Giáo trình điều động tàu part 3 pdf

29 C ầ n l ư u ý r ằ ng hi ệ n t ượ ng này x ả y ra khi tàu có tr ớ n còn n ế u ch ư a có tr ớ n t ớ i thì b ch ư a xu ấ t hi ệ n và m ũ i ng ả trái. T ứ c là ban đầ u ng ả trái sau đ ó có tr ớ n thì m ũ i có xu h ướ ng ng ả ph ả i. Hi ệ n t ượ ng này g ọ i là hi ệ u ứ ng chân v ị t và ta c ầ n l ư u ý đặ c bi ệ t khi tàu ch ạ y ballast, khi tàu chúi đ uôi l ớ n. Các l ự c có th ể khác nhau v ề độ l ớ n do đ ó hi ệ u ứ ng s ẽ khác nhau. 1.5.3.2. Khi tàu ch ạ y lùi bánh lái để s ố không: Dòng n ướ c do chân v ị t sinh ra đậ p vào lái tàu không đề u t ạ i m ọ i đ i ể m. Dòng này ch ủ y ế u không cu ộ n quanh bánh lái mà đậ p tr ự c ti ế p vào các bên m ạ n hông tàu phía d ướ i đườ ng n ướ c. 1. Thành ph ầ n phân l ự c ngang C: Cánh I sinh ra phân l ự c ngang C 1 ’ . Kh ố i n ướ c do cánh I sinh ra t ừ ph ả i sang trái và xuôi xu ố ng phía d ướ i song song v ớ i m ặ t bánh lái, do v ậ y C 1 ’ không có tác d ụ ng quay tr ở . Cánh II qu ạ t kh ố i n ướ c t ừ ph ả i sang trái đậ p vào hông tàu m ạ n ph ả i sinh ra C 2 ’ có tác d ụ ng làm đ uôi tàu sang trái, m ũ i sang ph ả i. Cánh III qu ạ t kh ố i n ướ c t ừ d ướ i lên t ạ o ra C 3 ’ song song v ớ i m ặ t bánh lái không có tác d ụ ng quay tr ở . Cánh IV qu ạ t kh ố i n ướ c t ừ trên xu ố ng d ướ i và sang ph ả i t ạ o ra C 4 ’ đậ p vào hông tàu m ạ n trái làm cho đ uôi tàu qua ph ả i m ũ i qua trái. Qua phân tích th ấ y C 4 ’ > C 2 ’ vì cánh II quay kh ố i n ướ c hoàn toàn đậ p vào hông tàu m ạ n ph ả i phía trên còn cánh IV thì m ộ t ph ầ n kh ố i n ướ c lu ồ n qua ki tàu sang bên ph ả i, ph ầ n còn l ạ i đậ p vào hông tàu m ạ n trái. Do v ậ y tác d ụ ng c ủ a t ổ ng h ợ p phân l ự c ngang C ’ làm m ũ i tàu sang ph ả i. 2. Thành ph ầ n ph ả n l ự c D: T ươ ng t ự , thành ph ầ n D 3 ’ ch ỉ có tác d ụ ng dìm lái tàu xu ố ng và D 1 ’ ch ỉ có tác d ụ ng nâng lái tàu lên. Còn D 2 ’ làm cho m ũ i ng ả trái; D 4 ’ làm m ũ i ng ả ph ả i vì D 4 ’ > D 2 ’ t ổ ng h ợ p D ’ = D 4 ’ - D 2 ’ làm cho đ uôi tàu ng ả trái m ũ i ng ả ph ả i. 3. Thành ph ầ n dòng n ướ c ch ả y t ừ m ũ i v ề lái: Dòng ch ả y t ừ lái v ề m ũ i không có tác d ụ ng quay tr ở . Nh ư v ậ y t ổ ng h ợ p các l ự c C, D đề u cùng chi ề u và có tác d ụ ng làm cho m ũ i tàu ng ả ph ả i, lái tàu sang trái (v ớ i chân v ị t chi ề u ph ả i), v ớ i chân v ị t chi ề u trái thì ng ượ c l ạ i, khi lùi thì m ũ i ng ả trái. Tóm l ạ i khi ch ạ y lùi, m ũ i có xu h ướ ng ng ả ph ả i ho ặ c trái m ạ nh h ơ n r ấ t nhi ề u so v ớ i khi t ớ i. 1.5.4. Mối tương quan của chân vịt đối với sự thay đổi chế độ hoạt động của máy tàu. Đ i ề u ki ệ n xét ở đ ây là tàu có trang b ị chân v ị t chi ề u ph ả i, thân v ỏ tàu không ch ị u ả nh h ưở ng c ủ a sóng, gió dòng ch ả y. 1.5.4.1. Tàu ti ế n ổ n đị nh: Lúc này máy đ ã làm vi ệ c ổ n đị nh, t ố c độ tàu t ươ ng ứ ng v ớ i ch ế độ quy đị nh c ủ a máy, bánh lái để s ố không.  L ự c đẩ y c ủ a máy P e đẩ y tàu ti ế n th ẳ ng. C ’ 1 C ’ 2 ω C ’ 4 C ’ 3 I IV III II D ’ 3 D ’ 2 D ’ 1 D ’ 4 Hình 1.19. Chân v ị t chi ề u ph ả i, tàu ch ạ y lùi, bánh lái để s ố không 30  L ự c do dòng n ướ c theo b đẩ y đ uôi tàu sang trái m ũ i sang ph ả i.  L ự c do chân v ị t quay t ạ o ra dòng n ướ c g ọ i là C đẩ y đ uôi tàu sang trái m ũ i sang ph ả i.  Ph ả n l ự c D đẩ y đ uôi tàu sang ph ả i m ũ i sang trái. Khi ti ế n ổ n đị nh, ph ả n l ự c D gi ả m nên C + b > D t ứ c là làm cho đ uôi tàu sang trái m ũ i sang ph ả i (v ớ i chân v ị t chi ề u ph ả i), chân v ị t chi ề u trái thì ng ượ c l ạ i, m ũ i sang trái, đ uôi sang ph ả i. 1.5.4.2. Tàu lùi ổ n đị nh: Bánh lái để s ố không, chân v ị t đổ i chi ề u quay, tàu lùi ổ n đị nh, lúc này ta th ấ y:  L ự c đẩ y do máy sinh ra P làm tàu lùi th ẳ ng.  L ự c do dòng n ướ c chân v ị t quay t ạ o ra C ’ làm m ũ i tàu sang ph ả i.  Ph ả n l ự c D ’ đẩ y đ uôi tàu sang trái m ũ i ph ả i. T ổ ng h ợ p các l ự c C ’ + D ’ làm cho m ũ i tàu ng ả ph ả i m ạ nh (chân v ị t chi ề u ph ả i), chân v ị t chi ề u trái thì ng ượ c l ạ i, m ũ i ng ả trái m ạ nh. 1.5.4.3. Tàu đ ang d ừ ng, ti ế n máy:  L ự c đẩ y c ủ a máy P đẩ y tàu ti ế n  Ph ả n l ự c D xu ấ t hi ệ n l ớ n nh ấ t đẩ y đ uôi sang ph ả i m ũ i tàu sang trái.  L ự c do cánh chân v ị t t ạ o ra C b ắ t đầ u tác độ ng nên ch ư a l ớ n l ắ m và đẩ y đ uôi tàu sang trái m ũ i sang ph ả i. D > C nên đ uôi tàu sang ph ả i m ũ i sang trái, chân v ị t chi ề u trái thì ng ượ c l ạ i, đ uôi tàu sang trái, m ũ i sang ph ả i. 1.5.4.4. Tàu đ ang d ừ ng lùi máy:  L ự c đẩ y P đẩ y tàu lùi  Ph ả n l ự c D ’ xu ấ t hi ệ n l ớ n nh ấ t đẩ y đ uôi tàu sang trái m ũ i sang ph ả i.  L ự c do cánh chân v ị t t ạ o ra C ’ b ắ t đầ u tác độ ng nên không l ớ n l ắ m và đẩ y đ uôi tàu sang trái m ũ i sang ph ả i. D ’ và C ’ tác độ ng cùng chi ề u nên m ũ i ng ả ph ả i m ạ nh. 1.5.4.5. Thay đổ i máy t ừ ti ế n sang lùi: N ế u máy đ ang ti ế n ta stop và chuy ể n sang lùi ngay thì tàu v ẫ n ti ế p t ụ c ti ế n do quán tính. Do đổ i chi ề u máy nên các l ự c tác d ụ ng làm l ệ ch h ướ ng tàu c ũ ng thay đổ i. Khi stop máy (chân v ị t ng ừ ng quay). Các l ự c P, C, D không còn nh ư ng đế n khi quay lùi l ạ i xu ấ t hi ệ n các l ự c sau:  L ự c đẩ y c ủ a máy P đẩ y tàu lùi phá tr ớ n.  L ự c C ’ đẩ y đ uôi tàu sang trái, m ũ i sang ph ả i.  Ph ả n l ự c D ’ đẩ y đ uôi tàu sang trái, m ũ i sang ph ả i. 1.5.4.6.Thay đổ i máy t ừ lùi sang ti ế n: Khi máy đ ang lùi ta stop, các l ự c P, C ’ , D ’ ng ừ ng tác độ ng, tàu ti ế p t ụ c chuy ể n độ ng lùi, chuy ể n sang máy ti ế n thì:  Ph ả n l ự c D đư a đ uôi tàu sang ph ả i m ũ i sang trái.  L ự c C đư a đ uôi sang trái m ũ i sang ph ả i. Do D > C nên đ uôi tàu v ẫ n l ệ ch ph ả i, m ũ i sang trái 1.5.4.7. K ế t lu ậ n:  Khi đứ ng yên, cho máy ch ạ y t ớ i đ uôi tàu s ẽ l ệ ch v ề phía chân v ị t quay (chi ề u ph ả i thì sang ph ả i, trái thì sang trái) m ũ i sang ph ả i.  Khi quay tàu nên quay v ề theo chi ề u chân v ị t nên để th ờ i gian l ượ n vòng ng ắ n.  Khi lùi khó gi ữ tàu th ẳ ng h ướ ng, đ uôi tàu l ệ ch theo chi ề u quay lùi, cho nên v ớ i tàu có chân v ị t chi ề u ph ả i nên c ặ p c ầ u m ạ n trái t ố t nh ấ t vì khi d ừ ng máy để lùi v ừ a phá tr ớ n v ừ a đẩ y đ uôi tàu ép vào c ầ u - chú ý gió. 1.5.5.1. Tàu không tr ớ n so v ớ i n ướ c, máy ch ạ y t ớ i: Lái h ế t trái Q Lái s ố không Q Lái h ế t ph ả i ∞ ∞ Q ∞ 31 1.5.5.2. Tàu không tr ớ n so v ớ i n ướ c, máy ch ạ y lùi: 1.5.5.3. Tàu có tr ớ n, máy ch ạ y t ớ i: Q Lái hết trái Q Lái số không Q Lái h ết phải ph ải P ∞ ∞ ∞ P bC + bC + bC + Q Lái hết trái Q Lái số không Q Lái h ết phải ph ải DC + P DC + ∞ ∞ ∞ DC + N DC + Q Đuôi sang trái, mũi phải N Q DC + Đuôi trái, mũi phải Q D C + P P Đuôi phải, mũi trái N Hình 1.21. Tàu không có tr ớ n so v ớ i n ướ c, máy ch ạ y lùi 32 1.5.5.4. Tàu có tr ớ n lùi, máy ch ạ y lùi: 1.5.5. ảnh hưởng phối hợp giữa bánh lái và chân vịt tới sự điều khiển tàu N ế u g ọ i thành ph ầ n l ự c do chân v ị t đẩ y tàu v ề phía tr ướ c ho ặ c kéo tàu lùi l ạ i là Q. Khi tàu có tr ớ n t ớ i thì Q có chi ề u t ừ lái v ề m ũ i theo ph ươ ng d ọ c tàu, còn khi lùi thì ng ượ c l ạ i. Ta có th ể minh h ọ a ả nh h ưở ng ph ố i h ợ p gi ữ a bánh lái và chân v ị t t ớ i s ự đ i ề u khi ể n tàu theo các hình v ẽ trên 1.5.5.3. Các l ư u ý:  Tàu ti ế n ho ặ c lùi n ế u t ă ng v ậ n t ố c thì tác d ụ ng bánh lái t ă ng.  Khi m ớ i b ắ t đầ u chuy ể n độ ng tác d ụ ng c ủ a chân v ị t đố i v ớ i s ự đ i ề u khi ể n t ố t h ơ n tác d ụ ng c ủ a bánh lái (do v ậ n t ố c còn nh ỏ ). Do v ậ y tàu 1 chân v ị t quay trong vùng h ẹ p nên s ử d ụ ng máy ti ế n h ế t và lùi h ế t t ừ ng đợ t để gi ả m quán tính tàu.  Ph ả i s ử d ụ ng bánh lái k ế t h ợ p chân v ị t để gi ữ tàu th ẳ ng h ướ ng. 1.6. Kh ả n ă ng d ừ ng tàu- Quán tính c ủ a tàu 1.6.1. Các đặc tính dừng tàu P N Q BC + N Q Đuôi sang phải, mũi trái Đuôi trái, mũi phải B C + Q Đuôi trái, mũi phải N P BC + Hình 1.22. Tàu có tr ớ n, máy ch ạ y t ớ i Q Lái hết trái Q Lái số không Q Lái hết phải DC + DC + ∞ ∞ ∞ DC + P P bC + P N Q DC + N Q Đuôi sang trái, mũi phải Đuôi trái, mũi phải Đuôi phải, mũi trái DC + Q N P Hình 1.23. Tàu có tr ớ n lùi, máy ch ạ y lùi 33 1.6.1.1. Đ ang ch ạ y t ớ i h ế t máy - D ừ ng máy: Xác đị nh đặ c tính d ừ ng trong hai đ i ề u ki ệ n: tàu đầ y hàng (Laden) và tàu không hàng (Ballast). Cho tàu ch ạ y t ớ i ở các ch ế độ máy t ớ i h ế t, t ớ i trung bình, t ớ i ch ậ m và th ậ t ch ậ m. ở m ỗ i ch ế độ máy nh ư v ậ y ta cho Stop máy, đồ ng th ờ i xác đị nh các thông s ố :  Quãng đườ ng tàu đ i đượ c t ừ khi Stop máy ( đ ang ở t ố c độ ban đầ u) đế n các t ố c độ th ấ p h ơ n.  Th ờ i gian t ừ khi Stop máy đế n các t ố c độ th ấ p h ơ n.  Các t ố c độ th ấ p h ơ n t ươ ng ứ ng. Sau khi có các thông s ố trên ta l ậ p thành b ả ng. Các thông s ố này s ẽ giúp ích cho ng ườ i đ i ề u khi ể n tàu khi đ i ề u độ ng tàu vào c ầ u, đư a tàu đế n v ị trí neo … 1.6.1.2. Đ ang ch ạ y t ớ i h ế t máy - Lùi máy : T ươ ng t ự nh ư khi xác đị nh đặ c tính stop máy. Ta c ũ ng xác đị nh đặ c tính lùi h ế t máy trong hai đ i ề u ki ệ n: tàu đầ y hàng (Laden) và tàu không hàng (ballast). Cho tàu ch ạ y t ớ i ở các ch ế độ máy t ớ i h ế t, t ớ i trung bình, t ớ i ch ậ m và th ậ t ch ậ m. ở m ỗ i ch ế độ máy nh ư v ậ y ta cho lùi h ế t máy, đồ ng th ờ i xác đị nh các thông s ố :  Quãng đườ ng tàu đ i đượ c t ừ khi lùi h ế t máy ( đ ang ở t ố c độ ban đầ u) đế n các t ố c độ th ấ p h ơ n và đế n khi d ừ ng h ẳ n.  Th ờ i gian t ừ khi lùi h ế t máy đế n các t ố c độ th ấ p h ơ n và đế n khi d ừ ng h ẳ n.  Các t ố c độ th ấ p h ơ n t ươ ng ứ ng và đế n khi d ừ ng h ẳ n. Sau khi có các thông s ố trên ta l ậ p thành b ả ng. Các thông s ố này s ẽ giúp ích cho ng ườ i đ i ề u khi ể n tàu khi đ i ề u độ ng tàu vào c ầ u, đư a tàu đế n v ị trí neo, đặ c bi ệ t là trong các tình hu ố ng kh ẩ n c ấ p. 1.6.2. Quán tính của tàu 1.6.2.1. Đị nh ngh ĩ a, ph ươ ng trình quán tính: 1. Đị nh ngh ĩ a: Quán tính c ủ a tàu là kh ả n ă ng gi ữ nguyên tr ạ ng thái chuy ể n độ ng ban đầ u khi ngo ạ i l ự c ng ừ ng tác độ ng. Th ự c v ậ y, khi tàu đ ang chuy ể n độ ng t ớ i ho ặ c lùi n ế u ta d ừ ng máy con tàu không d ừ ng h ẳ n l ạ i ngay mà v ẫ n còn ti ế p t ụ c chuy ể n độ ng t ớ i ho ặ c lùi m ộ t đ o ạ n r ồ i m ớ i d ừ ng h ẳ n. 2. Ph ươ ng trình quán tính: T ừ ph ươ ng trình chuy ể n độ ng c ủ a tàu : PR dt vd m =+ , ta có th ể vi ế t : dt vd mRP =− (1.18) Đ ây là ph ươ ng trình quán tính, t ừ ph ươ ng trình này cho th ấ y m và v quy ế t đị nh nh ữ ng tính ch ấ t c ủ a quán tính, vì :  P > R => Tàu có gia t ố c t ớ i, chuy ể n độ ng có xu h ướ ng t ă ng.  P = R => Gi ữ nguyên tr ạ ng thái ( ổ n đị nh chuy ể n độ ng).  P < R => Tàu chuy ể n độ ng ch ậ m d ầ n. Quá trình hãm chuy ể n độ ng tàu x ả y ra khi P gi ả m ho ặ c R t ă ng. 1.6.2.2. Các thành phần của quán tính: Quãng đườ ng quán tính là đ o ạ n đườ ng mà tàu v ẫ n còn ti ế p t ụ c chuy ể n độ ng đượ c theo tr ớ n c ũ tr ướ c khi d ừ ng l ạ i. Th ờ i gian quán tính là kho ả ng th ờ i gian tàu v ẫ n còn gi ữ đượ c tr ớ n đế n khi d ừ ng h ẳ n. 1.6.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quán tính:  Quán tính c ủ a tàu t ỉ l ệ thu ậ n v ớ i kh ố i l ượ ng và t ố c độ ban đầ u c ủ a tàu.  Quán tính t ớ i bao gi ờ c ũ ng l ớ n h ơ n quán tính lùi.  Quán tính ch ị u tác độ ng c ủ a sóng, gió, dòng ch ả y.  Tàu có m ớ n càng sâu, b ề m ặ t càng ráp thì quán tính càng nh ỏ .  Ki ể u và công su ấ t c ủ a máy (h ệ th ố ng độ ng l ự c). 34  S ự s ắ p x ế p hàng hóa (nghiêng, chúi) hay tr ạ ng thái c ủ a tàu. 1.6.2.4. Sự cần thiết phải xác định quán tính: Nh ằ m xác đị nh đượ c th ờ i gian và quãng đườ ng c ầ n thi ế t để l ấ y tr ớ n ho ặ c phá tr ớ n cho thích h ợ p. Để ướ c l ượ ng khi vào c ầ u, khi neo, khi tránh va. Xác đị nh quán tính m ộ t con tàu làm cho chúng ta n ắ m v ữ ng đượ c đặ c tính để đ i ề u độ ng nó thích h ợ p. 1.6.2.5. Xác định quãng đường và thời gian dừng tàu: Hãm tự do: 1. Bằng quan sát thực tế : Đượ c ti ế n hành trong tr ườ ng th ử . D ẫ n tàu đ i trên h ướ ng thích h ợ p, thu ậ n l ợ i cho vi ệ c xác đị nh v ị trí. Ta xác đị nh các v ị trí chính xác và ghi chép đầ y đủ th ờ i gian ti ế n hành. G ọ i quán tính quãng đườ ng là S i và th ờ i gian t ươ ng ứ ng là t i ta có: S = S 1 + S 2 (1.19) t = t 1 + t 2 (1.20) Trong đ ó:  S 1 : Tính t ừ khi có l ệ nh d ừ ng máy t ớ i cho đế n khi máy d ừ ng t ươ ng ứ ng là t 1 .  S 2 : T ừ khi máy t ớ i d ừ ng cho đế n khi tàu d ừ ng h ẳ n l ạ i t ươ ng ứ ng là t 2 . 2. Bằng tính toán : Ta xác đị nh các giá tr ị S i và t i trong t ừ ng giai đ o ạ n Giai đoạn 1 : T ừ khi ra l ệ nh d ừ ng máy cho đế n khi máy d ừ ng, do m ệ nh l ệ nh t ừ bu ồ ng lái xu ố ng bu ồ ng đ i ề u khi ể n máy th ự c hi ệ n đượ c ph ả i có độ tr ễ là th ờ i gian t 1 . Ta có th ể xác đị nh đượ c nh ờ đồ ng h ồ b ấ m giây, lúc này tàu v ẫ n chuy ể n độ ng th ẳ ng v ớ i quãng đườ ng di chuy ể n đượ c là : S 1 = V 1 x t 1 , trong đ ó V 1 là t ố c độ ban đầ u có giá tr ị không đổ i ở giai đ o ạ n 1. Giai đoạn 2 : Máy t ớ i đ ã d ừ ng nên tàu b ị hãm l ạ i b ằ ng l ự c c ả n c ủ a n ướ c tác độ ng c ủ a n ướ c lên v ỏ tàu. Tàu chuy ể n độ ng ch ậ m d ầ n, ph ươ ng trình cân b ằ ng c ủ a chuy ể n độ ng có d ạ ng sau : 2 R dt dV m −= (1.21) Trong đó :  m : Khối lượng của tàu  R 2 : Lực cản vỏ tàu ứng với tốc độ của giai đoạn 1 Ta có : 2 2 1 2 1 * 1 * 2 1 2 1 2 2 * 1 * 2 2 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 12 2 1 2 1 2 11 * 2 * 1 * 2 * 2 * 1 V dV R mV dtVdS VV R mV t tttdt V dV R mV dt V dV R Vm dt V V R dt dV m V V RR V V R R t t t t t ×−=×=         −×= =−= −=⇒ × × −=⇒−=         =⇒         = ∫ ∫∫ Trong đó :  V 1 : Tốc độ đầu của giai đoạn 1 = hằng số.  V 2 : Tốc độ cuối của giai đoạn 1. 35  V 1 * : Tốc độ đầu của giai đoạn 2.  V 2 * : Tốc độ cuối của giai đoạn 2. Ta tính được         = )( ln * 2 * 1 2 tV V k m S , tốc độ tàu ở đầu giai đoạn 2 là V 1 * , ở đây V 1 * =V 1 và cuối giai đoạn 2 là V 2 * = V 2 . Theo thống kê thì giá trị t 2 = 15 giây, thực tế giá trị này khoảng 20-30 giây. Hãm cưỡng bức: Hãm cưỡng bức bao gồm 2 giai đoạn: Giai đoạn hãm tự do tính từ lúc STOP máy cho đến khi tốc độ tàu đến một giá trị cho phép để sử dụng may lùi an toàn. Để tính quãng đường và thời gian giai đoạn này thì như đã nói ở trên. Giai đoạn cưỡng bức tính từ lúc máy đã chuyển sang chế độ lùi cho đến khi tầu đã dừng hẳn lại trên mặt nước (không còn trớn tới). Quãng đường và thời gian được tính như sau: Giai đoạn cưỡng bức: Tàu bắt đầu có máy lùi, lúc này tàu mất dần động năng do lực cản bản thân và sức kéo lùi của máy. x PR dt dV m −−= 3 (1.22) Trong đó :  R 3 : Lực cản tàu tương ứng giai đoạn 3 (V 2 giảm dần từ giá trị V 2 xuống V 3 , ta kí hiệu V 3 )  P x : Lực kéo lùi do chân vịt lùi x xx x P R arctg RP mV t V V R P mdV dt V V RR V V R R 22 3 2 3 2 2 2 2 2 3 23 2 2 3 2 3 × =⇒ ×+ −=⇒         =⇒         =         +×=⇒ ×+ −= x x P R R mV S V V R P dVmV dS 2 2 2 2 3 2 3 2 2 2 2 1ln3,2 2 , vậy: S hãm = S 1 + S 2 + S 3 t hãm = t 1 + t 2 + t 3 1.6.3. Những biện pháp nâng cao hiệu quả hãm tàu 1.6.3.1. S ử d ụ ng dù ho ặ c neo n ổ i: Chủ yếu dùng cho tàu nhỏ, xuồng cứu sinh, người ta thả 2 bên mạn, nó có thể giảm quán tính quãng đường xuống 2,6 lần và quán tính thời gian xuống 3 lần. Với dù nước (2 dù có φ = 14,6m ) có thể sinh ra một lực cản bằng 51 tấn, tuy nhiên khi vận tốc nhỏ hơn 7 hải lý/giờ thì hiệu suất dù giảm, nó tỉ lệ với bình phương vận tốc. 1.6.3.2. Dùng bánh lái đặ c bi ệ t, ố ng d ẫ n n ướ c t ự độ ng: - Bánh lái đặ c bi ệ t: Gồm 2 tấm lái ghép vào với nhau qua một hệ thống bản lề có một hệ thống truyền lực đóng mở làm cho 2 tấm này có thể mở ra về hai phía với 1 góc với mặt phẳng trục dọc tàu 90 o . Theo tính toán tốt nhất là 70 o . - ố ng d ẫ n n ướ c t ự độ ng: Bố trí phía mũi là một bộ phận ống dẫn nước vào có nắp điều khiển được. Khi cần đóng mở, 70 o Hình 1.25. Sử dụng bánh lái đặc biệt 36 nước vào qua ống và đổi góc 90 o về 2 phía mạn dẫn đến lực cản tăng lên hỗ trợ phá trớn. - Th ả neo: Là biện pháp thường hay sử dụng. Nếu thả 2 neo và 1 ÷ 2 đường lỉn thì lực cản tăng 40 ÷ 50%. Thực tế sử dụng neo trong trường hợp phòng tránh đâm va, cạn, tai nạn, quay trở trong vùng hẹp. Việc thả neo như vậy sẽ làm tính năng điều động tăng. Vòng quay trở hẹp đi, vận tốc giảm, kém ổn định trên hướng đi nhưng tính ăn lái tăng vì thả neo tăng tải lên động cơ dẫn đến tăng tốc độ dòng chảy bao bánh lái, tức là tăng hiệu suất bánh lái. Trọng tâm lực cản chuyển về phía mũi hơn nên mô men quay trở của bánh lái tăng. 1.7. Điều động tàu nhiều chân vịt 1.7. 1. Điều động tàu nhiều chân vịt 1.7.1.1. Tàu 2 chân v ị t: Thông thường 2 chân vịt được gắn đối xứng nhau qua mặt phẳng trục dọc của tàu và được gắn theo kiểu chụm trên hoặc chụm dưới, quay ngược chiều nhau. - Kiểu chụm trên thì chân vịt bên phải là chân vịt chiều trái (hình 1.27a) - Kiểu chụm dưới thì chân vịt bên phải là chân vịt chiều phải (1.27b) (thực tế hay bố trí kiểu chụm dưới) + Tàu 2 chân vịt có tính năng điều khiển tốt hơn loại 1 chân vịt nhưng công suất hữu ích của máy truyền cho chân vịt kém hơn. + Xét các lực C, D sinh ra giống loại 1 chân vịt nhưng ngược chiều nhau nên triệt tiêu nhau (nếu tương ứng với nhau). + Cùng 1 điều kiện như nhau, đường kính quay trở về 2 mạn là như nhau. Nếu để 1 chân vịt chạy tiến còn 1 chạy lùi thì hiệu quả quay trở rất tốt, vòng quay trở nhỏ hơn nhiều so với tàu 1 chân vịt. Nếu kết hợp bẻ lái về bên quay trở (thường là bên máy lùi) đường kính quay trở còn giảm nữa. Lưu ý rằng nếu 1 chân vịt tiến và 1 chân vịt lùi thì tàu còn có thêm chuyển động tiến (do công suất tiến luôn lớn hơn công suất lùi). Do vậy, muốn quay trở tại chỗ thì nên để tốc độ của chân vịt tới nhỏ hơn lùi 1 bậc. Chuyển động tới của tàu 2 chân vịt kém ổn định hơn loại 1 chân vịt, nhưng chuyển động lùi (nếu 2 máy đều quay) thì ổn định hơn (các dòng chảy bao đều 2 mạn tàu) nghĩa là tàu 2 chân vịt khi lùi không bị đảo mũi như loại 1 chân vịt. + Nhược điểm là hay bị đảo mũi trong điều kiện thời tiết xấu, đặc biệt khi tàu bị lắc ngang vì 2 chân vịt quạt nước không đều. 1.7.1.2. Tàu 3 chân v ị t: R Hình 1.26. ống dẫn nước tự động (b) Hình 1.27. Chân vịt được bố trí theo kiểu chụm trên (a) và dưới (b) (a) 37 Chân vịt giữa gắn trùng với mặt phẳng trục dọc của tàu. Hai chân vịt còn lại gắn đối xứng qua mặt phẳng trục dọc và quay ngược chiều nhau (thường là chụm dưới) và chân vịt giữa gắn thấp hơn 1 chút. Nếu tàu có 1 bánh lái thì gắn sau chân vịt giữa, nếu 2 bánh lái thì gắn sau 2 chân vịt bên. Tác dụng chân vịt giữa giống tàu 1 chân vịt còn 2 chân vịt bên giống tàu 2 chân vịt. Khi quay trở dùng 1 hoặc 2 máy ngược chiều nhau thì đường kính vòng quay trở sẽ nhỏ. Cả 3 chân vịt cùng làm việc tiến (hoặc lùi) thì mũi lệch phải. Cùng 1 vận tốc tiến và cùng góc lái thì đường kính vòng quay trở nhỏ nhất khi dùng 1 máy giữa. Dùng cả 3 máy tiến, đường kính vòng quay trở lớn nhất. Khi quay trở cả 2 máy làm việc nếu ngừng 1 máy ở bên phía quay trở thì tốc độ quay trở sẽ tăng. Muốn lùi thẳng hướng nên cho máy giữa lùi điều chỉnh tốc độ quay của 2 máy bên để giữ thẳng hướng, hoặc cho 2 máy bên lùi. Nếu đuôi tàu lệch bên nào thì đưa bánh lái về bên ấy và cho máy giữa tiến. Nếu lái bị hỏng giữ tàu đi thẳng bằng cách thay đổi vòng quay của các chân vịt bên. Nếu chân vịt bên khác tên với mạn tàu thì tính điều khiển kém. Ưu điểm của loại tàu này là tính năng điều động cao hơn loại 2 chân vịt. 1.7.1.3. Tàu nhi ề u chân v ị t Hiện nay có một số tàu trang bị 4 hoặc 5 chân vịt trở lên. Để phân tích sự ảnh hưởng đến tính năng điều khiển của các loại này, ta phải dựa vào sự bố trí của các chân vịt. Qua việc phân tích các tàu 1, 2 hoặc 3 chân vịt có thể rút ra những đặc tính điều khiển. Tàu có từ 4 hoặc 5 chân vịt trở lên thì ngoài số chân vịt ở sau lái, người ta còn bố trí cả chân vịt mạn mũi chủ yếu phục vụ cho điều động , quay trở tàu. 1.7.2. Điều động tàu có chân vịt mạn (Thruster) 1 .7.2.1. ư u nh ượ c đ i ể m c ủ a chân v ị t m ạ n: Chân vịt mạn ngày càng trở nên thông dụng trên các tàu buôn. Chân vịt mạn cũng có những ưu điểm và nhược điểm như bất kỳ thiết bị nào khác. Ưu điểm - Đặt ở vị trí xa nhất về mũi hoặc lái của con tàu nên hiệu quả lớn. - Sẵn sàng tại mọi thời điểm, không như tàu lai. - Điều khiển chuyển hướng sang một bên rất tốt mà không ảnh hưởng của trớn tới. - Tiết kiệm chi phí do việc giảm thuê tàu lai. Nhược điểm - Trở nên ít có hiệu quả khi tốc độ tàu tăng lên. - Công suất thấp hơn một tàu lai hiện đại. - Không thể sử dụng để giảm tốc độ tàu. hoặc chống đỡ lại dòng chảy từ mũi hoặc từ lái. - Yêu cầu liên tục bảo quản để đảm bảo độ tin cậy. - Kém hiệu quả khi mớn nước tàu nhỏ. Chân vịt mạn đã được sử dụng như một tàu lai để di chuyển mũi và lái tàu sang một bên, điều khiển tàu khi lùi, điều động tàu cặp mạn vào cầu hoặc bến tàu, giữ cho mũi tàu hướng ngược gió tại các tốc độ chậm khi thả, kéo neo. Rõ ràng nó được sử dụng và có lợi ích nhiều cho người đi biển hơn là các khiếm khuyết của nó. Chân vịt mạn là một thiết bị hữu ích để bổ sung cho neo và tàu lai, nhưng dĩ nhiên nó không thể thay thế cho tàu lai trong mọi trường hợp được. Cần nhớ rằng, chân vịt mạn có hiệu quả cao nhất ở các tốc độ tàu khoảng 2 nơ và nhỏ hơn, không nên tin tưởng vào các tốc độ cao hơn. Đây là một vấn đề hết sức quan trọng. 1.7.2.2. Quay tr ở v ớ i chân v ị t m ạ n phía m ũ i: Tác dụng của chân vịt mạn chỉ có thể được xác định bằng thực nghiệm. Nhiều biểu đồ đã 38 chỉ ra hiệu quả của thiết bị này ở các tốc độ 6 hải lý/giờ và lớn hơn, không nên tin vào các biểu đồ này. Có tàu đã được thiết kế cẩn thận, nhưng biểu đồ treo trên buồng lái lại không đúng như vậy. Nên chuyển chuyển động chân vịt mạn của tàu mình trước hết bên phải rồi sang trái, đánh dấu một điểm định hướng cho tàu, rồi đưa mũi hướng qua hướng gió mỗi lần. Đây là công việc điều động rất thú vị đối với người đi biển, vì số liệu đã thu thập được làm cho ta có thể dự đoán chắc chắn hiệu quả của chân vịt mạn mũi, nhất là khi điều động tàu qua một khu neo đông đúc hoặc giữ cho mũi tàu không bị dạt theo hướng gió để thả neo. Thực hiện việc điều động này lần đầu ở tốc độ 1 hải lý/giờ và làm lại ở tốc độ 3 hải lý/giờ. Quan sát xem sự khác nhau giữa lý thuyết và thực tế, thử làm lại ở tốc độ 6 hải lý/giờ. Nhiều khi số liệu không hề giống như trong tấm bảng yết thị (Poster card) trên buồng lái đã đề cập đến, thậm chí còn không thấy có tác dụng gì khi người lái giữ cho tàu thẳng thế trên hướng đi. Sưu tầm các số liệu như thường lệ để sau này nghiên cứu khi có điều kiện thuận lợi ở Trung tâm nào đó (nếu muốn nghiên cứu thêm sau này). Chuẩn bị một biểu đồ tốc độ tương ứng với tác dụng của chân vịt mạn (thay đổi hướng theo các độ trên giây ( o /s) bằng việc quan sát hoặc bằng tốc độ chỉ báo góc quay, nếu thiết bị đó sẵn có) để chỉ dẫn cho chính bạn và cho cả hoa tiêu sử dụng. Không nên nghi ngờ gì nữa, rằng biểu đồ đã được chuẩn bị trên tàu sẽ chính xác hơn và hữu ích hơn biểu đồ đã cấp cho tàu khi bàn giao tàu (lúc mới rời nhà máy). 1.8. Chân vịt biến bước 1.8. 1. Điều động tàu có chân vịt biến bước 1.8.1.1. Gi ớ i thi ệ u v ề chân v ị t bi ế n b ướ c: Được chế tạo lần đầu vào năm 1884, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật về ngành động lực học, tàu được trang bị động cơ đốt trong, tua bin hơi và đặc biệt là sự xuất hiện tua bin khí không đảo chiều làm cho yêu cầu sử dụng chân vịt biến bước tăng. Nếu gọi η là bước của chân vịt (quãng đường di chuyển được sau 1 vòng quay) thì : η = o oo N VS 75 . (1.23) Trong đó:  S o : áp lực chân vịt, V o : Vận tốc chân vịt, N o : Công suất máy. Ngày nay, chân vịt biến bước được sử dụng rộng rãi vì nó sử dụng công suất của động cơ ở 1 giá trị lực cản nhất định nào đó, nếu lực cản này trong khi khai thác có thay đổi (chạy 1 mình sang lai dắt ) thì hoặc quá tải hoặc không đủ tải, nhưng CVBB thì sử dụng toàn bộ công suất của động cơ ở mọi giá trị chân vịt xác định. Điều này CVBB đáp ứng được. Thông thường chân vịt biến bước được chế tạo là chân vịt chiều trái. 1.8.1.2. H ệ th ố ng CVBB (CPP ho ặ c VPP): Hình 1. 29. Cơ cấu truyền động của chân vịt biến bước Chân vịt có cánh quay được trong trục của moay ơ có bố trí thiết bị làm quay cánh chân vịt. Trục truyền động với động cơ chính. Thiết bị làm biến đổi bước của cánh chân vịt gồm có các động cơ thực hành tạo lực quay cánh chân vịt, thiết bị để truyền năng lượng đến động cơ và thiết bị điều khiển cánh chân vịt. Phần động lực của hệ thống điều khiển. Trạm điều khiển từ buồng lái. Máy chính [...]... hơn T ng hóa làm cho tính năng i u ng và hi u su t con tàu t t hơn lên Sĩ quan lái tàu m r ng ư c kh năng i u khi n tàu, nh m m b o an toàn và nâng cao hi u su t c a i tàu và m r ng kh năng c a ngư i lái trong vi c i u khi n 1.9 .3 M t s h th ng t ng hóa quá trình lái tàu 1.9 .3. 1 H th ng phòng ng a âm va trên bi n: Vi c t ng hóa quá trình tránh va tàu trên bi n ư c th c hi n nh h th ng Radar, ARPA, 41... gió (b) (a) 36 t n * 36 t n (c) * 36 t n 25 H i lý/gi Hình 2 .3 nh hư ng c a gió ngang (a), khi ch y t i (b), khi ch y lùi (c) i m ánh d u * là tâm quay P Trong i u ki n tàu ng yên trên m t nư c, gió s tác ng m t l c kho ng 36 t n (tâm i m v phía trư c m t ph ng sư n gi a) (do chúi lái) (hình 2.3a) Khi tàu có tr n chúng ta chia ra làm hai trư ng h p, khi tàu ch y t i và khi ch y lùi Khi tàu ch y t i,... nh hư ng l n, nhưng các tàu có m n khô cao như tàu ch hành khách, con-ten-nơ, ch khí hoá l ng, ch ô-tô, hàng r i, tàu không có hàng ho c tàu d u r ng s r t khó i u khi n trong trư ng h p gió m nh Dòng nư c thư ng nh hư ng l n hơn gió n u tàu có m n nư c sâu, tr trư ng h p gió r t m nh M t tàu ng ng ch y và trôi d t t do s có v trí ón gió ngang thân tàu Do ó có th th y r ng khi tàu d ng l i ho c ti n... lùi, uôi tàu quay v hư ng gió cho n khi tr n không còn n a M t tàu gi m t c khi b nh hư ng c a dòng ch y t o thành m t góc nh n i v i hư ng tàu thì con tàu cũng có xu th quay ngang sư n v dòng ch y như con tàu trong gió M t khi con tàu ã không còn tr n so v i nư c, con tàu s trôi d t n t i m c a dòng ch y và có th i hư ng n u dòng ch y thay i 2.1.1.2 nh hư ng c a dòng ch y: Ngư i i u khi n tàu ph i... trong m t th i gian r t ng n, c n th n tr ng i v i tàu lai làm vi c phía sau lái 1.9 T ng hóa quá trình i u ng tàu 1.9.1 Xu th phát tri n và m c ích t ng hóa i tàu bi n trên th gi i ngày nay không ng ng tăng lên, kích thư c tàu, m t các lu ng ch y cũng tăng áng k Công su t ng l c tàu tăng ch m hơn so v i s tăng t i tr ng, do ó tính năng i u ng c a các tàu l n b gi m, t c là ph n ng ch m v i vi c b lái,... - Tàu ch y lùi: Chân v t t o l c y lùi, khác v i chân v t thư ng là chi u quay gi nguyên C1 & D1 cùng chi u làm cho lái càngHình 1 .30 T ngng ptrái, l c khi tàu không có (gi i thích theo ph n chân v t ng ph i, mũi h các dòng theo ch y t i chi u trái) N u b lái ph i, mũi càng ng trái m nh hơn B lái trái m t ít, lái tàu có th không ng ph i hay trái P R C1 +D Hình o l T ng - Tàu ch y t i chân v t t1 .31 ... quay (P) di chuy n v phía mũi (hình 2.3b), lúc này có th s d ng bánh lái i u ch nh s ng mũi ư c Khi ch y lùi, tâm quay di chuy n v phía lái (hình 2.3c) N u mu n gi tàu th ng hư ng s vô cùng khó khăn, mũi tàu s có xu hư ng ng sang ph i m nh Gió xuôi (Following Wind): Gió xuôi làm tăng v n t c cho tàu, nhưng khi s d ng máy lùi r t khó lùi th ng Trong th i gian i u khi n tàu c n liên t c n m ư c hư ng và... i Tr n lùi b ng 0 thì tàu b t u ch y t i, mũi ng ph i như thư ng l 39 T c là có 2 trư ng h p khác chân v t thư ng m t chút D-C P R ∞ 1.8.2 Nh ng chú ý khi s d ng chânch tybi n chânc, phânl lo ti chân v t bi n bư c Hình 1 .33 Tàu v lùi, bư v t t o c i 1.8.2.1 Nh ng chú ý khi s d ng chân v t bi n bư c: Khi thay i s c t i c a máy chính ph i ti n hành t t và theo th t Khi gi m t c tàu ph i gi m vòng quay... trên, n u mũi tàu t o v i hư ng gió m t góc 30 , thì gió s tác ng vào m n trên gió m t l c 15 t n và chính mũi kho ng 2 t n Nhưng n u hư ng mũi tàu t o v i hư ng gió m t góc 60 thì l c này s là 27 t n, còn l c mũi ch còn kho ng 2 t n 4t n (a) 15 t n 25 H i lý/gi 2t n (b) 27 t n Hình 2.2 nh hư ng c a gió vát khi tàu ch y t i Gió có góc m n 30 có góc m n 60 ph i (b) - Gió ngang (Beam Wind): 43 ph i (a)... phương án i u ng tránh va Hi n nay m t s tàu v n t i l n và tàu d u ư c trang b các h th ng t ng tránh va như: Digiplot (Hoa Kỳ) x lý tránh va 200 m c tiêu Selenia (Italia) x lý tránh va 40 m c tiêu Brig (USSR) x lý tránh va 16 m c tiêu 1.9 .3. 2 H th ng hàng h i tr giúp vi c i u ng tàu: Trong i u ng vi c xác nh v n t c chuy n ng và tính toán hư ng chuy n d ch c a tàu m t cách chính xác là i u r t quan . mớn nước tàu nhỏ. Chân vịt mạn đã được sử dụng như một tàu lai để di chuyển mũi và lái tàu sang một bên, điều khiển tàu khi lùi, điều động tàu cặp mạn vào cầu hoặc bến tàu, giữ cho mũi tàu hướng.         +×=⇒ ×+ −= x x P R R mV S V V R P dVmV dS 2 2 2 2 3 2 3 2 2 2 2 1ln3,2 2 , vậy: S hãm = S 1 + S 2 + S 3 t hãm = t 1 + t 2 + t 3 1.6 .3. Những biện pháp nâng cao hiệu quả hãm tàu 1.6 .3. 1. S ử d ụ ng dù ho ặ c. tăng. 1.7. Điều động tàu nhiều chân vịt 1.7. 1. Điều động tàu nhiều chân vịt 1.7.1.1. Tàu 2 chân v ị t: Thông thường 2 chân vịt được gắn đối xứng nhau qua mặt phẳng trục dọc của tàu và được