1. Trình bày các phương pháp cố định bề mặt hàng hạt và hồ sơ phải có 1 tàu dùng để chở hàng hạt ? Các biện pháp cố dịnh bề mặt hàng hạt a. San hàng Điều 3 chương VII SOLAS 1974 quy định : tất cả bề mặt của hàng hạt rời phải được san phẳng để giảm tới mức thấp nhất ảnh hưởng của sự xô dạt của hàng hạt . Ở những hầm chở đầy , hàng phải được san đầy tất cả các không gian phía dưới các boong và nắp hầm tới mức tối đa có thể được . Ở các hầm chở vơi , bề mặt đống hàng phải được san phẳng .
Trang 11 Trình bày các phương pháp cố định bề mặt hàng hạt và hồ sơ phải có 1 tàu dùng để chở hàng hạt ?
Các biện pháp cố dịnh bề mặt hàng hạt
a San hàng
Điều 3 chương VII SOLAS 1974 quy định : tất cả bề mặt của hàng hạt rời phải được san phẳng để giảm tới mức thấp nhất ảnh hưởng của sự xô dạt của hàng hạt Ở những hầm chở đầy , hàng phải được san đầy tất cả các không gian phía dưới các boong và nắp hầm tới mức tối đa có thể được Ở các hầm chở vơi , bề mặt đống hàngphải được san phẳng
b Lập vách dọc và túi chống dịch chuyển ( Lifting board and saucer )
Các hầm chở hàng hạt rời phải được lắp các vách dọc chống dịch chuyển , vách này phải kín hạt , được cố định chắc chắn và đặt tại chính giữa hầm Nếu đặt 2 vách như vậy trong một hầm thì chúng phải được đặt đối xứng nhau qua trục dọc và cách nhau không quá 60% chiều rộng hầm
Trang 2• Trong hầm chở đầy , các vách chống dịch chuyển đặt ở các hầm trên phải kéo suốt từ boong dưới lên đến boong trên ( suốt chiều cao nội boong ) , ở hầm dưới chúng được đặt sâu xuống 2,4 m hay 1/3 chiều rộng hầm tính từ bềmặt hàng , lấy giá trị nào lớn hơn
• Trừ hạt lanh là loại hạt có tính trượt và độ xốp lớn và các hạt có tính chất tương đương , trong hầm chở các loại hàng hạt khác có thể thay vách chống dịch chuyển bằng các túi chống dịch chuyển ( saucer ) làm bằng cách sau : ở phần dưới quầy miệng hầm , khoét một hình lòng chảo có bề ngang rộng hơnmiệng hầm 1 chút , lót vải bạt tạo thành 1 túi sau đó chất hàng bao vào đầy túi Túi này phải có độ sâu 1,2 m với tàu có chiều rộng nhỏ hơn 9,1 m sâu 1,8 m với tàu có chiều rộng lớn hơn 18,3 m Với các tàu còn lại , độ sâu của túi được tính bằng cách nội suy theo tỉ lệ giữa độ sâu và chiều rộng thực tế của tàu đó với hai giá trị trên Đống hàng bao phải có hệ số chất xếp nhỏ hơn1,7 m3/t và được xếp sao cho chúng tạo thành 1 khối tựa chắc chắn vào các kết cấu dưới boong quầy miệng hầm Nếu đáy lòng chảo được lót bằng các tấm bạt không liền nhau của các tấm kế tiếp nhau phải chồng lên nhau 1 đoạn
ít nhất là 0,6 m
• Với các hầm chở vơi , vách dọc phải kéo sâu xuống dưới bề mặt đống hàng bằng 1/8 chiều rộng hầm và nhô lên trên 1 đoạn tương tự nhưng không nhỏ hơn 0,6 m Thêm vào đó , phải xếp chặt chẽ 1 lớp hàng bao lên trên bề mặt của hàng ở 2 bên mạn và 2 đầu của khoang hàng
Trang 3Ngoài cách trên , có thể xếp chống hàng bao lên trên toàn bộ bề mặt hàng tới độ cao 1,2 m hoặc 1/16 chiều rộng của khoang , lấy giá trị lớn hơn Phía dưới lớp hàng bao phải được lót vàn và phủ bạt để hàng bao không lún sâu vào trong đống hàng hạt và hệ số chất xếp của hàng bao không được lớn hơn 1,7 m3/t
• Cách chằng giữ bề mặt hàng hạt : Người ta cũng có thể cố định bề mặt hàng ở hầm chở vơi bằng cách sau : Trên bề mặt hàng đã san phẳng , lót một lớp bạt sau đó chèn lên trên 2 lớp vàn gỗ đặt vuông góc nhau và đóng cố định với nhau bằng đinh Lớp ván này được chằng chặt xuống bề mặt hàng bằng các dây cáp chạy theo chiều ngang và dọc tàu , các đầu dây cáp được giữ bằng các khuyết gắn ở hai bên thành tàu và nằm sâu xuống dưới bề mặt đống hàng ít nhất là 45 cm Các cáp chằng được đặt cách nhau không quá 2,4 m và phải có các tăng đơ để siết cho chúng luôn căng Trong thời gian tàu chạy phải thường xuyên kiểm tra độ căng của các cáp chằng này
Trang 4Cần lưu ý là nếu các hầm trong cùng 1 khoang có ngăn cách với nhau bằng nắp hầm đóng kín thì chúng được coi như 2 hầm riêng biệt và phải có các hộp bừ hàng riêng rẽTrường hợp 2 hầm của 1 khoang thông với nhau qua nắp boong phụ và các lỗ tu đom ( man hole ) thì khoang đó được gọi là khoang xếp chung ( common loading ) , lúc đóhàng ở hầm trên sẽ chảy xuống bù cho phần thể tích dư do hàng ở hầm dưới lún xuống Một khoang chỉ được xếp chung khi thể tích quầy miệng hầm ( hatch
coaming ) đủ lớn để làm hộp bù chung cho cả khoang và khi chở đầy vẫn phải làm vách chống dịch chuyển sâu suốt hầm trên hoặc sâu xuống bằng 1/3 độ sâu của cả khoang
d Miễn giảm
Các trường hợp sau đây không phải dùng các biện pháp cố định bề mặt hàng :
i, Khi thể tích hàng trong hầm nhỏ hơn 1/3 thể tích hầm , với các hầm có hầm trục chân vịt chạy nổi qua thì giới hạn này là 1/2
ii, Khi xếp hàng ở khoang trên mà 2 bên cánh gà của khoang này được xếp các hàng bao mỗi bên kéo dài tới 20% chiều rộng hầm
iii, Hàng xếp ở những hầm có chiều rộng nhỏ hơn ½ chiều rộng của tàu
Hồ sơ phải có 1 tàu chở hàng hạt :
Theo quy định trong điều 11 chương VII của SOLAS 1974 , một tàu khi chở hàng hạt rời phải có các bảng , biểu sau trong hồ sơ ổn định :
• Các đường cong , bảng tính mômen nghiêng do hàng hạt dịch chuyển cho tưng hầm ở trạng thái chở đầy , chở vơi hay chở kết hợp ( common loading ) , kể cả ảnh hưởng của các thiết bị tạm thời dùng cố định hàng hạt
Trang 5• Các bảng về mômen nghiêng lớn nhất cho phép hay các thông số khác cho phép thuyền trưởng áp dụng các yêu cầu của SOLAS về ổn định
• Các chi tiết về kích thước của các thiết bị tạm thời dùng cố định hàng hạt
• Các bài toán mẫu về các trường hợp xếp hàng điển hình để hướng dẫn cho thuyền trưởng
• Các chỉ dẫn dưới dạng tóm tắt những yêu cầu của chương VII SOLAS
• Các chi tiết về tàu , lượng chiếm nước tàu không và độ cao trọng tâm KGL của nó
• Các bảng hiệu chỉnh mômen mặt thoàng chất lỏng của các két
• Bảng về thể tích, trọng tâm của các hầm , các két , …
Trang 62 Trình bày cấu tạo của 1 bảng hoặc đồ thị tính sự biến đổi mớn nước khi nhận thêm 100 T hàng và cách sử dụng nó ?
Bảng tính sự biến đổi mớn mũi , lái :
Trên 1 số tàu , thay vì dùng đồ thị người ta sử dụng bảng như hình 34
Ứng với 1 mớn nước chuẩn , người ta tính sẵn df , da cho trường hợp nhận 100 tấn tại các khoảng cách x khác nhau
Cách sử dụng khá đơn giản : từ điểm ứng với trọng tâm khối lượng nhận xuống , dóng thẳng xuống tới bảng ứng với mớn hiện tại của tàu sẽ tìm được da , df cho khi nhận
100 tấn , cách thức tìm da , df cho các trường hợp khác cũng làm giống như lưu ý ở đồthị , chẳng hạn khi nhận 100 tấn có trọng tâm đặt tại vị trí như trong hình 34 Nếu mớn chính xác của tàu là 30’ thì da = 5,9’’ và df = -3,9’’
Đồ thị tính sự biến đổi mớn nước khi nhận 100 tấn hàng
Theo công thức khi nhận thêm 1 lượng W xuống tàu ta có :
Tại một mớn nước nhất định thì TPC , MCT , l là cố định nên các phương trình trên là tuyến tính
Trang 7Trong hồ sơ 1 số tàu , người ta cho w = 100 tấn và chọn 1 số mớn nước làm mớn chuẩn
để lập nên họ những cặp đường tuyến tính dùng để tính da , df cho tàu tại mớn nước
đó
Xét 1 mớn nước nhất định trên đồ thị , dọc theo chiều dài tàu người ta lập thước tỉ lệ biểu thị hoành độ của trọng tâm của các thành phần trọng lượng Tương ứng với thủy trực mũi , lái kẻ 2 đường thẳng đứng biểu thị giá trị da , df và 1 đường nằm ngang làm gốc
để tính da , df như trong hình (33) Theo cách vẽ trên hình , cách trục hoành 1 đoạn chính bằng d , đường da sẽ giao với trục hoành tại điểm cách điểm O ( giao của Af và
trục hoành ) 1 đoạn và đường df cắt trục hoành tại điểm cách O 1 đoạn
Với mỗi mớn nước chọn làm chuẩn ta vẽ được 1 cặp đường như vậy
Cách sử dụng thước tính trong hình 33 : khi nhận 100 tấn hàng cách tâm quay 1 khoảng
x , ta tìm da , df theo các bước sau :
- Chọn mớn nước chuẩn trong đồ thị phù hợp với mớn thực tế của tàu để chọn ra 1 cặp đường tương ứng
- Trên trục hoành ứng với điểm cách O 1 đoạn bằng x ( có xét dấu ) kẻ 1 đường thẳng đứng , cắt cặp đường vừa xác định
Trang 8M
G
B θ
tế Đem nội suy kết quả tìm được sẽ cho kết quả tại mớn thực tế
- Khi khối lượng nhận xuống khác 100 tấn , ta tiến hành như khi nhận 100 tấn Sau
đó nhân kết quả tìm được theo tỷ lệ
- Khi dỡ bớt 1 lượng khỏi tàu , ta làm như khi nhận sau đó đổi dấu kết quả tìm được
3 Trình bày công thức tính GM và cách hiệu chỉnh ? Khái niệm về ổn định của tàu ?
Công thức tính GM
là chiều cao thế vững của tàu
Từ hình vẽ ta có:
GM = KM - KG
Trong đó:
KM là chiều cao tâm nghiêng, được cho trong bảng thủy tĩnh hoặc thước trọng tải của tàu với đối
số là lượng dãn nước D ( hoặc mớn nước )
Trang 9KG là chiều cao trọng tâm của tàu được tính theo công thức:
D
KG P KG
D
Trong đó :
D0 : Là trọng lượng tàu không cho trong hồ sơ tàu
KG0: Là chiều cao trọng tâm tàu không cho trong hồ sơ tàu
Pi: Là các thành phần trọng lượng trên tàu
KGi: Là chiều cao trọng tâm của các thành phần trọng lượng so với ky tàu
D: Là lượng dãn nước của tàu
D0 x KG0: Là mô men tàu không so với ky tàu
Σ Pi x KGi: Là tổng mô men các thành phần trọng lượng so với ky tàu
Một số cách hiệu chỉnh chiều cao thế vững GM
+ Dịch chuyển hàng theo chiều thẳng đứng :
Khi dịch chuyển một khối lượng hàng "w" đi một đoạn "h" theo chiều thẳng đứng thì chiều caothế vững thay đổi một lượng là:
D
h w
∆
ΔGM < 0 khi hàng được dịch chuyển từ thấp lên cao
ΔGM > 0 khi hàng được dịch chuyển từ cao xuống thấp
Trường hợp tàu đã đầy hàng thì có thể áp dụng phương pháp đổi chỗ hai lô hàng có cùng thể tíchnhưng trọng lượng khác nhau Lúc đó w chính là độ chênh lệch trọng lượng giữa hai khối hàng còn h
sẽ là khoảng cách giữa trọng tâm của hai khối hàng này
Trường hợp xếp hoặc dỡ một lô hàng có trọng lượng là "w" vào một vị trí nào đó thì chiều cao thế vững sẽ thay đổi một lượng bằng:
w D
h w GM
Trang 10Khi bơm vào hoặc xả ra một lượng nước Ballast có trọng lượng "w" tấn thì chiều cao thế vữngthay đổi một lượng là :
w GM
Xét dấu cho ΔGM:
Trường hợp bơm vào: Nếu z1 < KG thì ΔGM > 0; Nếu z1 > KG thì ΔGM < 0
Trường hợp bơm ra: Nếu z1 < KG thì ΔGM < 0; Nếu z1 > KG thì ΔGM > 0
Trong đó :
KG là chiều cao trọng tâm tàu trước lúc bơm xả Ballast
GM1 là chiều cao thế vững ban đầu
Z1 là chiều cao trọng tâm khối nước
Δd là lượng thay đổi mớn nước của tàu sau khi bơm xả ballast
Khái niệm về ổn định của tàu
Ổn định của tàu là xu hướng trở về trạng thái cân bằng ban đầu khi tàu bị ngoại lực tác động Lực tác động lên tàu có thể là lực tĩnh như khi nhận thêm 1 lượng hàng hoặc dự trữ hay có thể là lực động như tác động của sóng , gió giật … Trong thực tế , sự tác động của các lực này lên tàu có thể riêng rẽ hay tổng hợp với nhau và có phương là bất kỳ , nhưng trong lý thuyết , để đơn giản người ta xét riêng rẽ tác động của từng loại lực theo 2dạng chính là tác động làm cho tàu nghiêng ngang và nghiêng dọc ( hay còn gọi là chúi )
và tương ứng với các loại lực này sẽ có 2 dạng ổn định là ổn định nghiêng ngang và ổn định dọc
Do kích thước theo chiều ngang của tàu nhỏ hơn nhiều so với chiều dọc nên ổn định nghiêng ngang thường ảnh hưởng nhiều đến an toàn của tàu hơn là ổn định dọc ( vì ổn định dọc của tàu thường có giá trị rất lớn ) Người ta tính toán ổn định dọc chủ yếu để xác định tư thế của tàu theo chiều dọc tức là sự chêch lệch mớn nước mũi lái ( hay độ chúi ) và cách điều chỉnh chúng để đảm bảo tính ăn lái hay giữ tốc độ của tàu trên biển hơn là xác định xem nó có ổn định dọc tốt hay không
Khi xét ổn định nghiêng ngang , ngoài việc xác định tư thế của tàu , điều quan trọng là còn phải xác định xem liệu tàu có nguy cơ bị lạt khi ở trên biển hay không dưới tác động của các yếu tố đã nêu ở trên Cũng nhằm đơn giản hóa , người ta tính toán ổn định nghiêng ngang trong 2 trường hợp là ổn định ban đầu ( ổn định tại các góc nghiêng nhỏ )
và ổn định góc nghiêng lớn Tùy theo bản chất của lực tác động là tĩnh hay động mà ta có ổn định tĩnh hay ổn định động của tàu
Trang 11Từ đây về sau ta qui ước khái niệm ổn định ban đầu là nói về ổn định nghiêng ngang của tàu ở góc nghiêng nhỏ ( thường nhỏ hơn 150 ) và ổn định góc nghiêng lớn là nói đến ổn định nghiêng ngang tại góc nghiêng lớn do sự tác động của lực tĩnh
4 Cấu tạo và cách sử dụng : đồ thị xác định mớn nước mũi , lái của tàu và đồ thị ứng suất cắt của tàu ?
Đồ thị xác định mớn nước mũi , lái của tàu :
Trên 1 số tàu , người ta lập sẵn đồ thị giúp cho việc tính toán mớn mũi và lái của tàu Cấu tạo đồ thị như hình 35 Trục hoành biểu thị lượng chiếm nước của tàu , trục tung biểu thị tổng đại số mômen của các thành phần trọng lượng trên tàu ( tàu không , dầu , hàng hóa … ) với mặt phẳng sườn giữa Mz , Trên đó đã vẽ sẵn các đường biểu thị mớn mũi và lái của tàu
Trang 12Cách sử dụng đồ thị : Ứng với một giá trị va Mz sẽ tìm được một điểm trên đồ thị , dóng song song với các đường vẽ sẵn gần nhất tới thước tỷ lệ sẽ tìm được df , da
Ngoài các loại bảng , đồ thị nêu trên , tùy từng con tàu cụ thể , người ta thiết kế có lập những bảng , đồ thị tiện ích khác giúp cho sĩ quan trên tàu xác định nhanh được các yếu tố về ổn định và mớn nước cũng như sự thay đổi của chúng , nên đọc kỹ các hướng dẫn trong hồ sơ tàu ( stability booklet ) để sử dụng cho thích hợp
Đồ thị ứng suất cắt của tàu
Cấu tạo đồ thị như trong hình 38 Trục tung thể hiện một nửa tổng số học mômen của cácthành phần trọng lượng thay đổi với mặt phẳng sườn giữa Mx , trục hoành biểu thị trọng tải tổng cộng của tàu DWT
Đường 33 thể hiện mômen uốn trên mặt nước yên lặng bằng không
Các đuờng 22 ; 44 là giới hạn an toàn về sức bền tàu trên sóng Và các đường 11 ; 55 là giới hạn tối đa cho phép về lực uốn trên sóng của tàu
Với một phương án xếp hàng của tàu thông qua DWT và Mm , xác định được 1 điểm A trên đồ thị Điểm này phải luôn nằm ở vùng xanh ( giới hạn bởi đường 22 và 44 ) Và điều kiện
lý tưởng là nằm trên đường 33 Nếu A thuộc vùng vàng ( giới hạn bởi đường 11 ; 22 và 44 ; 55 ) thì phải xem xét cách sử dụng nhiên liệu , nước ngọt sao cho trong thời gian tàu chạy điểm A chuyển dần về vùng xanh A không được nằm ở vùng đỏ ( phía ngoài đường 11 và đường 55 )
Khi A nằm phía ngoài đường 55 tàu sẽ bị võng , muốn A chuyển dịch về vùng xanh thì phải tăng giá trị mômen trung bình lên bằng cách dịch chuyển trọng lượng ra xa mặt phẳng sườn giữa Ngược lại nếu A nằm ngoài 11 phải giảm mổmn gây ưỡn tàu bằng cách đưa các trọng lượng tập trung lại gần mặt phẳng sườn giữa
Trang 135 Trình bày về ổn định động của tàu ?
Ổn định động là công sinh ra để chống lại sự tác động của lực động lên tàu Khi một lực động ( sóng , gió giật ) tác động lên tàu làm cho tàu nghiêng , quá trình tác động đó đã sinh ra một công, công này nhằm thắng mômen hồi phục của tàu Tàu sẽ tiếp tục nghiêng cho tới khi công của lựcđộng bằng với công của mômen hồi phục của tàu , lúc đó tàu không nghiêng tiếp nữa và ở trạng thái này nó được gọi là cân bằng động Góc nghiêng ứng với trạng thái đó gọi là góc nghiêng động của tàu Như vậy về độ lớn , ổn định động cũng chính bằng công của lực động sinh ra làm cho tàu nghiêng động
Lưu ý là do tác động của lực động có tính tức thời nên khi đạt trạng thái cân bằng động , do quán tính , tàu sẽ dao động để trở về trạng thái cân bằng ban đầu Để tính được ổn định của tàu , ta xét
1 tàu ở trạng thái cân bằng động tại
Ổn định động khi tàu nghiêng từ góc đến là Do vậy ổn định động được tính bằng
Ổn định động = x diện tích dưới đường cong cánh tay đòn hồi phục
ổn định động =
Như vậy ổn định động tại góc nghiêng bất kỳ bằng tích giữa lượng chiếm nước và diện tích dưới đường cong cánh tay đòn hồi phục tính từ giao của đường này với trục hoành tới góc nghiêng đó