Chương 4: Trang bị động lực tàu Các tàu cá Phú Yên thường được bố trí một hệ trục chân vịt, không có trục trung gian, máy chính thường dùng là máy của hãng YANMAR, HINO, MITSUBISHI, ISUZU v.v Phú Yên hi ện có 21 cơ sở đóng sửa tàu thuyền, trong đó 5 hợp tác xã kiểu mới và 16 tổ hợp tư nhân đã đảm bảo được phần lớn yêu c ầu đóng sửa tàu thuyền của ngư dân. Toàn tỉnh, hàng năm đóng mới (200 ÷ 300) chiếc và sửa chữa khoảng (300 400) chiếc. Theo dự án đầu tư cơ sở hạ tầng – trung tâm dịch vụ hậu cần nghề cá Phú Yên, trong giai đoạn 2005 ÷ 2010 nhu cầu hoán cải, đóng mới v à sửa chữa các tàu thuyền có công suất > 90 CV ngày càng nhi ều. Tổng số tàu thuyền đóng mới bình quân (100 200) chiếc/năm, sửa chữa lớn 600 chiếc/năm. 1.3.2.1. Hệ thống khai thác Các tàu câu cá ngừ đại dương trang bị máy móc được bố trí trên tàu câu là máy thu, thả câu, ngư cụ là dàn câu cùng hệ thống ánh sáng, khoang chứa, thiết bị cấp đông v.v trong đó máy thu câu được dẫn động bằng cách trích công suất từ máy chính hiện nay đều dùng máy để thu câu. Trên tàu thường được trang bị hai neo, neo mũi và neo lái. Mỏ neo có trọng lượng vào khoảng 50 ÷ 200 kg tuỳ vào kích thước của tàu. 1.1 . SỰ CẦN THIẾT PHẢI TÍNH TOÁN THIIẾT KẾ SƠ BỘ TÀU ĐÁNH CÁ Trước yêu cầu của thực tế cuộc sống, hàng năm số lượng tàu thuy ền vẫn được tăng lên, hầu hết các loại tàu thuyền này được đóng theo kinh nghiệm dân gian không có thiết kế. Việc đóng t àu theo kinh nghi ệm dân gian được đúc kết từ những ưu điểm thực tế qua nhiều năm, tuy vậy cũng gây ra một số vấn đề khó khăn phức tạp trong việc tổ chức quản lý và nhất là vấn đề an toàn trên tàu. Do yêu c ầu của nghề nghiệp, tàu thuyền nghề cá phải làm vi ệc liên tục trên biển dài ngày, trong khi đó tàu luôn phải mang tải trọng khi rời bến, tải trọng này là lương thực, thực phẩm, nhiên li ệu, dầu bôi trơn, muối, đá v.v khi về bến thay vào lượng dự trữ nói trên là lượng cá đánh bắt được. Mặt khác, điều kiện hoạt động của tàu trên biển hết sức phức tạp, tàu luôn chịu tác dụng của các lực có phương, chiều, độ lớn thay đổi. Đó là các lực do sóng v à gió. -Qua th ời gian đi thực tế ở tỉnh Phú Yên tôi thấy rằng: việc thiết kế tàu chủ yếu dựa vào tàu mẫu. Vì vậy hầu hết các loại tàu thuy ền đánh cá ở Phú Yên đều đóng theo kinh nghiệm dân gian mà không có thi ết kế. Trong số các tàu thuyền được đóng theo kinh nghiệm dân gian ngoài những chiếc có tính năng khá tốt do ngẫu nhiên, còn lại các tàu đều tồn tại những vấn đề cần giải quyết. Thực tế một số tàu cho thấy những chiếc đóng ra không đảm bảo an toàn. Các con tàu như vậy thì hoạt động kém hiệu quả, trong điều kiện l àm việc phức tạp khó khăn thì rất dễ xảy ra tai nạn, gây thiệt hại rất lớn về người và của. - Đây là một thực trạng gây ra nhiều khó khăn cho công tác đăng kiểm cũng như công tác quản lý và khai thác các tàu này. Để được cấp giấy phép hoạt động th ì chủ tàu chỉ nộp hồ sơ hoàn công cho đăng kiểm duyệt, các hồ sơ này được lập khi con tàu đóng mới đ ã được đóng.Việc đóng tàu theo kinh nghiệm dân gian ở Phú Yên m ặc dù có truyền thống lâu đời, nhưng trước thực tế như vậy khó mà đáp ứng đầy đủ tính an toàn cho con tàu, nhất là đối với việc đóng mới những con tàu tương đối lớn. Để hạn chế tối đa các nguyên nhân dẫn đến lật tàu nhằm đảm bảo an toàn cho tàu, cần quan tâm ngay từ khâu thiết kế bằng cách tiến hành các tính toán m ột cách khoa học. - Trong thời gian nghiên cứu khoa học của mình, PGS-TS Nguy ễn Quang Minh đã công bố nhiều công trình khoa học trong đ ó có công trình nghiên cứu khoa học: “Giải thuật tính toán ổn định theo phương pháp mới”, trong đó có đưa ra hai phương trình là ph ương trình ổn định và phương trình lắc, qua đó giúp cho việc giải bài toán thiết kế tàu dễ dàng và nhanh hơn mà vẫn đảm bảo được các tính năng hàng hải và các thông số kỹ thuật của con tàu. 1.2 .CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ TÀU Thiết kế tàu là một công việc rất phức tạp, nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng con tàu. Ch ất lượng của con tàu thiết kế không những được quyết định bởi quan điểm thiết kế m à còn quyết định bởi phương pháp thiết kế. Hiện nay, nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật và sự trợ giúp của máy tính nên ngày càng có những phương pháp thiết kế tiến bộ hơn so với trước kia. Có rất nhiều phương pháp thiết kế, mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, sau đây là một số phương pháp thiết kế được dùng phổ biến hiện nay: -Thiết kế theo truyền thống. -Thiết kế theo tàu mẩu. -Thiết kế tối ưu. 1.5.1.Phương pháp thiết kế truyền thống Hiện nay, việc thiết kế tàu thuyền nói chung và việc thiết kế tàu cá nói riêng vẫn dùng phương pháp thiết kế truyền thống. Phương pháp này được thực hiện theo tr ình tự sau:( hình 1.1) - Pt trọng lượng - Pt nổi - Pt s ức chức - P t t ốc độ Các yếu tố hình học Đường hình lý thuy ết Bố trí chung Nhiệm vụ thiết kế Kết cấu Trang thi ết bị Hoàn thiện thiết kế, chế tạo Kiểm tra ổn định Không đạt yêu cầu Đạt yêu cầu * Bước 1: Xây dựng nhiệm vụ thư thiết kế. Trên cơ sở mục đích sử dụng v à các yêu cầu khác của người đặt h àng, từ các cơ sở khoa học, từ các kinh nghiệm người ta xây dựng được nhiệm vụ thiết kế và căn cứ vào nhiệm vụ này ta bắt đầu thực hiện các bước tiếp theo. * Bước 2: Giải quyết hệ phương tr ình thiết kế. Khó khăn nhất trong quá tr ình thiết kế là việc giải hệ phương trình thiết kế. Trong phương pháp này, hệ phương trình thiết kế được th ành lập từ các phương trình sau: Phương trình trọng lượng: Đây là phương trình được thiết lập từ các trọng lượng thành phần của con tàu như trọng lượng vỏ, trọng lượng máy, trọng lượng trang thiết bị, trọng lượng nhiên liệu, trọng lượng thuyền viên, trọng lượng lương thực thực phẩm v.v P = Pi (1.1) Phương trình nổi: Đây là phương trình được thiết lập từ quan hệ giữa trọng lượng tàu và thể tích chiếm nước của tàu. D = γV = γδLBT = f (δ,L,B,T) (1.2) Hình 1.1. Sơ đồ thiết kế theo phương pháp truyền thống Phương trình sức chứa: Là phương trình được thiết lập từ quan hệ giữa thể tích chiếm nước toàn phần của tàu và các th ể tích thành phần như thể tích các khoang, thể tích các kết cấu v.v V = Vi (1.3) Phương trình tốc độ: Được thiết lập từ quan hệ giữa công suất có ích trên trục chân vịt với các thông số tính năng của tàu. ESP = 75 .vR = e C vD 33/2 . (1.4) Đây là công thức kinh nghiệm, trong đó: R: sức cản của vỏ tàu. v : t ốc độ của tàu. D: tr ọng tải tàu. C e : hằng số hải quân. * Bước 3: T ình các yếu tố hình hoc Là bước tính tiếp theo sau khi đã giải các phương trình của hệ phương tr ình thiết kế *Bước 4: Thiết kế đường h ình. Là bước thiết kế tiếp theo khi ta tính được các yếu tố hình h ọc của tàu. Khi thực hiện bước này xong ta được hình dáng lý thuy ết của con tàu. *Bước 5: Thiết kế bố trí chung, thiết kế kết cấu, thiết kế trang thiết bị. Được thực hiện sau khi thiết kế đường hình, các bước này thường được thực hiện kết hợp giữa kinh nghiệm, tàu mẫu và quy ph ạm. *Bước 6: Kiểm tra ổn định. Đây là bước rất quan trọng, nó đánh giá sự th ành công hay th ất bại của quá trình thiết kế. Khi tiến hành có hai khả năng xảy ra: Nếu đạt yêu cầu thì thực hiện các bước tiếp theo là thi ết kế kỹ thuật và thiết kế công nghệ. Nếu không đạt yêu cầu thì bắt buộc ta phải làm lại từ đầu bằng cách điều chỉnh nhiệm vụ thiết kế. Ưu điểm. + Thi ết kế được những con tàu hoàn toàn mới. + Là phương pháp thiết kế mang tính chất khoa học vì các thông s ố kỹ thuật của tàu có được dựa trên các phép tính toán học chính xác, có cơ sở phân tích lựa chọn được khoa học công nhận, kết quả đưa ra có độ tin cậy cao. + Có thể nghiên cứu một con tàu bằng cách nghiên cứu hồ sơ của nó. Nhược điểm. +Việc giải hệ phương trình thiết kế để xác định các yếu tố hình học của tàu còn gặp nhiều khó khăn do số ẩn nhiều hơn số phương tr ình thiết lập được. Cho nên việc tìm ra các nghiệm của hệ mất rất nhiều thời gian.kết quả thu được mang tính thụ động, vì đến bước kiểm tra ổn định ta vẫn chưa biết con tàu đang được thiết kế có đảm bảo yêu cầu hay không. Thường con tàu khi kiểm tra không đạt y êu cầu ta phải thực hiện lại nhiều lần, đến khi khi nó đạt y êu cầu thì kết quả này cũng chỉ mang tính may mắn. Như vậy, với phương pháp này ta không nên quá lạm dụng. + Phương tr ình thiết lập hết sức phức tạp đòi hỏi người thiết kế phải có trình độ chuyên môn cao + Giá thành c ủa con tàu tương đối cao do mất nhiều thời gian và công sức cho công việc thiết kế. . nay: -Thiết kế theo truyền thống. -Thiết kế theo tàu mẩu. -Thiết kế tối ưu. 1.5.1.Phương pháp thiết kế truyền thống Hiện nay, việc thiết kế tàu thuyền nói chung và việc thiết kế tàu cá nói. việc giải bài toán thiết kế tàu dễ dàng và nhanh hơn mà vẫn đảm bảo được các tính năng hàng hải và các thông số kỹ thuật của con tàu. 1.2 .CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ TÀU Thiết kế tàu là một công. h ọc của tàu. Khi thực hiện bước này xong ta được hình dáng lý thuy ết của con tàu. *Bước 5: Thiết kế bố trí chung, thiết kế kết cấu, thiết kế trang thiết bị. Được thực hiện sau khi thiết kế đường