a. Góc nghiêng ngang do sự dịch chuyển của hàng hạt không được lớn hơn 120 hoặc góc nghiêng mà tại đó mép boong ngập nước đối với các tàu đóng vào hoặc sau 111994 lấy giá trị nào nhỏ hơn. b. Trên đồ thị ổn định tĩnh, diện tích thực hoặc diện tích dư giữa đường cong cánh tay đòn nghiêng ngang và đường cong cánh tay đòn mômen hồi phục tĩnh tính từ giao điểm của hai đường cong đó đến góc nghiêng ngang có sự chênh lệch cực đại giữa hai tung độ giữa hai đường cong đó, hoặc 40o hoặc góc ngập nước lấy giá trị nào nhỏ nhất, trong mọi điều kiện xếp hàng không được nhỏ hơn 0,075 mrad; và c. Chiều cao thế vững ban đầu, sau khi đã hiệu chỉnh ảnh hưởng của mặt thoáng tự do chất lỏng trong các két, không được nhỏ hơn 0,3m.
Trang 1§5: Đánh giá ổn định nguyên vẹn của tàu
Qua các tiết học trước đó, chúng ta đã được trang bị kiến cơ sở về ổn định tàu Nhiệm
vụ của Sĩ quan hàng hải là sử dụng các kiến thức về ổn định tàu để đánh giá giá xem tàu của mình có ổn định hay không? Hay ổn định ở mức độ nào? Vậy ở đây chúng ta cần một giá trị chuẩn ( gọi là tiêu chuẩn) để làm căn cứ so sánh với giá trị ta tính được Đó là các tiêu chuẩn đã được IMO đã được luật hóa
V.1 Đối với trường hợp chung/ Tiêu chuẩn đánh giá ổn định tàu / IMO A167(ES.IV)
a) Diện tích phía dưới cánh tay đòn ổn định (đường cong GZ) phải không nhỏ hơn 0.055 m.rad khi tính đến góc nghiêng 30 o và không nhỏ hơn 0.090 m.rad khi tính tới góc nghiêng
40 o hoặc góc ngập nước nếu góc này nhỏ hơn 40 o
Ngoài ra, phần diện tích phía dưới đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh (đường cong GZ) nằm giữa góc nghiêng 30 o và 40 o hoặc góc ngập nước nếu góc ngập nước nhỏ hơn 40 o phải không nhỏ hơn 0.030 m.rad
b) Độ lớn cánh tay đòn
ổn định tĩnh GZ tối
thiểu phải bằng 0.20 m
tại góc nghiêng lớn hơn
hoặc bằng 30 o
c) Cánh tay đòn ổn
định tĩnh nên đạt giá trị
cực đại tại góc nghiêng
không nên nhỏ hơn 30 o
nhưng không được nhỏ
hơn 25 o
d) Chiều cao thế vững ban đầu GM không được nhỏ hơn 0.15m
Đối với tàu khách, xin xem thêm A.206(VII)
V.2 Đối với tàu hàng vận chuyển “hàng hạt dạng rời” / Tiêu chuẩn - A.264 (MSC.23(59)).
Hàng hạt ( Grain) bao gồm các loại hàng hóa là sản phẩm của nghành nông nghiệp như : Wheat, Corn, Oats, Rye, Barley, Rice, Dried peas, Bean and seeds… Chúng có đặc tính tương đối giống nhau Khi Vận chuyển dạng xá thì chúng rất dễ bị phá vỡ liên kết khi tàu nghiêng, và hàng hóa sẽ chẩy xuống phía mạn thấp- như chất lỏng Ngoài ra khi có sự rung nhẹ thì chúng sẽ lắng lại
Chính vì vậy nên nên Trong tâm G và tâm nổi B sẽ dịch chuyển, nên ổn định chuẩn (A167) của tàu sẽ không bao quát được Vậy nên một tiêu chuẩn khác đã được đưa ra nhằm giải quyết triệt để vấn đề phát sinh khi vận chuyển hàng hạt- Đó chính là Grain Code
Ở đây chỉ trích gới thiệu “ Yêu cầu ổn định” cho tàu vận chuyển hàng rời dạng hạt trích từ
bộ luật Grain Code mà thôi:
“7.1 Sau khi xét đến các khía cạnh được mô tả ở Phân B của Bộ luật Grain Code và kết
hợp với hình vẽ số 7 dưới đây, thì những đặc tính về ổn định nguyên vẹn của bất cứ tàu vận
Trang 2chuyển xá hàng hạt dạng rời nào cũng phải phải đáp ứng các tiêu chuẩn sau trong suốt chuyến đi:
.1 Góc nghiêng tàu
do sự dịch chuyển của hàng hạt rời không được lớn hơn 12 0 hoặc trong trường hợp tàu được đóng mới
vào hoặc sau ngày
01/01/1994 thì góc
nghiêng đó phải nhỏ
hơn góc gập nước
nếu góc gập nước
này nhỏ hơn 12 0.
.2 Trên đồ thị của
cánh tay đòn ổn
định tĩnh, diện tích
còn lại được gới
hạn bới đồ thị GZ
và cánh tay đòn
nghiêng ngang ( do
hàng hạt dịch
chuyển) tính tới góc
nghiêng 40 0 hoặc góc gập nước nếu góc này nhỏ hơn 40 0 không được nhỏ hơn 0.075 m.rad với mọi điều kiện xếp hàng Và
.3 Chiều cao thế vững ban đầu( sau khi hiệu chỉnh ảnh hưởng của mặt thoáng chất
lỏng của các tank két) GoM không nhỏ hơn 0.30 mét.
7.2 Trước khi xếp hàng hạt dạng rời xuống tàu, nếu chính quyền cảng hay chính quyền của
quốc gia thành viên yêu cầu thì Thuyền trưởng phải chứng minh khả năng ổn định của tàu
ở tất cả các quá trình của chuyến đi xem có tuân thủ các tiêu chuẩn được yêu cầu của yêu cầu này.
7.3 Sau khi hoàn thành việc xếp hàng xuống tàu, Thuyền trưởng phải chắc chắn rằng tàu
tàu ở tư thế cân bằng ngang ( upright) trước khi khởi hành.”
( Ở phần II “chất xếp và bảo quản hàng hóa thì SV phải nghiên cứu Grain Code)
Với đường cong cánh tay đòn hồi phục ( khi xếp hàng grain) được thể hiện từ các số liệu tra từ “Họ đường cong hoành giao” Nhằm mục đích thể hiện đường cong cánh tay đòn hồi phục một cách đầy đủ, chính xác thì “ Họ đường cong hoành giao” phải có đường cong hoành giao của góc nghiêng 120 và 400.
V.3 Đối với tàu chịu tác động của yếu tố thời tiết / Trích tiêu chuẩn A.562 (14)
2.1 Khả năng của một con tàu chống lại sự tác động kết hợp giữa gió chính ngang và lắc ngang phải được chứng minh cho mỗi điều kiện tiêu chuẩn của tải, với tham chiếu đến các
số liệu như sau:
2.1.1 Khi con tàu bị áp lực gió ổn định tác động theo chiều vuông góc với trục dọc tàu, thì
nó sẽ sinh ra “cánh tay đòn của mômen gây nghiêng do gió ổn định tạo ra- (lw1)”.
Trang 32.1.2 Từ kết quả của sự cân bằng (θo), giả sử con tàu bị lác ngang do tác động của sóng
tới góc nghiêng là (θ1) về hướng gió thổi Phải chú ý đến ảnh hưởng của gió ổn định, từ đó tránh được sự nghiêng vượt mức (* 16 0 or 80%)
2.1.3 Tàu trên sau đó chịu áp lực của gió giật và đã tạo ra “cánh tay đòn của mômen gây
nghiêng do gió giật tạo lên (lw2)”
2.1.4 Với các điều kiện trên thì diện tích “b” phải bằng hoặc lớn hơn diện tích “a”
2.1.5 Ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng trên tàu phải được tính đến cho các điều kiện
xếp hàng chuẩn như đã quy định ở A.167 (ES.IV).
Các góc nghiêng ở hình trên được định nghĩa như sau:
θo= Góc nghiêng do tác động của gió ổn định
θ1= Góc nghiêng do chống đỡ sự tác động của sóng.
θ2= Góc ngập nước (θf) hoặc 50 0 hoặc (θc) trong trường hợp nhỏ hơn Góc ngập nước θf là góc nghiêng tại đó các khoảng không của thân, thượng tầng hay khu cabin không thể được giữ kín nước khi bị gập tới Lượng hở dẫn đên rò rỉ nhỏ thì không cần xem xét theo tiêu chuẩn này.
θ c= Góc ứng với giao điểm lần hai giữa đường công GZ và cánh tay đòn lw2.
2.2 Những cánh tay đòn gây nghiêng của gió lw1 và lw2 ở tiêu chuẩn này là các giá trị
không đổi với mọi góc nghiêng và được tính bằng công thức sau:
.
lw
và lw2 1 , 5 lw1 (m) Với P=0.0514 (t/m2) ? A= Diện tích hứng gió bao gồm một phân thân tàu và bề mặt của hàng hóa trên boong nếu có (m2).
Z= Khoảng cách từ trọng tâm của diện tích A tới khoảng trung điểm của mớn nước tàu (m).
∆= Lượng chiếm nước của tàu (t).
2.3 Góc nghiêng θ1 ** trong tiêu chuẩn này được xác định như sau:
1 109kX1X2 rs (độ)
Với: k là hệ số và có giá trị như sau:
k= 1.0 Đối với nhưng tàu không vây giảm lắc.
Trang 4k= 0.7 Đối với tàu có vây giảm lắc dẹt.
k= check Đối tàu có cả vây và thanh giảm lắc ( Tra Table 3).
r= 0.73 ± 0.6 OG/d : OG là khoảng cách từ “G” tới Waterline.
‘+’ khi G ở trên Waterline, ‘-‘ trong trường hợp ngược lại.
d Mớn nước định hình trung bình của tàu.
S= Là hệ số được tra từ Table 4.
T= chu kỳ nghiêng và được tính như sau: 2 (giây)
GM
B C
T C= 0.373 + 0.023(B/d) - 0.043(L/100.
L= Chiều dài của mặt phẳng đường nước của tàu(m).
B= Chiều ngang định hình của tàu (m).
d= Mớn nước định hình của tàu (m).
CB= Hệ số béo thể tích
Ak= Tổng diện tích của vây giảm lắc hoặc của thanh giảm lắc hoặc tất cả (m2).
GM= Chiều cao thế vững ban đầu của tàu đã được hiệu chỉnh ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng (m).
The end
== Cách tiếp cận khác về tiêu chuẩn ổn định của tàu khi chịu tác động của thời tiết==
V.3 Đối với tàu chịu ảnh tác động của gió mạn.
V.3.1 Lực của gió tác động lên tàu ( P )
2 5
10
Am: Là diện tích bề mặt mà gió tác động trực diện
V k : Là vận tốc của gió được tính bằng Kts
Để tính nhanh, ta có thể tra được giá trị lực tác động trên ở WIND VELOCITY
-FORCE TABLE (hoặc đồ thị WIND VELOCITY - -FORCE DIAGRAM) có trong bộ
hồ sơ tàu
V.3.2 Cánh tay đòn của mô men gây nghiêng do gió sinh ra
Trang 5Gió tác động vào mạn tàu, cũng
chính là lực cưỡng bức tạo ra
moment làm nghiêng tàu Giá trị
của cánh tay đòn của mô men
gây nghiêng đó được tính như
sau:
W
Cos y P
I G 2 (m)
y : Khoảng cách tính từ tâm nổi B tới trong tâm của mặt phẳng Am
: Góc nghiêng sinh ra bởi sự tác của gió thổi ngang tàu
W : Tổng lượng dãn nước của tàu (Tấn)
Sinh viên giải thích hệ số Cos2 ???
V.3.3 Xác định góc nghiêng khi tàu chịu tác dụng bởi Gió tĩnh
Khi tàu chịu tác động của ngoại lực tĩnh ( Gió không đổi/ steady wind) thì monent gây
ra bởi lực này sẽ được Môment hồi phục hấp thụ hết ngay nên tàu sẽ cân bằng ở góc nghiêng “cố định” gọi là (1) Chúng ta xác định 1bằng cách thể hiện cánh tay đòn của môment gây nghiêng của gió lên đường cong cánh tay đòn ổn định GZ của tàu
Ta thấy I G là một
đường cong có xu thế cắt
trục “ hoành” khi góc
nghiêng gia tăng Như
hình vẽ bên nó cắt đường
cong GZ tại 1 Điều đó
tư thế có góc nghiêng 1
Có thể gọi 1 là góc
nghiêng tĩnh
V.3.4 Xác định biên độ (c )chòng chành gây lên bởi gió giật (Gust)
Khi chịu tác động của gió giật (gust) thì tàu sẽ không hấp thụ hết “ngay” lực tác động,
nên tàu sẽ nghiêng qua góc nghiêng tĩnh (s) tới biên độ “chòng chành” là c
Trên cùng hệ tọa độ thể hiện đường cong cánh tay đòn GZ, chúng ta sẽ thể hiện đồ thị của cánh tay đòn do môment của gió gây ra Vẫn đảm bảo yêu cầu về độ chính xác, nên coi
đồ thị biểu diễn cánh tay đòn này là đường thẳng
Đường thẳng đi qua điểm D biểu thị giá trị cánh tay đòn của mô men gây ra bởi gió không đổi Giả sử giá trị này là Is 0 08 (m) Phần diện tích ABC là phần năng lượng được tạo ra bởi sự nghiêng từ mạn phải qua mạn trái Phần diện tích BCDE biểu diễn giá trị của áp lực của gió tĩnh ( 0.08 m)
Phần diện tích DEFG dó phần “ giật - gust” sinh ra Vậy tổng giá trị của của cánh tay đòn do “gió giật” gây ra sẽ là: Ig 0 08 (m) 0 08 * 50 % 0 12 (m)
Biểu diện trên cùng hệ tọa độ và xem xét các kết quả sau:
Trang 6 Góc nghiêng tương ứng với điểm K mới là góc cân bằng gữa cánh tay đòn ổn định
và cánh tay đòn của gió giật
Diện tích AFK thể hiện năng
lượng làm cho con tàu
nghiêng qua phải Và năng
lượng còn lại của cánh tay
đòn ổn định sẽ thể hiện qua
diện tích KML Chính là phân
năng lượng cần để đưa tàu về
mạn trái Khi KML=AFK thì
đường thẳng MN sẽ cho ta giá
trị biên độ chòng chành của
tàu (c)
c < 500 thì con tàu có một
điều kiện thỏa mãn với tình
trạng gió đang xét
Chúng ta hoàn toàn có thể đánh giá phần diện tích còn lại với căn cứ là các tiêu chuẩn IMO