Lập phương án dẫn tàu từ điểm đón hoa tiêu phao số 0 đến cảng cái lân – quảng ninh

Tính cấp thiết của vấn đề Cảng biển khu vực Quảng Ninh là một trong những khu vực năng độngnhất trong cả nước với các chính như: Cảng nước sâu Cái Lân, cảng than CẩmPhả ...Hằng năm, số l

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp: “Lập phương án dẫn tàu từ điểmđón hoa tiêu phao số 0 đên cảng Cái Lân – Quảng Ninh”, em xin chân thànhcảm ơn tới:

Ban Giám hiệu Trường Đại học Hàng hải

Ban chủ nhiệm Khoa Hàng Hải

Xin chân thành cảm ơn đến:

Hoa tiêu Mr Phái, cùng tập thể các chú, các bác ở Công ty hoa tiêu hàng hải khu vực 3 đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để em tiếp cận thực tế dãn tàu thực tập trên tuyến luồng Hòn Gai

Hải Phòng, ngày 12 tháng 11 năm 2015 Sinh viên

Hoàng Văn Thuận

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan rằng đề tài này là do chính em thực hiện, các số liệu thuthập và kết quả phân tích trong đề tài là trung thực, đề tài không trùng với bất kỳ

đề tài nghiên cứu khoa học nào

MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT

AIS - Automatic Indentification System: Hệ thống tự động nhận dạng

ARPA - Automatic Radar Plotting Aids: Thiết bị tự động đồ giả tránh va rardar CPA - Closest point of approach: Khoảng cách cận điểm

GNSS - Global Navigation Satellite System: Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (của Liên bang Nga)

GPS - Global Postitioning System: Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu

IMO - International Maritime Organization: Tổ chức hàng hải quốc tế

IALA - International Asscciation of Marine Aids to Navigation and Lighthouse

Authorities: Hiệp hội các cơ quan quản lí báo hiệu hàng hả và hải đăng Quốc tế SOLAS - Safety Of Life At Sea: Công ước quốc tế về An toàn sinh mạng con người trên biển

TCPA - Time to Closest point of approach: Thời gian tới cận điểm

VHF - Very High Frequency: Tần số cực cao

VTS - Vessel Traffic Service System: Hệ thống dịch vụ giao thông tàu thủy WGS – World Geodetic System: Hệ tọa độ toàn cầu

WTO – Word Trade Organization: Tổ chức thương mại thế giới

DANH MỤC BẢNG

1.1 Vận tốc vào cầu phụ thuộc vào lượng rẽ nước D 2

3.3 Kênh liên lạc VHF với cảng vụ và hoa tiêu 42

DANH MỤC HÌNH

MỞ ĐẦU

Việt Nam có vị trí đại lý quan trọng trong khu vực Châu Á, nằm trong khuvực có mạng lưới vận chuyển hàng hóa bằng đường biển năng động vào bậcnhất thế giới Mặt khác, với hơn 3.260 km bờ biển, Việt Nam có tiềm năng rấtlớn trong việc phát triển vận tải biển và các dịch vụ liên quan đến biển Hiện tại,nước ta đang có hơn 39 cảng biển với nhiều cảng nước sâu đang được đầu tưphát triển Năm 2011, các cảng biển của Việt Nam đã đón nhận 130 nghìn lượttàu bển qua lại Sản lượng hàng hóa thông qua các cảng đạt khoảng 286 triệutấn, và hàng trăm, con số này liên tục tăng đáng kể

Hiện nay hầu hết khối lượng hàng hóa xuất nhập khẩu và một phần giaolưu nội bộ của nước ta được vận chuyển bằng đường biển qua Biển Đông Với

vị trí địa kinh tế và địa chính trị thuận lợi như thế, trong những năm qua, Đảng

và Nhà nước ta đã có một số Nghị quyết, chính sách về các lính vực liên quanđến biển Trong giai đoan phát triển mới, với sự phục hồi của nền kinh tế sausuy thoái, các công ty doanh nghiệp dần dần được phục hồi Nhu cầu về vận tảihàng hóa càng tăng lên Số lượng và chủng loại hàng hóa cần vận chuyển bằng

sẽ ngày càng lớn đặc biệt là bằng đường biển Với xu thế phát triển đó, bên cạnhviệc phải mở rộng quy mô của các cảng biển của Việt Nam, còn đòi hỏi vấn đề

an toàn trong luồng hẹp, trong khu vực neo đậu, vấn đề quản lý của tàu bè ra vàocảng và công tác dẫn tàu an toàn được quan tâm rất lớn Do đó việc lập raphương án dẫn tàu trong luồng lạch hẹp là hết sức cần thiết

1 Tính cấp thiết của vấn đề

Cảng biển khu vực Quảng Ninh là một trong những khu vực năng độngnhất trong cả nước với các chính như: Cảng nước sâu Cái Lân, cảng than CẩmPhả Hằng năm, số lượng tàu bè ra vào cảng ngày một tăng do đó số vụ tai nạnhàng hải cũng ngày càng gia tăng theo, dẫn đến những thiệt hại rất lớn về vậtchất cũng như con người, Hơn thế nữa những tai nạn hàng hải này còn gây raviệc ô nhiễm môi trường và gây ảnh hưởng xấu đến hình ảnh của cảng QuảngNinh nói riêng và các cảng biển Việt Nam nói chung Nhằm nâng cao hiệu quả

dẫn tàu, cũng như giảm thiểu các tai nạn hàng hải đáng tiếc xảy ra thì đề tài “Lập phương án dẫn tàu từ điểm đón hoa tiêu phao số 0 đến cảng Cái Lân –Quảng Ninh” sẽ góp phần nâng cao khả năng dẫn tàu ra vào cảng an toàn vàhiệu quả.

2 Mục đích nghiên cứu

Đề tài sẽ đi sâu phân tích địa hình và các đặc trưng luồng lạch khu vựcluồng Hòn Gai - Quảng Ninh, từ đó đưa ra phương pháp tối ưu để dẫn tàu vàocảng một cách an toàn Góp phần nâng cao hiệu quả dẫn tàu trên luồng, giảmthiểu các tai nạn hàng hải đáng tiếc tại các khu vực nguy hiểm Đồng thời gópphần ngăn ngừa việc ô nhiễm môi trường do các vụ tai nạn xảy ra, bảo vệ kìquan thế giới Vịnh Hạ Long

3 Phương pháp và phạm vi nghiên cứu

Phương pháp so sánh và lựa chọn: Trên cơ sở nghiên cứu về tình hình hoạt động của tàu thuyền, điều kiện địa hình và những khó khăn điều kiện thời tiết, khí hậu mang lại Từ đó đưa ra phương án khả thi nhất

Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến của các chuyên gia có kinh nghiệm trong các lĩnh vực điều động tàu trên tuyến luồng để đưa ra phương pháp tối ưu

Phương pháp điều động tàu cập cầu, phương pháp thả neo

Phương pháp lập kế hoạch chuyến đi

Phạm vi nghiên cứu: Khu vực cảng biển Quảng Ninh, Khu vực biển thuộc vịnh Hạ Long, các khu neo chuyển tại Hạ Long và cùng biển lân cận

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ý nghĩa khoa học: Xây dựng lên một tuyến đường ”routing chart” làm cơ

sở để giúp cho các tàu thuyền xây dựng kế hoạch dẫn tàu an toàn khi ra vàođoạn luồng Hòn Gai – Quảng Ninh

Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả của đề tài là giúp cho công tác dẫn tàu của

thuyền viên dễ dàng hơn khi có cơ sở lí thuyết về đặc điểm địa hình cũng như

điều kiện thời tiết dòng triều Phục vụ cho các tàu thuyền ra vào cảng một cách

an toàn và tối ưu nhất

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU ĐỘNG TÀU CẶP CẦU, RỜI

CẦU HÀNH TRÌNH TRÊN LUỒNG 1.1 ĐIỀU ĐỘNG TÀU CẶP CẦU

1.1.1 ĐIỀU ĐỘNG TÀU TIẾP CẬN ĐIỂM BUỘC VÀ HÀNH TRÌNH TRONG CẢNG

1.1.1.1 Các yêu cầu chung và nguyên tắc cơ bản khi cặp cầu

a Nguyên tắc cơ bản của cặp cầu

Phải đảm bảo an toàn cho tàu mình, cho cầu cảng, cho các tàu khác Tránh

va chạm hỏng hóc cho cả tàu mình và chướng ngại vật khác Thông thường phảiđưa tàu đi ngược sóng gió, nước hay ngược cả hai, tuy nhiên có trường hợp phảicặp xuôi (tàu nhỏ) trong những trường hợp đặc biệt và phải có tàu lai hỗ trợ

Để đảm bảo an toàn cặp cầu cần phải thực hiện những điều kiện là: lực tácđông do sự tiếp xúc giữa tàu với cầu không được vượt quá lực cho phép đối vớithân tàu và công trình cảng Gọi E là tổng lượng chịu tải của thiết bị cầu, K là hệ

số tính tới điểm đặt tải lệch do xô tàu, ảnh hưởng của nước cuốn và những tổnnăng lượng khác khi tàu xô vào cầu (K= 0,5÷0,65), còn khối lượng m là khốilượng con tàu, ta có:

E ≥ K

Tức là lực xô tàu vào cầu chịu ảnh hưởng của khối lượng tàu và cơ bản làvận tốc tiếp cận tàu V (tỉ lệ thuận với bình phương tốc độ) Do đó ta cần lưu ýviệc tiếp cận vào cầu, nếu tàu lớn thì góc tiếp cận cầu α = 100 150 với tàu nhỏthì góc này thường lớn hơn một ít (α = 150 200) Nói chung là phải chạy với tốc

độ thật chậm, đủ để điều khiển và dừng lại ở khoảng cách cần thiết

Góc vào cầu thích hợp là 10 150 đối với tàu có trọng tải trung bình, 3 50 tàukhổng lồ (50 300.000 tấn) Thực tế, thường phải sử dụng tàu lai để vào cầu, nếu

có gió ép vào cầu (gió thổi vuông góc với cầu từ trong ra ngoài hoặc từ ngoàivào) thì góc vào cầu phải tăng lên, có thể gần như phải vuông góc với cầu Vậntốc vào cầu phụ thuộc vào lượng rẽ nước D

Bảng 1 1 Vận tốc vào cầu phụ thuộc vào lượng rẽ nước D

>40000

b Các lưu ý khi điều khiển tàu vào cầu

- Các lưu ý khi điều khiển tàu vào cầu

Trong khi làm việc, thuyền trưởng và hoa tiêu không nên di chuyển vộivàng xung quanh buồng lái, phải yên lặng và không nôn nóng trong suốt quátrình vào cầu Tất cả các khẩu lệnh phải to và rõ ràng, sĩ quan trực ca có nhiệm

vụ kiểm tra tính chính xác của việc thực hiện lệnh của thủy thủ lái

Nên chọn một vị trí để làm việc khi điều động tàu vào cầu và không nên dichuyển nhiều khỏi vị trí đó cho đến khi tàu gần cập cầu

Các khẩu lệnh lái phải bổ xung thêm bằng các dấu hiệu của tay, sang phải

và sang trái khi cần thiết để tránh bất kì sự hiểu lầm nào do sự khác biệt về ngônngữ hoặc sự vô ý

Thái độ làm việc của hoa tiêu đảm bảo cho một không khí trầm tĩnh đangđược thực hiện suốt quá trình cặp cầu

Thảo luận về kế hoạch đến gần và cặp cầu là điều rất tốt trước khi cặp cầu.Thuyền trưởng, hoa tiêu có cơ hội để có thể giải thích cho thuyền viên tàu đãchuản bị sẵng sàng đáp ứng đầy đủ yêu cầu vào cặp cầu Không nên hy vọngrằng hoa tiêu dự đoán trước khẩu lệnh tay chuông và khẩu lệnh lái một cách chitiết, nhưng phải hiểu rõ vấn đề là:

• Việc đến gần, sẽ bao gồm bất kỳ yêu cầu riêng nào về điều động máy và

vị trí các tàu lai

• Hình dạng cầu bến, kể cả bất kì vấn đề đặc biệt nào như vị trí cọc bích khôngđảm bảo Các tàu phải điều động quay vòng và bất kì sự hạn chế nào về khoảngtrống bất thường nào Đây là cơ hội nghiên cứu các vấn đề có khả năng xuất hiệ

và hủy bỏ việc vào cầu, nếu cảm thấy rằng việc vào cầu như vậy là không an

toàn Không nên chờ đợi cho đến khi con tàu trượt lên một nửa và đang bị dạtvào cầu ở phía lái mới đưa ra quyết định.

• Quan tâm đến bất kì yêu cầu đặc biệt nào như sự cần thiết phải sử dụng neohoặc bất kì một sự chỉ huy bất thường nào về buộc dây

Dự tính dòng chảy và gió ở cầu Điều này thường khác các giá trị đã đượcchỉ dẫn trong lịch thủy triều, vấn đề này tốt nhất là tìm hiểu qua hoa tiêu, họ làngười am hiểu và có kiến thức về địa phương, điều đó sẽ tạo nên việc dự tínhchính xác

- Tính toán thời gian đến – Duy trì tàu trên luồng trước khi vào cầu:

Khi tính toán đến thời gian đến, người điều khiến cố gắng tính toán chínhxác lịch trình và không cho phép thêm thời gian cho những sự chậm trễ khôngbiết trước Bất kì một lí do bất đắc dĩ nào phải đến sớm và phải điều đọng tàu đểduy trì con tàu trên luồng trong một khoảng thời gian nào đó là đương nhiên.Con tàu có thể dễ dàng mất thêm một tiếng đồng hồ để đi hết một hải lí cuốicùng tới điểm định trước, do vậy không có một lí do gì mà không cho phép mộtkhoảng thời gian ngoại lệ đó khi lập kế hoạch chuyến đi

Thuyền trưởng hoặc hoa tiêu có thể:

• Thả neo với số lượng lỉn ngắn, nếu có dòng chảy ngược

• Cố gắng chạy tàu trên neo ở các tốc độ máy thấp, giữ vị trí và hướngtrong luồng, dù có gió mạnh thổi ngang tàu

• Giữ tàu lai ở mỗi bên mũi (nếu cần), sử dụng máy khi cần thiết vừa đủtrong khi các tàu lai giảm trớn tới ở mức tối thiểu

Cần thiết có thể lùi và tới nhằm làm cho tàu dịch chuyển ở mức thấp nhất trênluồng

• Tốc độ kế Đốp-lơ đưa ra sốc chỉ tuyệt đối.

• Vị trí xác định bằng Ra-đa hoặc hương bằng mắt

• Vị trí dòng nước chảy ngược lại hướng tàu đang tới do chân vịt tạo ra

• Quan sát các vật thể đi qua và so sánh với khoảng cách đã biết

Tốc độ được chỉ báo bởi các thiết bị định vị như GPS hoặc DGPS…

- Giảm tốc độ sớm:

Tốc độ tàu đặc biệt quan trọng khi đến gần vì một con tàu sẽ giảm tính điềukhiển khi sử dụng để phá trớn tới Nếu tốc độ được duy trì ở mức nhỏ nhất khicần thiết có thể sử dụng máy mà không phải vào cầu với trớn tới quá mức Nếutốc đọc không giảm sớm khi đến gàn, người điều khiển sẽ cảm thấy mình nhưđang nắm đuôi một con hổ, nhiều khi rất nguy hiểm Cần thiết phải giảm tốc độ

và dù sao cũng sử dụng máy tới để điều khiển tàu khi định hướng vào cầu

- Tiếp cận cầu:

Việc vào cầu tốt đẹp, thực ra bắt đầu trong khoảng thời gian dài trước khicon tàu cặp vào mạn cầu Việc đưa được con tàu đến gần cầu an toàn, tư thếthuận lợi sẽ quyết định 1/3 công việc vào cầu Nếu tốc độ đã được giảm, con tàu

có hướng phù hợp với cầu tàu hoặc bến tàu, rồi nó thẳng thế vào sao cho không

bị di chuyển sang một bên Có thể nói lúc này, chính bản thân con tàu, thực tếcoi như đã cặp cầu

- Sẽ có một số sự cải biến đối với góc chủ yếu khi đến gần đối với cặp mạn phải hoặc mạn trái vào cầu, nó phụ thuộc vào:

• Hướng, cấp gió, hướng và tốc độ dòng chảy;

• Mớn nước và mạn khô của tàu;

• Công suất của máy chính và đặc tính điều khiển của con tàu;

• Bề mặt đứng của cầu bến là dạng hở “Pire” hay dạng kín hoàn toàn

“Solid” và hình dáng vật lí của cầu tàu;

• Điều kiện trợ giúp sẵn có thích hợp của tàu lai;

• Sự có mặt của các tàu thuyền khác trong cầu hay âu tàu, gần vị trí nơitàu mình cặp cầu

1.1.1.2 Cặp cầu bằng mũi vào trước

Khi cặp cầu bằng mũi, thực ra là hướng mũi vào cầu, nhanh chóng đưa dâyvào bờ ở khoảng cách xa nhất có thể được Vấn đề đơn giản của việc cặp cầunày là làm giảm đến mức thấp nhất bất kì sự di chuyển sang bên, khi con tàu đếngàn cầu Góc tiếp cận khi cặp mạn phải hay trái có thể tăng lên hoặc giảm đi tùythuộc vào hướng trôi dạt về phía trước, sau, hay ra xa cầu do tác động của nước

và gió, ngoài ra cũng nên chú ý đến hiệu ứng chân vịt Nói chung với chân vịtmạn phải cố định thì góc cặp cầu mạn phải bao giờ cũng nhỏ hơn góc cặp mạntrái

1.1.1.3 Cặp cầu bằng lái vào trước

Khi cặp cầu bằng lái, ta sử dụng tâm quay của tàu như một điểm giả định

để dự tính khoảng cách lái tàu sẽ quay qua góc cầu và điểm mà tàu bắt đầu lùikhi ở vị trí quay xong Góc tiếp cận thì ít quan trọng khi ta lùi vào trong cầu vì

có các tàu lai điều khiển Bởi vì lái tàu có xu hướng ngả trái khi mày lùi (chânvịt chiều phải), nên cần phải vào cầu mạn phải với một góc nhỏ nhất Nếu cáctàu lai duy trì góc vào cầu như vậy mà có vấn đề, ta có thể dùng máy và bánh láikết hợp để trợ giúp, tới máy trong một khoảng thời gian vừa đủ để di chuyểnđuôi tàu vào hướng mong muốn, nhưng không quá lâu để con tàu còn trớn tới

1.1.1.4 Cặp cầu ngược dòng

Cặp cầu mạn phải hay trái ngược dòng sẽ xuất hiện dòng nước quẩn ở cầu.Dòng chảy quẩn này được tạo ra do sự liên kết của dòng nước xoáy được tạonên theo dọc bờ hoặc khu vực nông cạn, nó hầu như tồn tại giữa vùng đệm thủylực và cầu, đó là vùng nước giữa vỏ tàu và khu vực nông cạn của cầu

Dòng nước quẩn này nên được dự tính khi lập kế hoạch rời cầu nhất là khi cặpmạn vào và giữ chúng ở vị trí đó cho đến khi buộc dây xong

1.1.2 CẶP CẦU SỬ DỤNG TÀU LAI

Nếu tàu lai trợ giúp cho việc cặp cầu hoặc rời cầu, thường thường nó sẽđược buộc vào phía mũi hoặc sau lái bằng hai dây là dây dọc mũi và dây chéomũi (rất ít khi dùng)

Nếu tàu lai lùi hoặc trượt ở khu vực cầu nào đó, có thể buộc thêm một dâydọc lái, để tàu lai không bị quật trở lại, khi tàu lớn có trớn lùi

Hình 1.1 Cặp cầu ngược dòng

Hình 1.2 Cặp cầu xuôi dòng

Đối với tàu lai có hai chân vịt, có khả năng trong điều động, nên thường chỉbuộc vào tàu lớn một dây ở phía mũi tàu lai lên mũi tàu lớn.

Những tàu lai có đọng cơ đẩy dạng mở cho phép điều động trên mọi hướng

mà chỉ cần đưa một day lai lên tàu

Các tàu lai có động cơ đẩy dạng mở thường giữ dây làm việc của chúngtrên một trống tời có công suất vừa phải để thu vào hoặc xông dây ra khi làmviệc Vì vậy khi tàu lai có thể thay đổi trớn tới mà không bị làm giảm hiệu quả

và có thể làm việc tại nhiều vị trí xung quanh mũi và lái mà không cần phải dichuyển dây lai

1.2 ĐIỀU ĐỘNG TÀU RỜI CẦU

1.2.1 Nguyên tắc chung và các chú ý khi rời cầu

Điều động tàu rời cầu là quá trình thực hiện gần như ngược lại với quátrình vào cầu, tuy nhiên công tác điều động rời cầu nhẹ nhàng và ít nguy hiểmhơn so với khi vào cầu Nguyên tắc chung là khi rời cầu không để lái ép sát vàocầu vì dễ gây hư hại hệ thống chân vịt, bánh lái

Thuyền trưởng và các sĩ quan phải thực hiện các công tác chuẩn bị trướckhi rời cầu một cách chu đáo như:

• Xem xét các dây buộc tàu, dự kiến các dây nào ohari cởi cuối cùng, cócần tăng cường hoặc gia cường một số vị trí dây để hỗ trợ cho khi rời cầukhông?

Hình 1.3 Cặp cầu nhờ tàu lai

• Quan sát các tàu thuyền khắc neo đậu, buộc cầu bên cạn, chú ý về khoảngcách giữa mũi lái tàu thuyền mình với tàu thuyền xung quanh;

• Quan sát kĩ hướng gió, dòng chảy khu vực tàu đang buộc;

• Bố trí tàu lai (nếu cần) và công tác chuẩn bị bắt dây tàu lai;

• Thảo luận kĩ với hoa tiêu các dự kiến kế hoạch rời cầu;

• Lưu ý đến các hạn chế của máy chính hoặc hệ thống chân vịt

1.2.2 Một số tính huống khi rời cầu (chân vịt có bước cố định chiều phải) 1.2.2.1 Rời cầu khi nước gió êm

Cởi hết các dây, chỉ để lại dây chéo mũi, cố định chặt dây chéo mũi Bẻ hếtlái vào mạn trong cầu, cho máy tới thật chậm dưới tác dụng của dây chéo mũi vàchân vịt thì lái sẽ từ từ lệch ra khỏi cầu Khi đường mũi lái tạo với cầu góc 300÷

400 (về cầu mạn trái) hoặc 250 ÷ 300 (về mạn phải) thì máy rồi cho chạy lùi Khibắt đầu có trớn lùi thì dây chéo mũi chùng xuống, cởi dây và thu dây khỏi cầu.Khi tàu cách khoảng an toàn thì dừng máy và cho máy chạy tới

1.2.2.2 Rời cầu khi có ảnh hưởng của dòng

a Dòng chảy mũi về lái

Cởi hết dây, để lại dây chéo lái, bẻ hết lái mạn ngoài, dưới tác dụng củadòng chảy, dây chéo lái làm mũi tàu dạt khỏi cầu Khi góc hợp bởi cầu và mặtphẳng trục dọc tàu của tàu khoảng 200÷250 thì thu dây chéo lái về rồi cho máychạy tới, bánh lái để số 0, khi tàu ở khoảng cách an toàn thì điều động tàu hànhtrình

Chú ý phải thu nhanh dây chéo lái đề phòng dây cuốn chân vịt,

b Dòng chảy lái về mũi

Cởi các dây, để lại dây chéo mũi, dưới tác dụng của dòng chảy, dây chéolái làm mũi tàu dạt khỏi cầu Khi góc hợp bởi cầu và mặt phẳng trục dọc tàu củatàu khoảng 200÷250 thì thu dây chéo lái về rồi cho máy chạy tới, bánh lái để số

0, khi tàu ở khoảng cách an toàn thì điều động tàu hành trình Chú ý phải thunhanh dây chéo lái đề phòng dây cuốn chân vịt,

c Rời cầu khi có ảnh hưởng của gió

*Gió từ trong cầu ra

- Nếu gió thổi chéo từ mũi về lái thì có thể áp dụng như khi có dòng ngượctừi mũ về lái.

- Nếu gió thổi vuông góc: để dây ngang mũi hoặc lái tùy theo rời mũi haylái trước

- Khi tàu cách càu khoảng cách an toàn cởi và thu nhanh dây sau đó đưa tàuvào hành trình

*Gió thổi ngoài vào

- Với tàu lớn thì cần sự hỗ trợ của tàu lai, với các tàu nhỏ có thể tự rời cầutuy nhiên cần hết sức thận trọng

- Khi cập cầu mà thả neo mạn ngoài thì khi ra cầu kết hợp kéo neo, dùngmáy và bánh lái đưa tàu rời cầu

- Khi cập cầu không thả neo thì có thể dùng phương pháp sau: Cởi các dây,

để lạ dây chéo mũi, cho máy tới chậm, bẻ lái về mạn trong cầu Dưới tácdụng của dây chéo mũi làm lá tàu dạt khỏi cầu Khi đạt được hướng 500 ÷

600 (mạn trái), 400 ÷ 500 (mạn phải), dừng máy tới, cho máy chạy lùi Khidây chéo mũi chùng xuống thì cởi dây Khi tày lùi xa khoảng cách an toànthì dừng máy lùi, dùng máy tới và bánh lái đưa tàu hành trình Trườnghợp gió quá mạnh có thể thả neo hỗ trợ tàu ở mạn trên gió

1.3 Tâm quay và vị trí của nó

Khi con tàu qua trở, người ta nhận thấy rằng bản thân con tàu sẽ quay xungquanh một điểm nằm trên trục dọc của tàu, điểm đó được gọi là tâm quay “Pivotpoint” Điểm này di chuyển trên trục dọc của tàu Khi tàu đang đứng yên trênmặt nước và bắt đầu cho chân vịt quay chuyển động tới, tâm quay sẽ ở gần phíamũi và cách mũi khoang 1/3 so với chiều dài tàu, khoảng cách này phụ thuộcvào tỉ số giữa chiều dài và chiều rộng tàu (L/B) Khi con tàu lùi, tâm quay nằmgần ỏ phía đuôi tàu, khoảng 1/3 chiều dài tàu tính từ lái Nếu tốc độ tàu đã ổnđịnh tâm quay sẽ ở vào khoảng 1/4 chiều dài của tàu tính từ mũi hoặc lái tùytheo tàu đang chạy tới hoặc lùi

Khi chúi lái thì tâm quay có xu hướng dịch chuyển về phía sau so với giữatàu nhưng khi chúi mũi tâm quay chuyển dịch về phía tước so với giữa tàu

Khi tàu chạy tới, sức cản ở trước mũi tàu lớn, nên tâm quay (pivot point)của tàu nằm gần phía mũi tàu Lúc đó khoảng cách từ tâm quay đến tâm bánh láirất dài (cánh tay đòn mô men quay) Chỉ cần thay đổi một góc nhỏ bánh lái là cóthể điều chỉnh được hướng mũi tàu.

Ngược lại, khi tàu lùi, ma sát ở phía lái tàu tăng, tâm quay tàu sẽ dịchchuyển về phía lái Khoảng cách giữa tâm quay và tâm bánh lái rút ngắn, nênmômen quay rất nhỏ, tác dụng bẻ lái khi tàu lùi để điều chỉnh mũi tàu hầu nhưkhông đáng kể Biết rõ vị trí tâm quay của tàu tại mỗi thời điểm sẽ giúp ta quyếtđịnh cho phương tiện đẩy phía mũi hay phía lái sao cho có hiệu quả nhất

Tuy nhiên, đây vẫn là vấn đề gây nhiều tranh cãi về khoảng cách, do vậyngười điều khiển tàu nên coi đây là khoảng cách ước lượng

Tâm quay chịu ảnh hưởng của: chuyển động theo chiều dọc của tàu, ảnhhưởng của gió, ảnh hưởng của bánh lái, sức ì quay trở, động lượng quay trở, ảnhhưởng của chân vịt

1.3.1 Chuyển động theo chiều dọc của tàu

Chuyển động của tàu lên phía trước làm cho tâm sức cản theo chiều ngang

di chuyển về phía trước Tàu lai ở phía mũi đang ủi chịu sức cản lớn hơn tàu lai

ở phái sau lái, do vậy tàu lai ở phía mũi đẩy tàu di chuyển theo chiều ngang kémhiệu quả hơn Sự mất cân bằng về lực tạo cho tàu có chuyển động quay Vị trícủa tâm quay phụ thuộc vào chuyển động của tàu trong nước và cường độ cânđối của các tàu lai

Chúng ta chỉ có thể nói rằng chuyển động tới làm cho tâm quay của tàu dichuyển về phía trước rút ngắn khoảng cách từ điểm tác động của tàu lai phái mũitới tâm quay và do đó giảm hiệu quả lực đòn bẩy của tàu lai phía mũi Đồng thờikhoảng cách từ điểm tác động của tàu lai phái lái tới tâm quay tăng lên tiếp đólàm tăng hiệu quả lực đòn bẩy của tàu lai phía sau lái.

Chuyển động lùi của tàu làm tâm quay di chuyển về phía sau Quá trình dichuyển của tàu cũng thay đổi Khi hai tàu lai vẫn làm việc như trước tác độnglên tàu sẽ làm tàu quay mũi sang phải vì hiệu quả của tàu lai phái sau lái giảm

đi Mô men quay của tàu lai phía sau mũi tăng lên

Khi các tàu lai có cùng công suất ủi ở vị trí cách đều mặt phẳng giữa tàu,chúng ta thấy rằng chuyển động theo chiều dọc của tàu dẫn đến chuyển độngquay về ảnh hưởng của lực đẩy ngang do tàu lai tác động bên mạn tàu.Quá trìnhchuyển động theo chiều dọc làm vị trí tâm quay thay đổi, do vậy mô men tácdụng của hai lực tàu lai không bằng nhau, làm cho tàu quay lại

1.3.2 Ảnh hưởng của gió và tâm quay

Chúng ta xét con tàu không hàng đứng yên trong nước chịu ảnh hưởng củagió thổi chính ngang Gió làm cho tàu dạt về phía dưới gió và thân tàu chịu sứccản ở dưới nước Khi tàu chúi lái, sức cản dưới nước ở phía sau lái lớn hơn Kếtquả là tâm áp lực ngang R sẽ nằm phía sau mặt phẳng giữa tàu

Trong chiếc tàu không tải có mũi tàu cao hơn hẳn so với mặt nước, phíamũi tàu sẽ bị ảnh hưởng bởi gió nhiều hơn phía sau lái Áp lực gió có thể biểu

Hình 1.4 Hai tàu lai ủi với công suất như nhau tại hai vị trí cách đều

mặt phẳng giữa tàu

P .

R

thị bởi vector lực gió tác động qua tâm áp lực P Sức cản dưới nước có thể biểuthị bởi vector lực sức cản dưới nước đi qua R Với điều kiện theo phương thẳngđứng P không ở trên R, hai lực này làm tâm quay và tâm quay sinh ra sẽ ởkhoảng giữa P và R (hình 5)

Trong trường hợp ảnh hưởng của gió đối với con tầu đang có trớn, lúc contàu dừng máy trong nước, điểm quay sẽ không xa mặt phẳng giữa tàu Chuyểnđộng tới làm tâm sức cản theo chiều ngang di chuyển về phía trước và làm tăngcường độ của lực sức cản dưới nước Lực gió đẩy ngang tác động xoay tàu làmhướng mũi tàu lệch một góc so với hướng đi dự định Để điều chỉnh góc này vàlàm cân bằng lực gió, chúng ta chỉ cần lực đẩy ngang phía sau lái – lực bánh lái.Khi các lực đẩy ngang mất cân bằng thì xuất hiện sự quay trở của tàu (hình 6).Chuyển động lùi làm tâm sức cản theo chiều ngang di chuyển về phía saulái, làm tăng sức đòn bẩy lực đẩy ngang của gió Trong khi tàu chạy lùi, lựcbánh lái không có tác động lực đòn bẩy Do dòng nước chân vịt không tác độngvào mặt bánh lái nữa, bánh lái chỉ chịu sức cản của nước, dẫn đến lực đẩy ngangcủa bánh lái nhỏ (hình 7)

P

Hình 1.5 Ảnh hưởng của gió đối với tàu không hàng

Hình 1.6 Ảnh hưởng của gió khi tàu đang có trớn tới

có đủ chỗ để trôi theo nước và cho phép dạt về phía cuối gió Vị trí của tâm quay

di chuyển về phía sau, làm cho sức đòn bẩy đối với lực gió lớn hơn

Khi máy chạy lùi, gió mạnh thổi vào mũi mạn phải dễ dàng thắng được lựcđẩy ngang của chân vịt chiều phải

1.3.3 Ảnh hưởng của bánh lái tới tâm quay

Khi tàu đang có trớn tới, bánh lái để hết về một bên gây ra lực đẩy ngang ởphía cuối lái tàu Ngay sau khi có chuyển động quay, sức cản dưới nước bắt đầuxuất hiện lực đẩy ngang tác động vào mũi tàu phía hướng chuyển động Sức cảntổng hợp theo chiều ngang ở phía trước tác động theo hướng ngược lại so vớithành phần đẩy ngang của lực bánh lái (hình 8)

P RR

Hình 1.7 Ảnh hưởng của gió khi tàu có trớn lùi.

Lực lái đẩy ngang +

Sau khi thắng được sức ì theo chiều dọc thì tàu có trớn tới, sức cản dướinước hình thành Sức cản dưới nước đạt tới cường độ bằng khoảng 1/4 lực đẩy,làm điểm quay di chuyển xa vị trí phía mũi tàu tương xứng với cường độ của lựcnày so với lực đẩy Như vậy khoảng cách của điểm quay tới lái tàu giảm đi 1/4

so với điểm quay ban đầu, cho ta cánh tay đòn lái là (3/4×7/8)L =21/32L Khi đókhoảng cách của điểm quay tới mũi tàu là 11/32L (trong đó L là độ dài thủytrực) Vị trí của tâm quay ổn định khi tầu quay trở về với tốc độ không đổi (hình9)

Hình 1.8 Sức cản theo chiều ngang và lực lái

Cánh tay đòn láiSức cản theo P.P P.P ban đầuchiều ngang

+ đòn lái Tàu đứng yên trong nước

Cánh tay đòn láiSức cản theo P.P P.P ban đầuchiều ngang

+ đòn lái Tàu đang có trớn tới

Khi con tàu đang chuyển động thẳng hướng một cách lý tưởng nó không cósức cản theo chiều ngang Việc tác động của lực lái làm thay đổi hướng đi củatàu Vị trí của tâm quay ban đầu ở vị trí cách mũi tàu một khoảng cách tươngxứng với tỷ số giữa sức cản theo chiều dọc và lực đẩy, có nghĩa là cách phía mũimột khoảng cách xấp xỉ bằng 1/4 chiều dài thân tàu (hình 10) Khi quay trở sứccản dưới nước tác động vào mũi tàu khi chuyển đọng theo chiều dọc thì cũng sẽtác động vào mạn tàu ở ngay phía trước mũi Sức cản theo chiều ngang tại đâyđẩy điểm quay lùi về phía sau và do đó làm ngắn cánh tay đòn lái Cánh tay đònlái giảm đi một khoảng cách tương xứng với tỷ số B/L Chẳng hạn tàu có tỷ sốL/B bằng 8, cánh tay đòn lái được giảm đi xấp xỉ bằng 7/8×3/4L=21/32L, nhưvậy cho ta khoảng cách từ mũi tàu tới tâm quay là 11/32L

Nói chung, người ta cho rằng khi tàu đang có trớn tới và góc trở bằng góclái thì tâm quay trên tàu ở vị trí cách mũi tàu khoảng 1/3 chiều dài tàu Nó không

Hình 1.9 Sức đòn bẩy của lực lái giảm đi do tàu có trớn tới

Hình 1.10 Sức đòn bẩy của lực lái giảm đi trong khi tàu đang có trớn tới

khác nhiều so với vị trí theo lí thuyết Cho tỷ lệ L/B của tàu là 9,8,7,6 và 5 tươngứng chúng ta thấy khoảng cách từ mũi tới tâm quay là 1/3L, 11/32L, 5/14L, 3/8L

và 2/5L (0.333L; 0.343L; 0.357L; 0.375L vaf 0.4000L) Tuy nhiên vị trí thựccủa tâm quay không chỉ được xác định bởi những yếu tố như tỷ lệ L/B cuả tàu

và tình trạng thân tàu và sự chênh lệch mớn nước mũi lái cũng có ảnh hưởng rấtlớn tới tâm quay tức thời cũng di chuyển về phía trước hoặc phía sau

1.3.4 Sức ì quay trở và tâm quay

Khi tàu đang đứng yên trong nước, máy tàu để tới hết và góc lái để hết vềmột bên, lực đẩy của tàu được chia ra 2 thành phần: lực đẩy theo chiều dọc vàlực đẩy theo chiều ngang Tại thời điểm này, thành phần lực đẩy tàu theo chiềungang dễ dàng thắng được sức ì quay trở nhanh hơn là thành phần lực đẩy tàutheo chiều dọc để thắng sức ì theo chiều dọc mà khi tàu chạy tới sức cản củanước cản lại

Do vậy lực đòn bẩy của lực lái theo chiều ngang có giá trị lớn nhất, làmcho tàu gần như quay tại chỗ trong khi tàu chưa kịp có trớn tới, vòng quay sẽhẹp lại Đối với những tàu có hệ thống lực đẩy yếu và sự đáp lại của máy chậm,thì sức đòn bẩy của lực đảy theo chiều ngang sẽ bị giảm đi, hiệu quả quay trở sẽchậm lại

1.3.5 Động lượng quay trở và tâm quay

Tâm quay chính là tâm của chuyển động quay Chuyển động quay nào tạonên động lượng quay của tàu Độ lớn của động lượng phụ thuộc vào khối lượngcủa tàu Ngay khi tàu có động lượng quay, lực mới này tác động vào tàu chưa cóảnh hưởng ngay tại vị trí tâm quay, và trong một khoảng thời gian ngắn, sức đònbẩy của lực phụ thuộc vào vị trí tâm quay hiện tại Điểm tác dụng của lực ở gầntâm quay thì ảnh hưởng tới việc quay trở sẽ nhỏ đi Động lượng quay giảm đi thìtâm quay dần dần sẽ di chuyển về vị trí tương ứng vớ độ lớn và điểm tác độngcủa nó Lực có ảnh hưởng quay tốt Tức là làm tăng hiệu quả của lực đòn bẩy

Ví dụ như một con tàu lớn đầy tải đang chuyển động lùi trong nước, trongđiều kiên chân vịt bước cố định chiều phải, thì mũi tàu xoay sang phải Để chặn

lại chuyển động quay của mũi tàu, ta phải chạy tới hết máy, góc lái để hết về bêntrái Mặc dù ta vẫn nhìn thấy dòng nước chân vịt đạp ra ở bên mạn trái phía cuốitàu nhưng ảnh hưởng của lực lái rất nhỏ Ta phải mất một khoảng thời gian khálâu mới có thể nhìn thấy chuyển động quay ngược lại vì tâm quay vẫn còn ở vịtrí phía sau mặt phẳng giữa cửa tàu Cho đến khi tàu hết trớn lùi và bắt đầu cótrớn tới, tâm quay di chuyển về phía trước mặt phẳng giữa thì lực lái bắt đầu cóhiệu quả tốt hơn.

1.3.6 Ảnh hưởng của chân vịt và tâm quay

Lực đạp nước của các cánh chân vịt phía trên vào bánh lái tạo lực đẩyngang lớn hơn một số so với lực đạp nước của các cánh chân vịt phía dưới.Những cánh chân vịt phía đưới chụi sức cản lớn hơn do hoạt động ở độ sâu lớnhơn Ta thấy rõ ràng nhất khi chân vịt có một phần nổi lên mặt nước Do vậy khitàu chuyển động tới, ảnh hưởng của chân vịt bước cố định chiều phải, phần đuôitàu dịch chuyển sang bên phải Ảnh hưởng này lớn nhất khi điểm xuất phát củatàu ở trạng thái đứng yên trong nước, vì vị trí điểm quay ban đầu của tàu nằm xa

về phía mũi tàu (hình 11)

Khi tàu chạy tới lực đẩy ngang của bánh lái chỉ cần điều chỉnh một chútthôi cũng có thể khắc phục được ảnh hưởng này Như vậy nguời ta có thể thấyrằng khi tàu quay trở sang bên trái có đường kính vòng quay trở nhỏ hơn so vớikhi tàu quay trờ sang bên phải

Khi tàu chạy lùi, thành phần lực đẩy ngang khá mạnh được tạo ra tác độngvào mạn phải hông tàu, một phần gần như tác động vuông góc, làm cho phần láitàu xoay sang bên trái Đối với những tàu được lắt đặt ống đạo lưu, ảnh hưởnglực đẩy ngang của dòng nước chân vịt khi tàu chạy lùi sẽ nhỏ hơn

Ảnh hưởng lực đẩy ngang của chân vịt lớn nhất khi tàu chạy lùi có tâmquay ở phía trước mặt phẳng giữa, có nghĩa là, mặc dù máy tàu đang chạy lùinhưng tàu vẫn đang còn trớn tới hoặc vừa dừng hẳn trong nước (tàu chưa có trớnlùi) Khi tàu có trớn lùi, vị trí của tâm quay di chuyển về phía sau mặt phẳnggiữa tàu thì sức đòn bẩy của lực đẩy ngang sẽ giảm đi

Chân vịt đang chạy tới

Lực đẩy ngang dưới tác động của chân vịt Lực đẩy ngang

+ của bánh lái

+

P.P Tàu đang có trớn tớiChân vịt đang chạy lùi

Lực đẩy ngang của bánh lái

+P.P

Lực đẩy ngang dưới

tác đông của chân vịt

1.3.7 Trớn lùi và tâm quay

Khi tàu đang có trớn lùi, vị trí của tâm quay tên tàu phụ thuộc vào chênhlệch mớn nước mũi lái, tốc độ của tàu trong nước, cánh tay đòn của lực đẩyngang tác động làm tàu quay và ảnh hưởng của các lực khác nhau đồng thời tácđộng lên con tàu

1.4 Hành trình trên luồng

1.4.1 Ảnh hưởng của khu vực nước hạn chế và luồng lạch

1.4.1.1 Ảnh hưởng của khu vực nước hạn chế

Sự thay đổi hình dạng đáy ngoài đại dương không ảnh hưởng gì đến vớicác đặc tính điều động của con tàu, nhưng ở nước nông thì có vấn đề Các hiệuứng phụ do sự thay đổi đặc biệt về hình dáng đáy luồng và là nguyên nhân gâyra:

Hình 1.11 Lực đẩy ngang của bánh lái và lực đẩy ngang

Mũi tàu di chuyển cách xa chỗ nước nông hơn Đây là hiệu ứng “Đệm bờ”,

nó được tạo ra do áp suất ở khu vực mũi tăng lên, ta nhìn thấy nước như đượcdâng cao lên giữa mũi tàu và bãi cạn hoặc bờ

Con tàu di chuyển toàn bộ một bên mạn về phía gần chỗ nước nông khi màphần giữa tàu di chuyển song song qua chỗ đó Sự di chuyển này được tạo nên là

do sự tăng tốc độ của dòng nước chảy qua khu vực bị hạn chế giữa tàu và chỗ

cạn, kết quả là làm giảm áp suất bên mạn đó của tàu

Phần đuôi của tàu di chuyển về phía khu vực cạn hơn hoặc bờ do vận tốcdòng chảy ở khu vực phía sau tàu bị suy giảm Chính xác hơn cần nói rằng “mộtcon tàu có xu hướng hướng mũi ra khỏi bãi cạn” Sự hút vào bờ được thấy lớnhơn nhiều so với đệm bờ và nó làm cho tàu đảo khi gặp chỗ cạn hoặc gần bờ.Đây là hiệu ứng quan trọng và nó có thể làm cho việc lái tàu khó khăn khi gặpphải sự

thay đổi của hình dạng đáy luồng ở vùng nước nông

Tất cả các hiệu ứng này đã được cảm nhận tùy theo sự giảm độ sâu khi tàu

ở giai đoạn đến cảng hoặc cầu Sẽ trở nên rõ rệt hơn khi tàu hành trình trong cáckênh, nước nông

Điều khiển các tàu lớn ở nước nông

Hình 1.12 Ảnh hưởng của đáy bờ

Một cuộc nghiên cứu đã được thực hiện do một nhóm các công ty và các tổchức được thực hiện từ tháng 7/1977, sử dụng tàu Esso Osaka để xác định cácđặc tính điều động tàu lớn VLLC ở nước nông Việc nghiên cứu này đã đượctruyền bá rộng rãi và được sử dụng làm cho lý thuyết trước kia tinh tế hơn Sốliệu này cũng được sử dụng để thông qua chương trình máy tính cho các môphỏng điều động khác nhau, nhằm huấn luyện cho các sĩ quan boong

Cần nhấn mạnh rằng các cuộc thử đã thông qua đó trái ngược với các ýkiến thông thường, các tàu lớn VLCC lại có khả năng điều động cao hơn ở vùngnước nông và việc lái hoàn toàn thực hiện tốt cả khi máy tới và khi đã dừng

1.4.1.2 Độ sâu và chiều ngang luồng

Sự rung động của vỏ tàu suốt từ mũi đến lái mách bảo bạn rằng: Độ sâudưới ki tàu bị giảm Kiểm tra hệ thống lái và giảm tốc độ để giảm tới mức thấpnhất sự rung lắc Các thay đổi khác dự kiến bao gồm:

Nước sâu (trên biển)

- Tính ổn định hướng tùy theo hình dáng vỏ tàu và độ chúi

- Tốc độ quay trở phụ thuộc vào đặc điểm vỏ tàu và tính ổn định hướng đi của

nó

- Đường kính vòng quay trở gần bằng 3 lần chiều dài tàu

- Nhận thấy việc mất tốc độ khi chuyển hướng lớn

- Mất trớn tới trên mặt nước yên lặng khi dừng máy, chịu ảnh hưởng các yếu tốnhư lượng rẽ nước, độ chúi, hình dáng vỏ tàu

- Mũi tàu có xu hướng ngả phải khi máy lùi

Nước nông.

- Tính ổn định hướng trở nên rõ ràng hơn, (việc điều khiển “được cải thiện”)

- Tốc độ quay trở chậm hơn ở vùng nước sâu

- Đường kính vòng quay trở có thể tăng lên gấp đôi so với quay trở ở nước sâu

- Trớn tới khi dừng máy thấp hơn so với nước sâu, nhưng tàu đi được đoạnđường dài hơn

- Mũi tàu ngả phải khi lái để số không, tốc độ ngả phải lớn hơn ở vùng nước sâu

- Khi thay đổi hướng đi, tốc độ tàu sẽ giảm ở mức độ ít hơn vùng nước sâu

1.4.1.3 Ảnh hưởng do nông cạn và biện pháp phòng tránh

a Hiện tượng tăng mớn nước và biến đổi hiệu số mớn nước

Khi con tàu bắt đầu di chuyển trên mặt nước, nó phải chịu sự thay đổi mớnnước trung bình, đó là hiện tượng bị chìm xuống Việc thay đổi này có thể xuấthiện tương đương cả về phía trước và phía sau, hoặc là lớn hơn ở phía trước mũihoặc lái Kết quả của việc thay đổi độ chúi gọi là hiện tượng chìm thêm

“SQUAT”

Khi di chuyển trên mặt nước, con tàu đã chiếm chỗ trong nước một lượngtương đương với chính nó Lượng nước này di chuyển ra xung quanh vỏ tàu trênmọi hướng Nước đã bị chiếm chỗ di chuyển chủ yếu ra dọc hai bên mạn tàu và

ở dưới thân tàu trở về đuôi tàu để “Lấp” khoảng trống khi tàu di chuyển tới vàviệc tăng vận tốc cũng tạo ra sự suy giảm áp suất tương ứng lớn hơn Áp suấtsuy giảm này sẽ làm cho tàu chìm thêm (tăng mớn nước) tại mũi hay lái phụthuộc vào vị trí nơi nào mà áp suất suy giảm lớn nhất dọc theo thân tàu Khi contàu vào vùng nước nông, dòng nước chiếm chỗ tăng lên, bị hạn chế do việc giảmkhoảng trống cả phía dưới và trên một hoặc hai mạn tàu Mức độ giới hạn hoặc

“hệ số cản trở” phụ thuộc vào một vài thay đổi sau:

• Tốc độ của tàu trên mặt nước

• Tỉ số giữa mớn nước và độ sâu

• Tỉ số giữa diện tích mặt cắt ngang của tàu và diện tích mặt cắt ngang của luồng

• Hệ số béo thể tích (các ảnh hưởng của hệ số béo thể tích tới mớn nước và đặctính điều động)

• Lượng rẽ nước của tàu quyết định khối lượng nước tràn ra xung quanh vỏ tàu tạitốc độ đã cho

Trước hết, ta xem xét ảnh hưởng của tốc độ tàu, vì đây là yếu tố bao trùm

mà người cán bộ hàng hải phải điều khiển lớn nhất Nó được đưa ra dựa trên sựquan sát cả con tàu thực tế và các mô hình mẫu, hiện tượng “chìm thêm” biếnđổi tỷ lệ với bình phương tốc độ Nếu tốc độ tàu tăng gấp đôi thì hiện tượngchìm thêm có hệ số tăng gấp bốn Với các tàu lớn ngày nay, khi các độ sâu dưới

ki tàu là rất nhỏ, điều này giải thích một cách rõ ràng tại sao tốc độ và hiệntượng “chìm thêm” phải được sự quan tâm rất lớn của người điều khiển tàu Diện tích mặt cắt ngang lớn nhất của phần chìm vỏ tàu được quan sát bằngcách nhìn mặt cắt ngang giữa tàu trong các bản vẽ hồ sơ tàu, nó có giá trị khi ta

so sánh với diện tích mặt cắt ngang của luồng hẹp Tỉ số của hai diện tích nàyquyết định khoảng trống mà nước phải chảy qua đó Rõ ràng là, diện tích nhỏ thìlàm cho tốc độ dòng chảy ở khu vực đó tăng lên khi tàu có tốc độ - Dẫn tới ápsuất xung quanh tàu giảm xuống nhiều hơn

Tổng độ chìm thêm ở ngoài biển khơi, có thể được tính với độ chính xác vừa đủcho một tàu VLCC theo công thức sau:

S (mét) = Cb ×

Hoặc S (feet) = Cb ×

Trong đó:

• S: Độ chìm thêm (mét hoặc feet)

• Cb: Hệ số béo thể tích của tàu

• V: Tốc độ của tàu (tính bằng hải lý/giờ)

Ở vùng nước nông (vùng nước bị giới hạn độ sâu), độ chìm thêm được tínhtoán bằng gấp đôi số lượng S được tính từ công thức trên, nghĩa là ở vùng nướcnông cạn, vùng nước bị hạn chế, độ chìm thêm tương đương với số 2xS

Khi một con tàu có hệ số béo thể tích là 0,8 đang hành trình ở vùng nước

nông với tốc độ 10 hải lý/giờ, nó sẽ bị chìm thêm xuống vào khoảng 1,6 mét.Nếu tốc độ giảm đi một nửa, còn 5 hải lý/giờ độ chìm thêm chỉ còn là 0,4m hoặc

là bằng 1/4 độ chìm thêm ở tốc độ cao

Cũng nên nói qua về ảnh hưởng của tốc độ và hệ số cản của tàu tới các đặctính điều khiển Một con tàu ở trên mặt nước bị hạn chế, có thể so sánh với mộtpiston trong xi lanh, rõ ràng là để lái con tàu đi thẳng về phía trước khi lực cảntăng sẽ gặp nhiều khó khăn Do vậy, ở đây có một giới hạn thực tế đối với tốc độ

mà con tàu có thể hành trình trên luồng: tàu đi với tốc độ 16 hải lý/giờ ở vòngquay máy 80 ngoài biển khơi thì chỉ đạt tốc độ 9 hoặc 10 hải lý/giờ với số vòngquay tương tự ở vùng nước nông Giới hạn này đạt được khi dòng nước chảytheo ở các tốc độ tương đối cao, con tàu trở nên khó lái, xuất hiện việc rung lớnsuốt chiều dài tàu và phát sinh một loại sóng lớn ở đuôi tàu Lằn tàu chạy trở nênngắn và dốc, bị gãy dọc theo chiều dài của nó và di chuyển ra ngoài với một góclớn hơn so với chiều dài tàu tại thời điểm khi mà dòng chảy theo lớn nhất xungquanh vỏ tàu Con tàu giờ đây được gọi là “kéo theo nhiều nước”

Hiện tượng tăng mớn nước sẽ xuất hiện ở phía lái hay mũi mạnh hơn? Chỉ

có thể xác định chính xác được bằng cách quan sát, nhưng một kinh nghiệmthông thường được chấp nhận vận dụng là, với một con tàu có hệ số béo thể tích

Cb lớn (> 0,75), hầu hết là các tàu viễn dương, các tàu có hệ số béo thể tích lớn,

có diện tích đầy đặn như các tàu dầu và tàu chở hàng rời lớn, sẽ bị chìm thêm về

mũi Do vậy, đường cong diện tích mặt cắt ngang chìm dưới nước đã nói ở phầntrước, cũng giúp rất hữu ích trong việc dự tính hiện tượng chìm thêm về mũi haylái Nếu đường cong đạt tới điểm cao nhất của nó tại khu vực phía trước nhiềuhơn, có thể dự đoán tàu chúi mũi Vỏ tàu có diện tích mặt cắt ngang phía trướcthay đổi đều đặn, phải được thử kiểm tra theo một số tiêu chuẩn để có thể thuyếtminh và công bố việc xác định, nếu con tàu chúi mũi thì đỉnh đường cong cáchphía trước bao nhiêu

Tàu càng lớn, mớn nước càng trở nên sâu hơn thì độ chìm thêm càng trởnên quan trọng Bắt buộc người cán bộ hàng hải phải chú ý đến độ chìm thêmkhi xếp hàng và phải giảm tốc độ khi tàu đầy mớn hành trình trong luồng hẹpnông Trước kia, hầu hết các sĩ quan tàu đã phục vụ trên các tàu cỡ lớn như vậy,nhưng hiện tượng chìm thêm không được để ý đến thì sự cố gắng có ý thức của

họ về vấn đề này gần như là một hiện tượng mới Các tàu ngày nay, chở hàngvới trọng tải lớn nhất, cần giới hạn tốc độ để hiện tượng chìm thêm nhỏ nhất khi

đi trong luồng

Hình 1.13 Hệ số cản trong khu vực luồng bị hạn chế

b Hiện tượng giảm tốc độ khi đi vào vùng nông cạn

Một vùng nước được gọi là vùng nông cạn, khi độ sâu của nó nỏ hơn 2 dến 3 lầnmớn nước của tàu:

23Trong đó:

• H: Độ sâu nơi chạy tàu

• T: Mớn nước của tàu và nếu sử dụng tốc độ tàu ở mức V (0,60,8) thì sẽxuất hiện lực cản do sự ma sát giữa nước với đáy khiến sóng ngang pháttriển mạnh Sự phân bố áp lực nước lên thân vỏ tàu phát triển không đồngđều, nên khả năng điều động của tàu bị thay đổi hẳn đi

Khi tỉ số: 23 và nếu sử dụng tốc độ tàu ở mức V= thì tàu sẽ tạo ra sóng nganggần 900 so với hứng chạy tàu, lúc này bước sóng tỉ lệ thuận với bình phương tốc

độ tàu ( λ=), tàu sẽ khó nghe lái và bị chìm xuống một lượng ∆d = 0,5 λ Ngoài

ra sóng do tàu chạy gây ra sẽ phá hủy lòng, sườn dốc kênh luồng, gây mất antoàn cho tàu thuyền khác hoạt động, neo đậu trong khu vực kênh đó Đặc biệtkhi tỉ số 1,3 và nếu sử dụng tốc độ tàu ở mức V= thì sẽ rất nguy hiểm cho tàu,

số gia mớn nước chìm thêm sẽ là cực đại, tàu sẽ mất khả năng nghe lái

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN LUỒNG HÒN GAI_CÁI LÂN

2.1 Thực trạng giao thông Hàng Hải tại khu vực cảng Quảng Ninh

2.1.1 Đặc điểm địa hình

2.1.1.1 Địa hình luồng Hòn Gai và cảng Cái Lân

Cảng Cái Lân là một trong hai cảng lớn của Quảng Ninh Chiếm vị trí quantrọng trong sự phát triển của kinh tế Quảng Ninh và các tỉnh khu vực lân cận.Đây là một đầu mối quan trọng trong việc xuất nhập khẩu hàng hóa từ các tỉnhnhư Hải Phòng, Hải Dương, Bắc Giang, Bắc Ninh,… đi các nước khác với cácmặt hàng như: xi măng, clinke, ba đậu, gỗ dăm… Theo thống kê năm 2012,cảng Cái Lân đã thông qua hơn 9 triệu tấn hàng, 380 ngàn container và 600 lượttàu ra vào cảng Trong quy hoạch các cảng biển trọng điểm của Việt Nam, cảngCái Lân là một cảng trọng điểm được ưu tiên phát triển hàng đầu Cảng Cái Lân

có đặc điểm về vị trí và địa hình như sau:

- Tọa độ cảng: 200 58’767N – 107002’058E

- Đặc điểm địa hình:

Khu vực cảng Cái Lân và luồng vào cảng Cái Lân (Luồng Hòn Gai) cótổng chiều dài là 16.98 NM, có thể đón được tàu cỡ 4 vạn tấn ra vào Toàn bộluồng Hòn Gai có thể chia ra làm 4 đoạn như sau:

Bảng 2 1 Chi tiết luồng Hòn Gai

STT Tên đoạn Hướng Chiều dài(NM) trung bình (M)Độ sâu

1 Trạm hoa tiêu – Hòn Đầu Trâu 339 o - 159 o 8.94 13.5

2 Hòn Đầu Trâu – Hòn Một 294 o – 114 o 1.53 12

3 Hòn Một – Hòn Hang Ma 340 o - 160 o 4.72 9.1

4 Hòn Hang Ma – Cầu cảng 350 o – 170 o 1.79 12

Chú thích:

- Trạm hoa tiêu: 20o04’000N; 107o10’800E

- Hòn Đầu Trâu: 20o50’950N; 107o07’420E

- Hòn Một: 20o51’800N; 107o05’800E

- Hòn Hang Ma: 20o56’100N; 107o04’790E

Đoạn 1: từ Trạm Hoa tiêu (20o04’000N; 107o10’800E) đến Hòn Đầu Trâu(20o50’950N; 107o07’420E) tàu chạy theo hướng 339o – 159o Đoạn luồng này

có chiều dài 8.94 NM, bề rộng phạm vi đáy luồng trung bình là 130m, độ sautrung bình đạt 13.5m Đặc điểm giao thông tại đoạn này là thường xuyên cónhiều tàu bè qua lại, đặc biệt là các tàu bé, các xà lan thường chạy cắt luồng theohướng Cát Bà – Cẩm Phả hoặc ngược lại Phần cuối đoạn này có các khu neochuyển tải Hạ Long 13, Hạ Long 14 và Hạ Long 23 ở phía bên phải luồng Khuvực này thường dành cho các tàu cỡ lớn tiến hành chuển tải hoặc xếp dỡ hàngqua xà lan Khi tàu hành trình đến khu vực Hòn Pháo Trong thì thông thườngcác tàu phải chuyển sang hướng 360o – 140o để mở rộng vòng cua tại hòn ĐầuTrâu để đi vào đoạn 2 và đặc điểm của vòng cua này thường có nhiều tàu cá, vịtrí mở rộng vòng cua là khu vực của khu neo Hạ Long 13 à Hạ Long 14 nênthường có các tàu lớn neo đậu, chuyển tải Hơn nữa tại khu vực này tầm nhìn lại

bị hạn chế bởi các hòn đảo nhỏ nên khu vực này cũng thường xuyên xảy ra các

vụ va chạm tàu Theo thống kê năm 2012 của cảng vụ Quảng Ninh tại riêngđoạn này đã xảy ra 3/15 vụ tai nạn hàng hải nghiêm trọng

Đoạn 2: từ Hòn Đầu Trâu (20o50’950; 107o07’420E) đến Hòn Một(20o51’800N; 107o05’800E): Đoạn luồng có chiều dài 1.53NM, độ sâu trungbình đạt 12m, chiều rộng trung bình 150m Đoạn này tập trung rất nhiều khu neochuyển tải ở cả 2 bên luồng Do đó tình trạng giao thông khu vực này tương đốiphức tạp, cộng với sự che khuất tâm tầm của một số hòn có kích thước lớn nhưHòn Bù Xám, Hòn Cổ Ngựa, Đảo Bồ Hòn,… dẫn đến việc hàng hải qua khu vựcnày rất khó khăn và tiềm ẩn nhiều nguy cơ va chạm

Đoạn 3: từ Hòn Một (: 20o51’800N; 107o05’800E) đến Hòn Hang Ma(20o56’100N; 107o04’790E): Đoạn luồng có chiều dài 4.7m, kéo dài từ cặp phao

05, 06 đến cặp phao 17, 18 Đáy luồng có độ rộng trung bình 130m, chiều sâutrung bình đạt 9.7m, khoảng cách giữa hai phao theo chiều dọc luồng khoảng0.7NM Đoạn luồng này khá thôn thoáng, dễ dàng quan sát các tàu thuyền qua

lại nên cũng ít xảy ra nguy cơ va chạm Tuy nhiên khi hành trình trong đoạn nàycần phải chú ý đến nguy cơ mắc cạn.

Đoạn 4: Đoạn từ Hòn Hang Ma (20o56’100N; 107o04’790E) đến Cầu cảngCái Lân: Đoạn luồng dài 1.79NM, độ sâu cốt luồng trung bình đạt 12m Bề rộngđáy luồng trung bình đạt 135m

Nhận xét chung về địa hình khu vực Quảng Ninh

Đây là một khu vực có địa hình tương đối phức tạp, có nhiều đảo nhỏ baoquanh làm giảm tầm nhìn khi hành hải, ngoài khu vực này cũng có khá đônglượng tùa bè qua lại, ra vào 2 cảng chính và là tuyến đường chủ yếu vận chuyểnhàng hóa bằng đường biển từ Việt Nam sang Trung Quốc Hơn nữa, Vịnh HạLong là một trong 7 kỳ quan thiên nhiên của Thế giới, do đó cũn có một lượnglớn tàu du lịch thường xuyên qua lại khu vực này

2.1.2 Đặc điểm thời tiết khí hậu

- Gió: gió có tốc độ lớn nhất đo được là 40m/s từ hướng Bắc và Đông Bắc(N, NE) Gió mạnh thường xuyên xuất hiện vào tháng 6, 7, 8 Tốc độ gió chủyếu từ 0,1 – 8,9m/s, gió thịnh hành nhất là hướng Đông Tần xuất chiếm29,55%; Gió hướng Bắc chiếm 14,71%; Gió lặng chiếm 4,97% Các tháng từtháng 11 đến tháng 4 gió thịnh hành hướng Đông và hướng Bắc, tháng 6 vàtháng 8 gió thịnh hành hướng Nam và Đông Nam

- Bão: Khu vực Quảng Ninh là nơi có mật đô bão đổ bộ khá lớn so với cácvùng biển khác trong nước Mùa bão thường bắt đầu vào tháng 6 và kết thúc vàotháng 11 Tháng có nhiều bão nhất là tháng 7 và tháng 8 Tác động ảnh hưởngcủa bão thường kéo theo gió và sóng lớn, mưa kéo dài, nước dâng

- Mưa: Tổng lượng mưa trung bình hàng năm là 1874,8 mm Lượng mưalớn nhất hàng năm thường tập trung vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10.Tháng 8 là tháng có tổng lượng mưa trung bình lớn nhất 319mm, tháng 1 làtháng có tổng lượng mưa trung bình nhỏ nhất 19,3mm Tổng lượng mưa trungbình mùa mưa là 1268,2 mm, tổng lượng mưa trung bình mùa khô là 206,7mm

Tháng có số ngày mưa lớn nhất trong mùa mưa là 15 ngày vào tháng 8, số ngàymưa lớn nhất mùa khô là 10,7 ngày, số ngày mưa trung bình năm 129,4 ngày.

2.1.3 Đặc điểm thủy triều

Mực nước và thủy triều: Khu vực cảng Quảng Ninh là một trong những nơichịu ảnh hưởng rất mạnh của thủy triều Thủy triều ở đây phụ thuộc chế độ nhậttriều thuần nhất, trong tháng có khoảng 25 ngày có một lần nước và một lầnnước ròng, độ cao thủy triều ở đây thuộc loại lớn, khoảng 3 đến 4 mét vào kỳtriều cường

Lưu lượng và dòng chảy: Lưu lượng lớn nhất đo được vào mùa kiệt khithủy triều xuống là 4,597 m3/s, tốc độ mặt cắt trung bình là 0,8 mm/s và vào mùa

lũ là 9340 m3/s, tốc độ trung bình 1,62 m/s Lưu lượng lớn nhất khi triều lên4,908 m3/s, tốc độ trung bình là 0,8m/s

2.2 Thông số Cảng Cái Lân “theo khảo sát của tổng công ty Bảo Đảm An Toàn Hàng Hải Miền Bắc”

• Đoạn luồng từ Hòn Một đến bến cảng Xăng dầu B12: Trong phạm vi đáy luồnghàng hải rộng 130m, được giới hạn và hướng dẫn bởi hệ thống báo hiệu hànghải, độ sâu đạt: -9,8m (âm chín mét tám)

• Đoạn luồng từ bến cảng Xăng dầu B12 đến vùng quay tàu cầu cảng 5, 6, 7 - Bếncảng Cái Lân: Trong phạm vi đáy luồng hàng hải rộng 130m, được giới hạn vàhướng dẫn bởi hệ thống báo hiệu hàng hải, độ sâu đạt: -9,7m (âm chín mét bảy)

• Đoạn luồng từ vùng quay tàu cầu cảng 5, 6, 7 - Bến cảng Cái Lân đến hết bến số

2 cảng Cái Lân: Trong phạm vi đáy luồng hàng hải rộng 130m, được giới hạn vàhướng dẫn bởi hệ thống báo hiệu hàng hải, độ sâu đạt: -9,7m (âm chín mét bảy)

• Đoạn luồng từ bến số 2 đến hết bến số 1 cảng Cái Lân: Trong phạm vi đáy luồnghàng hải có chiều rộng thay đổi 130÷70m, được giới hạn và hướng dẫn bởi hệthống báo hiệu hàng hải, độ sâu đạt: -8,7m (âm tám mét bảy)

• Vùng quay tàu trước bến 5, 6, 7: Trong phạm vi vùng quay tàu thiết kế bán kínhR=175m, tâm vũng quay tàu có tọa độ:

Bảng 2 2 Tọa độ tâm vũng quay tàu