc độ, thử kéo, đo lực kéo)
- Thử tính hàng hải (không tiến hành trong trường thử tàu)
Kết quả thử nghiệm cho thấy trị số tốc độ lớn nhất của tàu trong điều kiện sóng yên khi sử dụng toàn bộ công suất của các máy chính, cũng như trong các chế độ hoạt động trung gian với việc tăng dần số vòng quay của thiết bị đẩy Thử tốc độ này được gọi là thử tiến.
Thử tốc độ tàu thường được thực hiện ở vùng nước sâu nhằm loại bỏ ảnh hưởng của nước cạn đến sức cản Để nghiên cứu tác động này, cần tiến hành thử nghiệm ở các độ sâu nước khác nhau.
Thường được áp dụng cho mục đích nghiên cứu xác định trực tiếp sức cản của nước đến chuyển động tàu trong điều kiện thực tế.
Mục đích của việc đo lực trên móc kéo của tàu là để xác định lực kéo tại các vòng quay khác nhau của thiết bị đẩy khi tàu đứng yên hoặc lai phương tiện khác Lực kéo được đo thông qua lực kế kết nối với cáp buộc hoặc cáp kéo Thử nghiệm này áp dụng cho nhiều loại tàu, bao gồm tàu cá kéo lưới, tàu vớt lôi, tàu kéo, tàu phá băng, tàu thay phao và một số loại tàu khác.
Mục đích của nghiên cứu là xác định các đặc trưng quay trở của tàu ở các góc bẻ lái khác nhau khi tàu chạy ở tốc độ trung gian Bài viết cũng đánh giá tính ổn định trên hành trình của tàu, đồng thời xác định thời gian và chiều dài đoạn chạy đà khi tàu đảo chiều sau khi dừng máy Thử nghiệm này còn giúp giám định các yếu tố khác của tàu, từ đó kiểm tra chất lượng quay trở của nó.
Mục đích của nghiên cứu này là xác định và đánh giá mức độ chịu sóng của tàu trong các điều kiện khác nhau Quá trình thử nghiệm được thực hiện với các trị số cụ thể về lực gió, sóng, tốc độ tàu, và hướng di chuyển của tàu so với phương truyền sóng.
Không phải tất cả các tàu sau khi sửa chữa lớn hoặc đóng mới đều cần thực hiện tất cả các thử nghiệm Thông thường, những tàu đầu tiên trong loạt đóng, đặc biệt là các loại mới, sẽ được thử nghiệm theo chương trình mở rộng Trong khi đó, các tàu cùng seri sẽ trải qua quy trình thử nghiệm đơn giản hơn với nội dung quy trình đã được rút gọn.
Yêu cầu chung của tuyến thử tàu
Qua phân tích số liệu từ nhiều tuyến thử tàu quốc tế và tham khảo các quy định của Hội nghị các bể thử, cũng như tài liệu hướng dẫn của cơ quan Đăng kiểm các nước, bao gồm Việt Nam, có thể thấy rằng để đảm bảo kết quả thử nghiệm chính xác và an toàn, tuyến thử tàu cần đáp ứng các yêu cầu về vị trí cụ thể.
Vùng thử tàu gần khu vực đóng tàu hoặc căn cứ đỗ tàu giúp tiết kiệm thời gian và nhiên liệu Việc giảm khoảng cách đến vùng thử không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn đảm bảo chất lượng nước chiếm của tàu, tránh lãng phí nhiên liệu do khoảng cách xa.
Chiều sâu nước tại khu vực thử tàu và độ sâu ở lối vào từ cả hai phía cần được đo chính xác, đồng thời khi tàu di chuyển ngược trở lại, cần loại trừ ảnh hưởng của nước cạn để đảm bảo tính chính xác trong việc đánh giá sức cản của nước đối với tốc độ tàu.
2.2.3 Về điều kiện sóng, gió và dòng chảy
Vùng thử tàu cần được bố trí ở khu vực không có gió và sóng mạnh, với ảnh hưởng của dòng chảy ở mức tối thiểu Điều này đảm bảo có đủ không gian ở cả hai mức đo, cho phép tàu di chuyển tự do khi kết thúc hành trình, quay vòng và tăng tốc khi chuyển sang hành trình ngược lại.
2.2.4 Về độ dài đoạn đo
1- Độ dà đoạn đo Đường chạy đà trên đường mức đo phải cách đường nguy hiểm của bờ không dưới 2-3 hải lí Không tuân thủ điều kiện này sẽ gây nguy hiểm cho tàu, kể cả khi tàu chạy đúng tuyến nhưng khi bẻ lái tau có thể bị mắc cạn.
Chiều dài tối thiểu của đoạn đường chạy tàu S cần thiết để thực hiện các phép đo và xác định tốc độ tàu được tính toán theo một công thức cụ thể.
Với Vs(hải lí/h) – tốc độ tàu
S (hải lí )- quãng đường chạy tàu
Thực tế theo thống kê các trường thử tàu hiện có trên thế giới thì chiều dài đoạn đo S 1 hải lí
2 Độ dài đoạn chạy đà
Việc xác định độ dài phù hợp cho phần chạy đà của đường mức đo đã thu hút sự chú ý trong ngành hàng hải ở nhiều quốc gia và được đề cập trong nhiều tác phẩm của các tác giả quốc tế.
Theo số liệu của tuyến thử tàu ROKLEND (Mỹ), đoạn chạy đà ở phía của đoạn đo là 3 hải lý.
3 Lựa chọn vị trí các vật liệu của tiêu trên đường mức đo
Giới hạn phân ly cho phép của mắt người bình thường là một phút Trên hành trình của tàu, đoạn A1A2 được đặt sao cho góc giữa hai vật hiệu nhỏ hơn một phút, giúp xác định điểm bắt đầu đo tốc độ Đại lượng OA1= OA2 được xem là đường nhạy cảm của tiêu vạch tuyến, ký hiệu là W Để tính W, áp dụng công thức tgα = tg(β – γ).
Biến đổi nó thàng dạng: tgα = 1 tg tg tg tg (3)
Sau khi đưa vào biểu thức (2) các giá trị tgβ và tgγ) (2) và những thực hiện biến đổi đơn giản, chúng ta có:
Hình 1 – Xác định độ nhạy cản tuyến tính của tiêu vạch tuyến
Có thể bỏ qua số hạng đầu tiên trong vế phải của biểu thức (4) vì nó sẽ nhỏ hơn nhiều so với hai số hạng còn lại Khi đó, phương trình (4) trở thành: dW = tgα Dc(Dc + d) Từ đó, ta có W = tgα Dc(1 + d).
Sau khi điều chỉnh góc nhìn bằng giá trị khả năng nhìn của mắt và áp dụng vào hệ chiếu sang vật ∞’ (với ∞’=2 cho ánh sáng ngày và ∞’=3,5 cho ánh sáng đêm), chúng ta có thể tính được độ nhạy cảm tuyến tính của tiêu vạch tuyến tính bằng mét Công thức tính toán được biểu diễn như sau: W= ’ 0DC(1+k) (7).
Dc(m)- Khoảng cách từ vật hiệu phía trước đến đường mức đo
∞ 0 -góc giới hạn nhìn cho phép của mắt d (m)-khoảng cách giữa các vật hiệu của tiêu vạch tuyến.
Để giảm thiểu sai số trong việc xác định khoảng cách giữa các tiêu vạch tuyến, tỷ số Dc:d cần được giữ ở mức tối thiểu Tuy nhiên, trong thực tế, tỷ số này thường không nhỏ hơn 3.
Câu hỏi ôn tập chương 2.
Câu 1 Yêu cầu chung của tuyến thử tàu?
Công tác chuẩn bị tàu và các thiết bị, dụng cụ dùng thử tốc độ là rất quan trọng để đảm bảo kết quả chính xác Yêu cầu chung đối với tốc độ gió và dòng chảy khi thử tàu cần phải được kiểm soát để không ảnh hưởng đến độ tin cậy của dữ liệu Ngoài ra, yêu cầu chung về chiều dài đoạn đo khi thử tốc độ tàu cũng cần được tuân thủ để đảm bảo tính chính xác và tính đại diện của kết quả thử nghiệm.
NỘI DUNG THỬ TÀU
Thử đẩy
Thử tốc độ luôn là thành phần của các thử nghiệm tiếp nhận – bàn giao của nhà máy với chủ tàu và là nghiệm cấp nhà nước.
Kết quả thử tốc độ cho thấy mối quan hệ giữa tốc độ hành trình, số vòng quay chân vịt và công suất yêu cầu của động cơ chính tại lượng chiếm nước định mức cũng như trong các chế độ tải trọng đặc biệt Nghiên cứu cũng chỉ ra trị số lớn nhất và trị số đặc biệt của tốc độ hành trình, cùng với sự phụ thuộc của lực đẩy chân vịt vào số vòng quay và đặc trưng xoắn của động cơ.
Các quốc gia hàng đầu như Nga, Mỹ, Anh, Nhật Bản đã soạn thảo tài liệu định mức quy định trình tự và quy tắc tiến hành thử nghiệm tàu Tại Hội nghị quốc tế về các bể thử, các hướng dẫn tiêu chuẩn hóa việc tiến hành thử tốc độ tàu đã được quy định, đảm bảo sự thống nhất và chính xác trong quá trình thử nghiệm.
Các tài liệu nêu trên xác định rõ đặc điểm công việc chuẩn bị tàu cho quá trình thử nghiệm, bao gồm điều kiện và trình tự tiến hành thử, yêu cầu về khu vực thử nghiệm cũng như các yếu tố khí hậu và thủy văn cần được xem xét.
2 Chuẩn bị tàu và các thiết bị, dụng cụ cho thử tốc độ
2.1 Công tác chuẩn bị tàu
Trong quá trình chuẩn bị tàu thử tốc độ, cần đảm bảo thiết bị động lực hoạt động đúng theo các chế độ đã định, bao gồm cả chế độ công suất đặc biệt Đối với tàu đã qua sửa chữa lớn hoặc hoán cải, cần đưa tàu lên đốc kiểm tra, làm sạch và sơn các phần ngậm nước và nhô của tàu Mọi sai lệch không khắc phục được so với kích thước thiết kế của phần nhô cần phải được lập biên bản.
Kết quả khảo sát về phần ngậm nước, các phần nhô, chân vịt và dấu mớn nước sẽ được ghi chép cẩn thận Những thông tin này cùng với các biện pháp khắc phục các khuyết tật phát hiện sẽ được lưu vào biên bản hoặc hồ sơ chuyên môn phục vụ cho công tác thử nghiệm.
3.1.2 Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị thử
Trong tiến hành thử tốc độ thường sử dụng các đồng hồ và thiết bị sau: + Đồng hồ dây và các đồng hồ điện
+ Đồng hồ vòng quay, các thiết bị cơ khí dùng đo vòng quay, máy ghi tốc độ vòng quay loại xung lượng.
+ Đồng hồ đo lực xoắn và máy ghi lực xoắn.
+ Đồng hồ đo lực đẩy.
+ Đồng hồ đo dầu và các bình nhiên liệu, đồng hồ đo công suất chỉ thị. + Đồng hồ đo sức gió và máy ghi lực gió.
Để giảm thiểu sai số do dụng cụ gây ra trong quá trình thử nghiệm tốc độ, việc hiệu chuẩn và kiểm tra các nhiệt kế cùng các thiết bị đo là rất cần thiết trước và sau khi tiến hành thử nghiệm.
3.1.3 Xác định lượng chiếm nước của tàu. Để biết trị số lượng chiếm nước của tàu tại những thời điểm khác nhau, chẳng hạn ở mỗi chế độ thử tốc độ, thì trước khi bắt đầu và sau khi kết thúc thử nghiệm, cần phải xác định chiều chìm tại mỗi mớn nước và tính toán lượng chiếm nước theo tỉ lệ BONJEAN.
Lượng chiếm nước và hoành độ tâm nổi được tính qua tích phân:
Tải trọng phân bố không đều dọc theo chiều dài thân tàu dẫn đến hiện tượng độ võng Trong điều kiện nước tĩnh, độ võng lớn nhất có thể đạt từ 0,2 đến 0,3m, với đường nước trên tỷ lệ BONJEAN có hình dạng cong Độ võng lớn nhất thường xảy ra ở mặt phẳng sườn giữa, và lượng hiệu chỉnh biến lượng của lượng chiếm nước có thể được tính toán theo công thức cụ thể.
Độ võng lớn nhất f được tính theo công thức f = D + t – F – m - d CP, trong đó D là chiều cao mạn lý thuyết, t là chiều dày dải tôn mép boong, F, m và d CP là các yếu tố ảnh hưởng khác Công thức tổng quát cho độ võng là = -(2 2/2)(2- )LBf, phản ánh mối quan hệ giữa các yếu tố trong thiết kế kết cấu.
Chiều cao mạn khô vào mùa hè (F) được đo từ đường nước chở hàng đến mức nước trong mặt phẳng sườn giữa của tàu Để tính chiều chìm lý thuyết trung bình (d CP) ở giữa tàu khi thân tàu bị biến dạng, công thức là: d CP = 2 1 HM KM HM KM K.
Trong đó : t K là chiều dày sống đáy.
Tỉ lệ bonjean trong xây dựng thường không bao gồm phần nhô, do đó cần thực hiện các tính toán riêng để xác định thể tích và momen tĩnh của chúng Việc này rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác trong việc xác định lượng chiếm nước và hoành độ tâm nổi x C.
Trong quá trình thử nghiệm, cần liên tục tính toán việc tiếp nhận và tiêu thụ các tải trọng thay đổi, đặc biệt là nhiên liệu và nước Lượng chiếm nước được tính theo các thành phần trọng lượng của tàu phải được so sánh với lượng chiếm nước theo tỷ lệ Bonjean, với sai số không vượt quá 1%.
Trước khi tiến hành thử nghiệm, tàu cần đảm bảo độ nghiêng ngang bằng không và độ nghiêng dọc phải được tính toán dựa trên lượng nước chiếm định mức Trong suốt quá trình thử nghiệm, độ nghiêng ngang không được vượt quá 1 độ.
Các phương pháp đo tốc độ
Tốc độ tàu trong quá trình thử nghiệm được xác định qua nhiều phương pháp, trong đó phương pháp phổ biến nhất là xác định tốc độ qua đường mức đo Các đường mức đo được hình thành từ khoảng cách chính xác giữa các tiêu đặt trên bờ, cho phép xác định tốc độ tàu dựa trên thời gian tàu chạy qua khoảng cách đã biết Đây là một trong những phương pháp chính xác nhất để đo tốc độ tàu.
Gần đây, nhiều quốc gia đã áp dụng hệ thống vô tuyến dẫn đường, đặc biệt là hệ thống dẫn đường pha, để đo tốc độ tàu Mặc dù độ chính xác tương đối thấp, tốc độ tàu cũng có thể được xác định thông qua trạm vô tuyến định vị trên tàu, bằng cách đo khoảng cách trực tiếp đến một đối tượng phản xạ sóng vô tuyến tốt trong thời gian ngắn Ngoài ra, việc đo tốc độ tàu có thể thực hiện qua hình quạt phương vị của hai tiêu hoặc bằng hai phương pháp hoa tiêu hàng hải, như đo theo các đèn biển với khoảng cách đã biết, tuy nhiên độ chính xác vẫn chưa đạt yêu cầu.
Mặc dù việc xác định tốc độ tàu có thể phức tạp, nhưng việc sử dụng đường mức đo hoặc thiết bị vô tuyến hàng hải thường chính xác và hiệu quả hơn so với việc đo tốc độ tàu bằng đồng hồ đo tốc độ, ống pitto hay lưu tốc kế quay thủy văn Các thiết bị này, mặc dù đo trực tiếp tốc độ tàu so với nước, lại có độ chính xác thấp hơn.
Tốc độ tàu được tính gián tiếp qua mối quan hệ:
Với : v (m/s) - là giá trị trung bình số học của một vài số đo tốc độ.
S (m) - là giá trị trung bình số học của quãng đường đi. t (sec) - là giá trị trung bình số học của thời gian chạy
Sai số trong kết quả đo gián tiếp, được tính từ tốc độ dựa trên quãng đường và thời gian, xuất phát từ sai số của các phép đo trực tiếp Trong quá trình đo gián tiếp, cần xác định sai số tương đối cho mỗi phép đo trực tiếp thông qua các phương pháp như trung bình bình phương, xác suất và giới hạn Độ lớn của sai số phụ thuộc vào ba yếu tố chính: độ nhạy cảm của thiết bị đo, chiều dài hành trình của tàu theo đường mức đo và tốc độ của tàu.
Số lượng hành trình cần thiết khi thử tốc độ tàu
Để giảm thiểu tác động của dòng chảy và gió đến kết quả thử nghiệm tốc độ tàu thủy, cũng như loại bỏ sai số ngẫu nhiên, cần thực hiện nhiều lần chạy tàu theo hướng ngược nhau với một trị số vòng quay của chân vịt cố định Số lượng hành trình của tàu trên đường mức đo được xác định dựa vào đặc tính của dòng chảy trong khu vực thử nghiệm.
Hiện nay, nhiều phương pháp tiêu chuẩn khuyến nghị thực hiện ba lần hành trình Một số phương pháp, như của Hội những người đóng tàu và kỹ sư hàng hải SNAME, cho phép tính toán hành trình hai lần theo hướng ngược nhau, trong trường hợp tốc độ dòng chảy không thay đổi nhiều theo thời gian.
Phương pháp Hiệp hội đóng tàu Anh BSRA đề xuất thực hiện 2 lần chạy tàu ngược nhau cho mỗi chế độ và tốc độ Chỉ khi cần xác định chính xác mối quan hệ giữa "tốc độ và công suất" tại điểm tương ứng với công suất lớn nhất của động cơ chính, thì sẽ tiến hành thêm 3 lần chạy tàu.
Hiệp hội nghiên cứu khoa học đóng tàu của Nhật Bản đã cho phép thực hiện ba lần chạy thử nghiệm trên đường mức đo Các tàu cao tốc và cano (tàu cánh ngầm) có thể chạy hai lần do tốc độ của chúng lớn hơn dòng chảy.
Trong thực tế, ngành đóng tàu của Liên Xô cũ quy định thực hiện tàu chạy
Trong quá trình thử nghiệm, tàu được chạy ba lần trên đường mức đo: lần thứ nhất theo một hướng, lần thứ hai ngược lại, và lần thứ ba giống lần đầu Tốc độ trung bình (v) của tàu cùng với số vòng quay trung bình (n) của trục chân vịt được xác định thông qua công thức cụ thể.
(7) Trong đó: v1 và n1- tốc độ tàu và số vòng quay của trục chân vịt đo được ở mỗi lần chạy của tàu( i=1,2,3)
Việc tính toán ảnh hưởng của gió và dòng chảy, cùng với sai số ngẫu nhiên, là một nhiệm vụ phức tạp và chưa được giải quyết triệt để Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc giảm độ chính xác khi xác định tốc độ tàu.
Vì vậy, sai số bằng 1% khi xác định tốc độ tàu được coi là sai số gần thực tế nhất.
Thứ tự và điều kiện tiến hành thử tốc độ
Các phương pháp thử nghiệm tốc độ ở trong nước cũng như ở nước ngoài, đã tiến hành thử tốc độ ở 1 số chế độ làm việc của động cơ chính.
Hiệp hội nghiên cứu đóng tàu của Anh (BSRA) đã đề xuất phương pháp hiệu chỉnh tốc độ tàu trên đường mức đo, khuyến nghị thực hiện các thử nghiệm tối thiểu ở 4 chế độ tốc độ khác nhau.
Phương pháp thử nghiệm tốc độ tiêu chuẩn hóa của Mỹ, được soạn thảo bởi Hội những người đóng tàu kĩ sư hàng hải SNAME, yêu cầu thực hiện các thử nghiệm tốc độ ít nhất ở 4 chế độ khác nhau Tùy thuộc vào loại tàu và mục đích thử nghiệm, các chế độ này bao gồm vùng từ một nửa giá trị tốc độ tối đa của tàu đến giá trị lớn nhất.
Hiệp hội nghiên cứu khoa học đóng tàu Nhật Bản hướng dẫn thực hiện các thử nghiệm cho tàu ở bốn chế độ tốc độ khác nhau, bao gồm ẳ, ẵ, ắ, và chế độ tổng công suất động cơ chính Nếu không đủ thời gian để thử nghiệm ở chế độ ẳ, các thử nghiệm này có thể được bỏ qua.
Trong ngành đóng tàu của Liên Xô cũ, khi thử nghiệm các tàu vận tải, đã thiết lập 5 chế độ bắt buộc để tiến hành thử nghiệm tốc độ: n = n N, n = 1,08 n N, n = 0,91 n N, n = 0,79 n N và n = 0,63 n N.
Với n N là số vòng quay định mức của chân vịt trong một phút khi động cơ ở công suất lớn nhất.
Trước khi tiến hành thử tốc độ, cần lập chương trình thử nghiệm với thứ tự thực hiện các phép đo và quan sát Chương trình sẽ xác định số lượng người tham gia, chế độ thử nghiệm, thời gian bắt đầu và kết thúc mỗi chế độ với độ chính xác 5 phút Tất cả người tham gia cần làm quen với chương trình để đảm bảo hiệu quả Trong thời gian thử tàu trên đường mức đo, các quá trình quan trọng sẽ được tiến hành.
Đo tốc độ tàu được thực hiện bằng cách xác định thời gian tàu đi qua khoảng cách giữa các tiêu phân định Quá trình này có thể thực hiện trên đường mức đo hoặc trong các đoạn giao thao phân tuyến.
- Xác định số vòng quay của chân vịt nhờ các máy đếm cơ học hoặc đồng hồ đo vòng quay kiểu xung lượng.
- Đo công suất của động cơ chính nhờ đồng hồ đo lực xoắn.
- Xác định tốc độ gió và hướng gió.
Trong việc đo tốc độ tàu, thời gian tàu chạy qua các khoảng đo cần được xác định chính xác bởi người quan sát sử dụng đồng hồ bấm giây Để đảm bảo độ chính xác cao, các vạch tuyến được quan sát tốt nhờ vào ống quang học lắp trên cánh gà của đài chỉ huy, cùng với sự hỗ trợ của máy định vị, bộ lặp la bàn và ống nhòm có độ phóng đại mạnh.
Trong quá trình thử nghiệm, hoa tiêu theo dõi sự đi qua các vạch tiêu, trong khi người trợ lý cắt thời điểm đi qua tiêu trên đồng hồ bấm giây Các số đo được lấy ở đoạn 2 đến 3 đoạn trung gian nhằm đánh giá tính không đổi của tốc độ tàu.
Trong quá trình thử nghiệm, các nhóm quan sát ghi lại kết quả đo tốc độ tàu vào các biểu mẫu đã chuẩn bị Sau khi hoàn tất thử nghiệm, các dữ liệu này sẽ được chuyển cho nhóm xử lý kết quả Đồng thời, cần ghi chép liên tục độ lệch của bánh lái so với mặt phẳng đối xứng của tàu và độ lệch của tàu so với hướng hành trình đã định, những kết quả quan sát này sẽ được tổng hợp vào biên bản thử nghiệm.
Tốc độ và hướng gió cần được ghi chép hệ thống trong mỗi hành trình của tàu thông qua máy đo gió hoặc thiết bị đo gió tự ghi Quan sát trạng thái biển phải được thực hiện liên tục, với các kết quả được ghi vào biên bản thử nghiệm, trong đó cần chỉ rõ hướng chuyển động và độ cao của sóng, được đánh giá bằng mắt của những người quan sát có kinh nghiệm.
Các phương pháp thử nghiệm được áp dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia nhằm ghi nhận giá trị dòng chảy tại các điểm khác nhau trên đường mức đo Ngoài ra, việc ghi lại giá trị và hướng dòng chảy cần được thực hiện dựa trên các số liệu từ bản đồ hệ thống hóa thủy văn.
Khi thực hiện đo lường, việc đảm bảo tính đồng thời của các phép đo là rất quan trọng Để đạt được điều này, các quan sát viên cần sử dụng những chiếc đồng hồ đã được kiểm tra và hiệu chỉnh đồng bộ với nhau.
Khi ghi chép các quan sát, trước tiên cần ghi lại thứ tự của chế độ thử hoặc số vòng quay của chân vịt Tiếp theo, hãy ghi thời gian đo hoặc thời gian quan sát với độ chính xác đến 1 phút.
Chỉ sau khi nhập số liệu vào bảng trong biên bản theo dõi, việc ghi chép các kết quả đo và quan sát trực tiếp mới có thể được thực hiện.
Nếu thiếu thiết bị chuyên môn để đồng bộ các phép đo, nên sử dụng tín hiệu âm thanh có sẵn trên tàu để thông báo cho những người quan sát Trong những trường hợp cần thiết, có thể sử dụng thiết bị thông tin liên lạc giữa các đài quan sát để đảm bảo thông tin được truyền đạt hiệu quả.
Đo tốc độ tàu bằng thiết bị vô tuyến hàng hải
Ngành điều khiển tàu hiện nay đang ngày càng áp dụng nhiều công nghệ tiên tiến, đặc biệt là các phương tiện kỹ thuật và vô tuyến Trong số đó, hệ thống vô tuyến hàng hải kiểu pha và hệ thống xung lượng là hai loại phổ biến nhất, góp phần nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong việc điều khiển tàu.
Trong các hệ thống vô tuyến hàng hải kiểu xung lượng, hệ thống dẫn đường tầm xa "Loran" là một trong những phương pháp chính Tuy nhiên, hệ thống này không phù hợp để xác định tốc độ tàu do độ chính xác trong việc xác định vị trí tàu chỉ đạt từ 400m đến 1km.
Hệ thống kỹ thuật vô tuyến pha cung cấp độ chính xác cao trong việc xác định vị trí tàu theo thời gian Nó có khả năng đo tốc độ và vị trí của tàu một cách hiệu quả, đặc biệt trong các thử nghiệm tốc độ và thử nghiệm tính cơ động.
Phương pháp giao thoa vô tuyến là một kỹ thuật xác định vị trí tàu hiệu quả, cho phép thực hiện thử nghiệm trong điều kiện tầm nhìn xấu và vào bất kỳ thời điểm nào trong ngày hoặc đêm Phương pháp này cũng không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của dòng chảy thủy triều, mang lại độ chính xác cao trong việc xác định vị trí tàu.
Khuyết điểm của phương pháp giao thoa vô tuyến pha là sự cồng kềnh, phức tạp của thiết bị và cần nhiều nhà chuyên môn.
Gần đây, các tài liệu nước ngoài đã giới thiệu về thiết bị vô tuyến hàng hải "dekka" của Anh, được sử dụng để xác định tốc độ và tính cơ động của tàu, hoạt động theo nguyên lý ống dò pha Nhiều chuyên gia Anh cho rằng, việc sử dụng hiệu quả các hệ thống này sẽ khiến các phương pháp đo cổ điển dần trở nên lỗi thời Trong quá trình thử nghiệm tính cơ động, các vị trí tàu được ghi lại trên bản đồ cùng với các chỉ số la bàn để định hướng Thiết bị ghi lại các thông số như góc bẻ lái và số vòng quay của chân vịt Để loại trừ ảnh hưởng của dòng chảy, các phương pháp vô tuyến cho phép lựa chọn hướng hành trình nhằm dễ dàng xác định tốc độ Phương pháp thử nghiệm yêu cầu ba lần chạy tàu với góc 120 độ, và tốc độ được xác định bằng trung bình số học của các lần đo Các hệ thống giao thoa vô tuyến pha sẽ ngày càng được áp dụng rộng rãi trong các thử nghiệm tốc độ và tính cơ động của tàu.
Trong tương lai gần, độ chính xác trong xác định vị trí của tàu nhờ các vô tuyến hàng hải mới có thể đạt tới 3-4 mét Mức độ chính xác này vượt trội so với phương pháp truyền thống, khi xác định vị trí dựa vào điểm cắt nhau của các đường thẳng qua các vật hiệu, cùng với đường phần đo của một đường mức đo tốt nhất.
Khi tiến hành thử nghiệm tốc độ và tính cơ động, việc sử dụng máy vô tuyến định vị (ra đa) trên tàu là rất cần thiết Để đảm bảo độ chính xác, cần có bộ phận phản xạ thụ động vô tuyến định vị đáng tin cậy.
Có thể sử dụng vỏ kim loại của tàu khác hoặc một vật lớn dễ nhận biết như đèn biển để thử nghiệm tàu Độ chính xác của phương pháp thử nghiệm tốc độ tàu bằng máy vô tuyến định vị phụ thuộc vào khả năng kỹ thuật của thiết bị, dẫn đến độ chính xác thấp hơn so với việc sử dụng vận tốc kế vô tuyến hay ống dò pha Việc đo số vòng quay của trục chân vịt cũng là một phương pháp quan trọng trong quá trình thử nghiệm.
Việc đo chính xác số vòng quay của chân vịt là rất quan trọng để đảm bảo thu thập dữ liệu tin cậy về chất lượng hành trình của tàu Trong quá trình thử nghiệm, các chế độ hoạt động của động cơ được ghi lại thông qua biểu ghi của tốc kế điện đặt tại trạm điều khiển trong khoang máy.
Để giảm sai số trong việc ghi nhận tốc độ điện, cần đo trực tiếp vòng quay của trục chân vịt bằng tốc kế góc Các tốc kế góc lắp trên tàu có sai số quy đổi từ ±2% đến ±3%, do đó không thể sử dụng chúng để đo vòng quay của trục trong quá trình thử nghiệm tốc độ tàu.
Việc sử dụng máy đo số vòng quay cơ khí trên động cơ đốt trong và cụm tuốc bin cho phép ghi lại số vòng quay trục chân vịt trong khoảng thời gian xác định, mang lại độ chính xác chấp nhận được.
Một số máy đếm được trang bị bộ giảm tốc độ để giảm số vòng quay, do đó chỉ số vòng quay hiển thị sẽ là bội số của vòng quay thực tế Để đảm bảo độ chính xác cao khi đo số vòng quay, việc sử dụng máy đo sung lượng là rất quan trọng Trong quá trình sử dụng, máy đếm số vòng quay trục kiểu quang điện mang lại sự tiện lợi hơn.
Đo công suất trên trục chân vịt
Công suất trên trục chân vịt được xác định thông qua việc tính toán dựa trên các giá trị đã biết của mô-men xoắn Thành phần đàn hồi trong các thiết bị này bao gồm trục của tàu thủy hoặc các phần lắp thêm đặc biệt, và sự biến dạng của chúng tỷ lệ thuận với mô-men xoắn tác động lên trục.
Theo phương pháp đo sự biến dạng, đồng hồ đo xoắn được chia thành ba loại chính: đồng hồ đo xoắn kiểu cơ khí, kiểu quang học và kiểu điện Giá trị đo được của các momen xoắn liên quan đến đặc tính đàn hồi, hình học của trục và hệ số biến đổi của thiết bị đo.
Trong những năm gần đây, đồng hồ lực xoắn đã được sử dụng để chế tạo dựa trên việc đo chuyển dịch bước pha của điện áp ra trong các hệ thống biến đổi lắp đặt trên trục Việc đo chỉ số chuyển dịch bước theo thời gian so với chu kỳ quay của trục cho thấy tỉ số này phụ thuộc vào góc xoắn của đoạn đo trên trục.
Khi tàu không được trang bị đồng hồ đo lực xoắn và không thể sử dụng thiết bị đo sách tay kiểu bộ cản tenxơ, công suất động cơ chính không thể xác định trực tiếp và cần phải áp dụng phương pháp đo gián tiếp Đối với động cơ diesel, phương pháp xác định công suất dựa trên lượng tiêu hao nhiên liệu là đáng tin cậy nhất Lượng nhiên liệu tiêu thụ được đo bằng các phương pháp cân và đo thể tích, trong đó phương pháp đo thể tích thường được sử dụng hơn mặc dù phương pháp cân có độ chính xác cao hơn Thời gian tiêu hao nhiên liệu được tính bằng cách đo thời gian làm cạn hết cốc đo chuyên dụng, từ đó tính toán trọng lượng tiêu hao nhiên liệu Q (kg/giờ) theo công thức phù hợp.
Với: V- thể tích bình đo,dm 3
Thời gian làm cạn hết bình nhiên liệu là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất của thiết bị tuốc bin hơi Lượng tiêu hao nhiên liệu không phải là tiêu chuẩn duy nhất để xác định công suất tuốc bin, mà cần phải xem xét nhiều đại lượng khác nhau Những đại lượng này giúp tính toán các thông số làm việc của thiết bị nồi hơi, tuốc bin chính và máy phụ, đảm bảo hiệu quả hoạt động tối ưu.
Việc xác định chính xác công suất của thiết bị tuốc bin truyền động là một thách thức, vì thực tế không thể đo lường các thông số một cách chính xác Do đó, công suất thường được tính toán dựa trên lượng tiêu hao hơi nước và các thông số liên quan đến hơi nước.
Tính toán được thực hiện theo công thức
Trong đó N e - công suất của tổ máy turbin hơi nước, mã lực
H1- Độ gián đoạn nhiệt,Kcal/Kg
Q CEK - lượng tiêu hao hơi nước trong 1 giây
e -hiệu suất có ích của thiết bị tuốc bin
Trên các tàu lắp thiết bị truyền động điện, công suất đưa tới chân vịt được xác định theo công thức
I – Cường độ dòng điện của động cơ điện
Ut – Điện áp trong cuộn dây phần cứng
D - Hiệu suất động cơ chân vịt
10 – Đo lực đẩy của chân vịt
Dụng cụ đo lực đẩy của chân vịt, được gọi là đồng hồ đo lực đẩy (chặn kế), không phải là một trong những dụng cụ bắt buộc phải lắp đặt trên tàu trong quá trình thử nghiệm hành trình bàn giao.
Khi xác định số chỉ chính xác của đồng hồ đo lực đẩy, cần lưu ý rằng đại lượng đo không chỉ đơn thuần là lực đẩy của chân vịt Thực tế, lực mà đồng hồ đo tiếp nhận là tổng hợp của nhiều lực khác nhau.
- là lực đẩy chân vịt
-trọng lượng của chân vịt và phần trục truyền động đuôi tính từ đồng hồ đo lực đẩy
- lực thủy tĩnh, phương hướng dọc theo đường tâm trục d – là đường kính trục
- chiều sâu chìm của ống bao ổ đỡ γ) (2)– mật độ nước
Các đồng hồ đo lực đẩy được phân chia thành hai nhóm dựa trên vị trí lắp đặt bộ biến đổi lực: nhóm lắp ở ổ đỡ chịu lực đẩy và nhóm lắp ở trục chân vịt Lực đẩy có thể được đo thông qua các bộ biến đổi kiểu đàn hồi từ, loại bộ biến đổi này không tiếp xúc trực tiếp với trục chân vịt.
Phương pháp sử dụng bộ cản tenzo để đo lực dọc tâm trục chân vịt là lựa chọn tối ưu nhờ tính đơn giản và thuận tiện trong sử dụng Phương pháp này tiết kiệm chi phí và không cần các cơ cấu phụ lớn, giúp giảm thiểu thời gian chuẩn bị cho các thử nghiệm.
Các phương pháp loại trừ ảnh hưởng của dòng chảy và gió khi xử lý kết quả thử tốc độ tàu
lý kết quả thử tốc độ tàu.
Cho đến nay vẫn không có phương pháp chung để loại trừ ảnh hưởng của sóng, gió và dòng chảy đến kết quả thử nghiệm tàu tốc độ tàu.
Để đảm bảo độ chính xác trong thử nghiệm tốc độ tàu, những người đóng tàu phải tiến hành thử nghiệm khi có dòng chảy và gió, và ảnh hưởng của chúng sẽ được loại bỏ sau đó bằng các phương pháp phù hợp Các phương pháp loại trừ này được chia thành hai nhóm chính.
Nhóm phương pháp đầu tiên tập trung vào việc loại bỏ ảnh hưởng trực tiếp của dòng chảy trong điều kiện gió nhẹ Trong tình huống này, chỉ sử dụng các số liệu thu thập được từ các thử nghiệm trên tàu.
Khi áp dụng các phương pháp này, người ta có thể tính toán quãng đường tàu di chuyển sau mỗi vòng quay của chân vịt, dựa trên tốc độ trung bình và số vòng quay trung bình của chân vịt.
Theo số vòng quay chân vịt mỗi lần tàu chạy và số vòng quay trung bình n, độ sai lệch số vòng quay được tính bằng công thức: = - n (14) Độ lệch tốc độ thực của tàu so với tốc độ trung bình cho mỗi lần chạy tàu có thể được xác định bằng công thức này.
Khi đó tốc độ của tàu là:
Và tương ứng, tốc độ của dòng chảy là:
Phương pháp thử nghiệm tàu được quy định bởi Hiệp hội Nghiên cứu Đóng tàu của Anh (BSRA) tương tự như phương pháp đã trình bày trước đó Theo quy định này, tốc độ trung bình của dòng chảy có thể được tính toán bằng một công thức cụ thể.
Với - số vòng quay chân vịt được đo ở các hành trình chạy ngược nhau;
Đối với nhóm tàu này, các phương pháp tính toán dòng chảy được sử dụng cho phép loại trừ ảnh hưởng của cả sóng và gió, đồng thời chỉ dựa trên các số liệu thử nghiệm tàu Khi gió và sóng có cường độ ít biến đổi trong quá trình thử nghiệm, các quy phạm của BSRA đề xuất một công thức cụ thể để tính toán dòng chảy, giúp tăng độ chính xác cho kết quả tính toán.
Trong đó: – là công suất của chân vịt, tương ứng với các tốc độ ở các hành trình ngược nhau.
Trong đó công thức, dấu “+” dùng trong trường hợp gió thổi theo dòng chảy, còn dấu “-“ trong trường hợp gió ngược dòng chảy.
Nhóm thứ hai gồm các phương pháp đo Taylor, Senkherr, Eggert và một số tác giả khác đề suất.
Trong các phương pháp nghiên cứu, kết quả thử nghiệm và mô hình chân vịt được sử dụng với mức độ khác nhau, dẫn đến sự xuất hiện của nhiều quy ước Do đó, không có một phương pháp nào có thể được coi là hướng dẫn chính xác cho việc xử lý các kết quả thử nghiệm tốc độ tàu.
Để đo trực tiếp sức cản của vỏ tàu, các thử nghiệm kéo tàu được thực hiện nhằm thu thập số liệu ban đầu Những số liệu này sẽ giúp hoàn thiện phương pháp chuyển đổi kết quả từ mô hình thử nghiệm sang tàu thực, đồng thời chính xác hóa các hệ số ma sát và hiệu chỉnh độ nhám của thân tàu.
Số lượng các đại lượng đo được khi thử kéo tàu là tương đối ít.
Nếu không quan tâm nghiên cứu lớp biên, nghiên cứu này đôi khi trùng hợp với thử nghiệm kéo tà, thì cần phải ghi 2 đại lượng chủ yếu:
- Tốc độ của tàu được kéo
Sức cản đối với sự chuyển động của tàu.
Việc xác định chính xác các đại dương gặp nhiều khó khăn về phương pháp, chủ yếu liên quan đến việc chọn sơ đồ kéo hợp lý và vị trí tương hỗ giữa các tàu Điều này nhằm loại trừ ảnh hưởng của tàu kéo đến sức cản của tàu được kéo Để khắc phục ảnh hưởng này, có thể áp dụng hai phương pháp khác nhau.
- Tăng khoảng cách giữa tàu keó và được kéo
- Bố trí tàu được kéo ở ngoài dòng nước sau khi tàu của tàu kéo.
Sơ đồ kéo tàu theo viết nước khi tàu 4 a là một phương pháp phổ biến được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới, bao gồm cả các nước thuộc Liên Xô cũ.
Khi áp dụng kéo tàu theo viết nước ki tàu thì việc lựa chọn độ dài dây cáp kéo một cách hợp lý là bài toán quan trọng nhất.
Các số liệu từ thử nghiệm kéo mô hình trong bể thử, cùng với kinh nghiệm thử kéo tàu thực tại Liên Xô cũ và nhiều quốc gia khác, cho thấy rằng việc sử dụng chiều dài dây cáp kéo bằng 3L đã loại trừ ảnh hưởng của tàu kéo đến sức cản của tàu bị kéo.
Các thử nghiệm động lực học kéo tàu chỉ được thực hiện trên một số loại tàu có sức cản biến đổi lớn trong quá trình sử dụng, chẳng hạn như tàu kéo, tàu phá băng và tàu đánh cá lưới quét.
Trên các tàu sử dụng động lực Diesel-điện, bước chân vịt có khả năng biến đổi trong một khoảng rộng Khi giá trị của bước chân vịt nhỏ, chế độ hoạt động của nó gần giống như chế độ buộc bến.
Người ta phân ra hai loại thử nghiệm lực kéo: thử nghiệm buộc bến và thử nghiệm hành trình có kéo tàu khác (gọi chung là tàu “ hàng “)
Trong thử nghiệm buộc bến, việc kiểm tra lực kéo do chân vịt tạo ra là một bài toán quan trọng, phụ thuộc vào số vòng quay và trị số vòng quay cho phép của trục chân vịt trong mối liên hệ với tải trọng động cơ Đối với tàu lắp đặt chân vịt biến bước (CVBB), cần xây dựng các đồ thị phụ thuộc của lực kéo vào số vòng quay của chân vịt và chỉ số vòng quay cho phép dựa trên một số giá trị bước chân vịt khác nhau.
Trong quá trình thử kéo động lực của tàu, cần đo các thông số quan trọng như số vòng quay của trục chân vịt, công suất động cơ chính và lực kéo tại móc kéo Nếu tàu được trang bị đồng hồ đo lực đẩy, cũng cần thực hiện việc đo lực đẩy của chân vịt.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÝ KẾT QUẢ ĐO KHI THỬ TÀU
Giới thiệu chung
Để xác định và đánh giá chất lượng hàng hải của tàu, cần thực hiện các phép đo trong quá trình thử tàu Các đại lượng đo quan trọng bao gồm tốc độ tàu, các tham số của thiết bị động lực, đường kính lượn vòng, góc bẻ lái, cũng như góc và đường di chuyển của tàu khi lắc trên sóng và chu kỳ lắc.
Các đại lượng đo lường, giống như các đại lượng vật lý khác, thường chứa đựng sai lệch do tác động của con người và thiết bị đo Để đánh giá chính xác chất lượng đi biển, cần có kiến thức vững về sai số đo lường và áp dụng các biện pháp nhằm giảm thiểu sai số này đến mức tối đa.
Lý thuyết xác suất là công cụ quan trọng trong việc phân tích kết quả thử nghiệm tính đi biển, do phổ sóng biển mang tính ngẫu nhiên Các đại lượng vật lý liên quan đến hoạt động của tàu trên sóng cũng có tính chất ngẫu nhiên và cần được mô tả thông qua các phương pháp thống kê.
Xử lý các quan sát
Biến cố ngẫu nhiên là những sự kiện có thể xảy ra hoặc không xảy ra trong những điều kiện nhất định Xác suất của một biến cố ngẫu nhiên được định nghĩa là mức độ khả năng xuất hiện của nó Khi có n biến cố ngẫu nhiên xung khắc, nếu không có lý do nào để ưu tiên một biến cố hơn các biến cố khác, thì xác suất của chúng được coi là như nhau, với công thức p = 1/n.
Nếu biến cố ngẫu nhiên A xảy ra do một trong m biến cố trong tổng số n biến cố có thể, thì xác suất của A được tính bằng p = m/n Biến cố không thể xảy ra có xác suất 0, trong khi biến cố chắc chắn có xác suất 1 Xác suất của bất kỳ biến cố nào nằm trong khoảng từ 0 đến 1.
Cộng và nhân xác suất là hai phương pháp quan trọng trong lý thuyết xác suất Xác suất xảy ra của một biến cố không phân biệt trong các biến cố xung khắc được tính bằng tổng xác suất của từng biến cố Ngược lại, xác suất xảy ra đồng thời của nhiều biến cố được tính bằng tích xác suất của các biến cố đó Khi các biến cố xảy ra liên tiếp, cần xem xét ảnh hưởng của các biến cố trước đó Ví dụ, trong một hòm chứa 5 quả cầu đen, 3 quả cầu trắng và 2 quả cầu đỏ, xác suất rút được một quả cầu trắng là 0,3, xác suất rút được một quả cầu đỏ là 0,2, và xác suất rút được một quả cầu trắng hoặc đỏ là 0,5 Cuối cùng, xác suất để rút lần lượt một quả cầu trắng và một quả cầu đỏ là 0,3.
=0,6 nếu sau lần rút thứ nhất lại bỏ vào hòm ; và là 0,3 x 9 2 = 0,067 nếu quả cầu rút ra không bỏ lại vào hòm
Phép thử lặp lại cho thấy rằng khi thực hiện n phép thử độc lập, với xác suất của biến cố A là p trong mỗi lần, xác suất để biến cố xảy ra m lần được tính bằng công thức: \( P(X = m) = C(n, m) \cdot p^m \cdot (1 - p)^{n - m} \).
Xác suất đó sẽ lớn nhất khi np+ p – 1 ≤ m0 là một hàm số đơn giản,tức là sai số càng lớn về giá trị tuyệt đối thì xác xuất của nó càng nhỏ.
3-Kỳ vọng toán của giá trị tuyệt đối của sai số, tức là 2 x ( x ) dx
là một đại lượng hữu hạn Các luật phân phối xác định có thể nhận được bằng cách thêm vào những điều kiện nào đó.
Luật phân phối chuẩn là một trong những phân phối đơn giản nhất, thường phản ánh thực tế một cách chính xác trong nhiều trường hợp liên quan đến sai số Độ đo mức chính xác của nó cho thấy khả năng áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau.
Luật phân phối có thể được xác định từ nhiều điều kiện lý thuyết khác nhau, đặc biệt là thông qua yêu cầu về giá trị có xác suất lớn hơn của đại lượng chưa biết Đối với giá trị này, phép đo trực tiếp cho một loạt giá trị với cùng một độ chính xác, được tính bằng trung bình cộng của các giá trị đó Tham số ² của luật chuẩn có thể nhận các giá trị tùy ý.
Nên 2 x 2 (x _ ) 2 là phương sai của đại lượng ngẫu nhiên x Khi 2 tăng lên thì cực đại của (x ) ứng với x = 0 và bằng
NỘI DUNG QUY TRÌNH THỬ TÀU THEO HƯỚNG DẪN CỦA VIRES
Mục đích
Thử tàu là bước quan trọng cuối cùng trong giám sát kỹ thuật, giúp xác định và công nhận khả năng hàng hải của tàu Quá trình này đảm bảo an toàn cho người, phương tiện và hàng hóa trong hoạt động khai thác tàu.
Quy định chung
Để thực hiện việc thử nghiệm tàu, việc kiểm tra và đánh giá kết quả cần dựa trên các yêu cầu kỹ thuật thiết kế, tài liệu chế tạo, cùng với các quy phạm và luật pháp quốc gia cũng như quốc tế.
Trước khi tiến hành thử nghiệm tàu, cần có quy trình thử tàu được cơ quan đăng kiểm phê duyệt Quy trình này bao gồm các bước đóng mới, hoán cải và phục hồi, do người thiết kế biên soạn Đối với các tàu sửa chữa, nhà máy hoặc xưởng sẽ biên soạn quy trình phù hợp.
Trong quá trình thử tàu, nếu có sự thay đổi do điều kiện thực tế, cần bổ sung vào quy trình thử tàu Các bổ sung này phải được hội đồng thử nghiệm chấp thuận trước khi thực hiện Trong trường hợp có ý kiến khác nhau giữa các thành viên trong hội đồng, thanh tra viện đăng kiểm sẽ đưa ra quyết định cuối cùng.
Cán bộ nhà máy hoặc xưởng đóng tàu và sửa chữa tàu ghi nhận kết quả thử nghiệm dưới sự giám sát của thanh tra viên đăng kiểm Biên bản thử nghiệm cần có chữ ký đầy đủ của các thành viên hội đồng, bao gồm chủ tàu, người thiết kế, thanh tra viên đăng kiểm và cán bộ KCS của nhà máy.
Thử tại bến
Kiểm tra chất lượng gia công, chế tạo và lắp ráp vỏ tàu, máy tàu cùng các trang thiết bị hệ thống là rất quan trọng Điều này cần tuân thủ các quy phạm và hồ sơ kỹ thuật để đảm bảo an toàn cho tàu trong quá trình thử nghiệm đường dài.
Thử và nghiệm thu các trang thiết bị, máy móc không thử nghiệm được khi thử đường dài (thử rời bến)
Trong quá trình thử nghiệm tàu với tốc độ v=0 m/s, lực đẩy của chân vịt đạt mức tối đa, cho phép kiểm tra độ cứng vững và độ chính xác của toàn bộ hệ trục chân vịt Việc này cũng giúp đánh giá chất lượng lắp ráp chân vịt vào thân tàu, độ cứng vững của bệ máy và các bu lông chân máy.
Vòng quay của máy chính được xác định dựa trên việc đo mômen xoắn tại trục chân vịt hoặc thông qua tính toán theo đường đặc tính của chân vịt trong quá trình thiết kế Mômen mà chân vịt hấp thụ được tính toán bằng một công thức cụ thể.
M B =k2 n 2 D 5 =C1n 2 Với D(m)- đường kính chân vịt n(vg/s)-số vòng quay của chân vịt trong một dây
(kG.S 2 /m 4 )- mật độ của nước k2=f( ,H/D,Z)- hệ số mômen phụ thuộc vào bước tương đối
của chân vịt ( =v/nD ,v là tốc độ tàu)
Khi thử nghiệm tại bến với vận tốc v = 0, ta có = 0 Dựa vào số liệu của chân vịt (H/D,z), có thể xác định hệ số k2 và tính toán số vòng quay tại bến tương ứng với các chế độ mômen quy định.
N B =M B n/716,2=C2n 3 , Thực nghiệm cho thấy số vòng quay tại bến khoảng 0,7 ÷ 0,85 số vòng quay khi tàu chạy rời bến ở cùng một chế độ tải.
Khi không thể xác định chính xác số vòng quay thử tại bến, có thể ước lượng số vòng quay tại bến bằng 0,8 lần số vòng quay khi thử rời bến ở cùng chế độ tải, tức là n TB = 0,8n RB Để xác định số vòng quay khi thử rời bến, ta sử dụng công thức N B = C2 n 3.
Từ đó lập bảng chế độ thử máy chính tại bến với các chú ý
- Số vòng quay làm việc của từng chế độ tải được xác định phù hợp với đặc tính làm việc của chân vit mà động cơ chuyển động.
- Việc thử nghiệm thu hệ trục, các trang thiết bi, máy móc khác trong quy trình phải tuân theo quy trình của quy phạm.
Trong suốt 1,5 đến 2 giờ, máy lái sẽ quay liên tục từ bên này sang bên kia, thực hiện khoảng 10 đến 15 lần chuyển đổi từ tận cùng bên này sang tận cùng bên kia.
Thử đường dài
Kiểm tra hoạt động đồng bộ của con tàu là quá trình xác định các tính năng, đặc tính và thông số kỹ thuật của hệ động lực cùng các thiết bị, hệ thống lắp đặt trên tàu Việc này nhằm đảm bảo rằng chúng phù hợp với thiết kế và đáp ứng yêu cầu an toàn trong hoạt động Các số liệu thu thập được sẽ là cơ sở quan trọng để lập hồ sơ xuất xưởng cho tàu.
Quy trình thử tàu được thiết lập theo các tiêu chuẩn kỹ thuật và nội dung thử nghiệm, bao gồm trình tự các bước thử, thời gian thực hiện và thành phần hội đồng thử nghiệm.
Quá trình thử nghiệm cần được thực hiện trong điều kiện thời tiết thuận lợi, với biển lặng và gió không quá cấp 4, sóng không quá cấp 3 Đảm bảo rằng các thiết bị đo và dụng cụ phục vụ cho việc thử đường dài được chuẩn bị đầy đủ theo danh mục kèm theo Các thông số cơ bản của tàu như trạng thái tải trọng, điều kiện thời tiết, điều kiện thủy văn và độ sâu luồng chạy tàu phải được ghi lại vào biên bản theo mẫu có sẵn.
Khi trạng thái tải trọng ban đầu của tàu không đủ điều kiện thử thì hội đồng thử sẽ quyết định trạng thái dằn.
Trị số mớn nước của tàu sẽ được quan sat bằng mắt thường sau đó đo nhiệt độ của không khí và nước biển, đo tỉ trọng nước biển.
Quá trình thử nghiệm tốc độ tàu được thực hiện tại các mức tải máy chính tương ứng với các vòng quay 25%, 50%, 75%, 85% và 100% của máy chính, trong điều kiện xuôi nước và ngược nước, cũng như khi có gió và không có gió Để đảm bảo độ chính xác, cần xem xét hướng và tốc độ chảy, thủy chiều, cũng như độ sâu luồng chạy tàu Khoảng cách chạy tàu cần được lựa chọn một cách thích hợp, và việc thử nghiệm phải được thực hiện khi tàu vẫn còn ăn lái.
Để xác định khả năng quay trở ổn định khi quay phải và trái ở 50% và 100% công suất tối đa của máy lái chính và máy lái sự cố, cần thực hiện các thử nghiệm bẻ lái với góc 35 độ trái và 35 độ phải Tiếp theo, tiến hành thử lượn vòng ổn định (vòng quay Williamson), bao gồm cả trường hợp trả lái về hướng ngược lại Các thông số đo lường sẽ được ghi nhận trong quá trình thử nghiệm.
+ Thời gian bẻ hết lái từ mạn này sang mạn kia của máy lái chính và máy lái sự cố.
+ Xác định các yếu tố của vòng quay trở (khoảng dịch trái, dịch ngang, dịch ngược)
+ Đường kính lượn vòng ổn định khi quay phải, quay trái.
Để xác định thời gian và khoảng di chuyển tối thiểu cần thiết cho tàu dừng hẳn từ lệnh dừng khẩn cấp so với dừng thông thường, tàu sẽ chạy với góc bẻ lái 0 độ ở vòng quay tiến lớn nhất Khi phát lệnh dừng khẩn cấp, tàu chuyển sang chạy lùi với 75% vòng quay tiến lớn nhất Trong 10 phút, khi số vòng quay máy đạt vòng quay lùi định mức và tốc độ lùi đạt tối đa theo thiết kế (dù không đạt tiêu chuẩn), lệnh tiến hết máy sẽ được phát ngay lập tức.
+ Tốc độ tàu, số vòng quay chong chóng.
+ Khoảng thời gian từ khi phát lệnh dừng cho tới khi tàu dừng hẳn.
+ Khoảng di chuyển của tàu, góc quay của tàu sau 10 giây.
Để xác định độ dài dịch chuyển và thời gian tàu trôi theo quán tính, cần xem xét tình huống khi tàu hoạt động ở công suất định mức của máy chính và góc bẻ lái được thiết lập.
0 0 độ, phát lệnh ngừng máy Đo các thông số:
+ Độ dài thời gian từ lúc bắt đầu đến khi kết thúc.
+ Khoảng thời gian từ khi có lệnh ngừng máy đến khi trục ngừng quay + Quãng đường tàu trôi.
+ Khoảng thời gian tàu dừng hẳn.
Khi tàu di chuyển với góc lái 0 độ tại vòng quay định mức và đạt tốc độ thiết kế, lệnh lùi hết máy được phát Thử nghiệm kết thúc khi tốc độ đạt 0 hl/h, sau đó tiến hành đo các thông số.
+ Quãng di chuyển của tàu từ khi có lệnh lùi dừng
+ Tốc độ tàu, số vòng quay máy chính bắt đầu thử và khi có lệnh lùi dừng và khi kết thúc cuộc thử.
+ Khoảng thời gian tàu dừng lại từ khi có lệnh lùi dừng
Để xác định khả năng hoạt động của máy lái, tàu được chạy tiến với công suất tối đa và thực hiện các thao tác bẻ lái Đầu tiên, tàu bẻ lái từ 0 độ sang 35 độ trái và giữ trong một khoảng thời gian nhất định Sau đó, từ góc 35 độ trái, tàu bẻ lái sang 30 độ phải, đo thời gian bẻ lái và giữ nguyên trong một khoảng thời gian Tiếp theo, tàu bẻ lái từ 30 độ phải về 0 độ để lấy lại hướng đi ổn định và duy trì tốc độ Quá trình tiếp tục với việc bẻ lái từ 0 độ sang 35 độ phải, giữ trong một khoảng thời gian, rồi từ 35 độ phải bẻ lái sang 30 độ trái, đo thời gian bẻ góc và giữ nguyên Cuối cùng, tàu bẻ lái từ 30 độ trái về 0 độ, lấy lại hướng đi ổn định và duy trì tốc độ Các thông số sẽ được đo trong suốt quá trình này.
+ Thời gian từ lúc bắt đầu quay vô lăng đến thời điểm bánh lái chuyển động
+ Khoảng thời gian bánh lái chuyển từ 35 0 mạn này sang 30 0 mạn kia (không quá 28 giây)
+ Đặc tính kĩ thuật của động cơ điện, hệ lái hoạt động nhẹ, không bị kẹt + Áp lực dầu lớn nhất trong mỗi đơn vị công suất.
Dòng điện lớn nhất của mô tơ được xác định thông qua việc đo lường ở máy lái có hai bơm thủy lực và hai động cơ, cụ thể là mô tơ và bơm số 1, cũng như mô tơ và bơm số 2 Đối với máy lái chỉ có hai bơm thủy lực và một động cơ, quá trình thử nghiệm chỉ được thực hiện một lần.
+ Vị trí bánh lái có đúng với thiết bị chỉ báo trên vô lăng hay không
+Thử chức năng ngắt tự động lúc hỏng máy lái chính.
+Thử chức năng ngắt tự động khi máy lái quá tải (theo sơ đồ máy lái)
+Nếu tàu có thiết kế nguồn điện sự cố Thử lái băng nguồn điện sự cố theo yêu cầu thiết kế của máy lái sử dụng nguồn sự cố.
+Thử chuyển đổi từ máy lái chính sang máy lái sự cố, thời gian chuyển từ máy lái chính sang máy lái dự trữ không quá 2 phút.
9 Thử máy lái sự cố
Để xác định tình trạng kỹ thuật và khả năng hoạt động của máy lái sự cố, cần thực hiện việc quay bánh lái liên tục từ mạn này sang mạn kia trong vòng 10 phút Thời gian bẻ lái từ một bên sang bên kia cũng cần được ghi nhận.
Trong thử nghiệm này, tàu sẽ thực hiện chuyển động từ trái sang phải với tốc độ đạt 1/2 giá trị tốc độ lớn nhất hoặc 7 hải lý trong thời gian không quá 60 giây Mục tiêu là điều khiển vòng quay của máy chính thông qua lệnh khống chế cục bộ để duy trì tốc độ tàu ổn định ở mức 1/2 tốc độ lớn nhất hoặc 7 hải lý.
10 Thử neo Để kiểm định hoạt động của tời neo, trước khi thử phải có toàn bộ hồ sơ cần thiết về neo, xích , hãm xích và các chi tiết khác của máy neo Neo được thả xuống nước khi tàu ở trạng thái đứng yên, đồng thời tiến hành quan sát ghi lại hướng gió, tốc độ gió, độ sâu của vùng thả neo, áp lực dầu thủy lực, điện áp của động cơ kéo Kiểm tra chất lượng bộ khống chế, tiếp điểm, định vị thiết bị ngắt, kích thước cầu chì xoay và dây chì, sau đó tiến hành các nội dung:
+ Quan sát toàn bộ khâu lắp ráp.
+ Đo độ cách điện của máy và các chi tiết khởi động
+ Đo dòng điện, điện áp, kiểm tra phanh hãm
+ Thử kín nước toàn bộ thiết bị và máy neo
+ Đo độ cách điện và nhiệt độ sau khi thử.
+ Cho máy neo chạy một giờ ở trạng thái không tải với những tốc độ và chiều quay khác nhau.
Cho máy neo chạy với tải trọng trong 30 phút, thực hiện việc thả và nhổ neo Kiểm tra sự định vị của xích neo trên tang, trong ống luồn neo và trên bộ phận hãm xích sau khi thử.
+ Khi thử neo cần kiểm tra mức chạy công tác của bộ khống chế neo ở hai trạng thái: Neo tàu và tàu chạy.
Thực hiện thử nghiệm để kiểm tra khả năng thay đổi hướng đi của tàu khi máy chính hoạt động ở 100% công suất Đo lường các thông số liên quan để đánh giá hiệu quả.
+ Thời gian và góc quay ban đầu khi bắt đầu thử
+ Thời gian để thay đổi quay bánh lái cho mỗi giai đoạn
+ Ghi ở dạng bảng : vòng quay chong chóng, tốc độ, hướng đi của tàu
12 Thử thả xuống cứu sinh cấp cứu