Nghiên cứu ổn định tai nạn cho tàu hàng khô phục vụ dẫn tàu an toàn

hợp tàu gặp tai nạn, nước tràn vào khoang của tàu, việc tính toán của sỹ quan hàng hải để đánh giá ổn định của tàu còn gặp nhiều khó khăn.Bên cạnh đó, những tài liệu hướng dẫn tính toán

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan tiểu luận “Nghiên cứu ổn định tai nạn cho tàu hàng khô phục vụ dẫn tàu an toàn” là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc

Hải Phòng, ngày 10 tháng 9 năm 2015

Tác giả

Bùi Văn Hƣng

LỜI CẢM ƠN

Với tình cảm chân thành, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:

Các Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy, tham gia quản lý trong suốt quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp

Hội đồng khoa học, Hội đồng đào tạo cao học chuyên ngành Khoa học hàng hải - Trường Đại học Hàng hải Việt Nam

PGS.,TS Nguyễn Kim Phương đã giúp đỡ và chỉ dẫn tận tình cho tác giả trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Lãnh đạo trường Đại học Hàng hải đã tạo điều kiện cho tác giả nghiên cứu khoa học và cho những ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện đề tài

Lãnh đạo, đồng nghiệp trong Khoa Hàng hải - Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, gia đình cùng bạn bè đã giúp đỡ, động viên tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tác giả trong suốt quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp

Do khả năng còn hạn chế và tài liệu tham khảo không nhiều cũng như thời gian thực hiện còn hạn chế nên bản luận văn không thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả rất mong được sự góp ý của các vị giám khảo trong hội đồng, các bạn đồng nghiệp và những người quan tâm đến vấn đề này

Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô ở Viện Đào tạo sau đại học - Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, các đồng nghiệp đã giúp đỡ tác giả rất nhiều trong việc thu thập tài liệu cho luận văn và đóng góp ý kiến quý báu để tác giả có thể hoàn thành luận văn này

Xin trân trọng cảm ơn!

Tác giả

Bùi Văn Hưng

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VỀ ỔN ĐỊNH TÀU 4

1.1 Tổng quan các tài liệu liên quan đến tính toán ổn định tai nạn 4

1.2 Một số thuật ngữ liên quan đến ổn định tàu 5

1.3 Khái niệm ổn định tàu 6

1.4 Cách tính toán ổn định tàu 7

1.4.1 Ổn định tại góc nghiêng nhỏ 7

1.4.2 Ổn định tại góc nghiêng lớn 9

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định tàu 11

1.5.1 Ảnh hưởng do sự dịch chuyển hàng hóa 11

1.5.2 Ảnh hưởng do sự thay đổi thành phần khối lượng trên tàu 12

1.5.3 Ảnh hưởng của két chứa chất lỏng không đầy đến ổn định của tàu 13

1.6 Các tiêu chuẩn đánh giá ổn định nguyên vẹn cho tàu hàng khô 15

1.6.1 Tiêu chuẩn đánh giá ổn định tĩnh 15

1.6.2 Tiêu chuẩn đánh giá ổn định thời tiết 16

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH TAI NẠN CHO

TÀU HÀNG KHÔ 18

2.1 Hệ số ngập nước và phạm vi vết thủng 18

2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định tai nạn cho tàu hàng khô 19

2.1.1 Phương pháp nhận thêm khối lượng (Trim line add-weight) 20

2.1.2 Phương pháp tổn thất sức nổi (Lost- buoyancy method) 22

2.1.3 Tổng hợp và đánh giá kết quả 25

2.3 Đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh trong trường hợp tàu bị tai nạn

30

2.3.1 Xác định đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh theo phương pháp tổn thất sức nổi 30

2.3.2 Xác định đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh theo phương pháp nhận thêm khối lượng 30

2.4 Tiêu chuẩn đánh giá ổn định tai nạn cho tàu hàng khô 34

CHƯƠNG 3 KHUYẾN NGHỊ TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH TAI NẠN CỦA TÀU HÀNG KHÔ CHO SỸ QUAN HÀNG HẢI 36

3.1 Hướng dẫn cách tính toán ổn định tài nạn cho sỹ quan hàng hải 36

3.2 Lập bảng cung cấp thông tin ổn định tai nạn 40

3.3 Tin học hóa cách tính toán, đánh giá ổn định tai nạn 47

3.3.1 Cơ sở dữ liệu của chương trình tính toán và đánh giá ổn định tai nạn

48

3.3.2 Giao diện của chương trình tính toán và đánh giá ổn định tai nạn

52

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI ̣ 59

1 Kết luâ ̣n 59

2 Kiến nghi ̣ 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

IMO International Maritime Organization

IS Code 2008 The international code on Intact Stability 2008

KB Vertical Center of Bouyancy

KG, VCG Vertical Center of Gravity

KGls Vertical Center of Gravity (Light Ship) LBP/LPP Length between Pependiculars

LCB Longitudinal Center of Buoyancy LCF Longitudinal Center of Floatation LCG Longitudinal Center of Gravity LCGls Longitudinal Center of Gravity (Light Ship) LKM Longitudinal Metacenter height

SOLAS 74 Safety Of Life At Sea, 1974

TKM Transverse Metacenter height

TPC/TPI Tons Per Centimeter/ Tons Per Inch

DANH MỤC CÁC BẢNG

2.3 So sánh kết quả của hai phương pháp tính toán ổn định

3.4 Thông tin ổn định tai nạn cho tàu SUNRISE STAR 41

DANH MỤC CÁC HÌNH

1.4 Đồ thị đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh 11

1.7 Ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng đến chiều cao thế

1.8 Tiêu chuẩn ổn định dưới tác động của sóng gió 16

2.1 Vị trí của các thành phần theo phương pháp nhận thêm

2.4 Mô-men nội bộ tự do trong khoang bị hư hỏng 32

2.5 Đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh trong trường hợp

3.6 Giao diện chính của chương trình tính toán và đánh giá

3.9 Giao diện nhập dữ liệu nước ngọt và nhiên liệu 53

3.13 Giao diện hiện thị các thông số ổn định tai nạn khi chưa

3.15 Giao diện hiện thị các thông số ổn định tai nạn sau khi

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Từ thế kỷ XIII, con người đã quan tâm đến việc phân khoang cho con tàu với mục đích ngăn ngừa rủi ro chìm tàu khi nước tràn vào tàu Tuy nhiên cho đến trước thế kỷ XIX, chưa có một văn bản pháp lý nào quy định cụ thể việc này Chỉ sau những vụ tai nạn đáng tiếc, đặc biệt vụ tai nạn tàu Titanic vào năm 1912 đã cướp đi sinh mạng của 1430 người, vấn đề phân khoang chống chìm và ổn định cho tàu khi gặp tai nạn mới được đưa vào các văn bản pháp lý

Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của đội tàu thế giới, sự an toàn của tàu và thuyền viên làm việc trên tàu ngày càng được quan tâm, đặc biệt vấn

đề phân khoang chống chìm và ổn định của tàu Nhiều điều ước quốc tế đã đưa ra các quy đinh nghiêm ngặt về vấn đề này như SOLAS 74, MARPOL 73/78 Vào

kỳ họp lần thứ 80 (từ 10 đến 19/5/2005), tổ chức Hàng hải thế giới (IMO) đã thông qua Nghị quyết MSC 194(80) Trong nghị quyết này, IMO đã sửa đổi, bổ sung Chương II-1 của SOLAS 74 về vấn đề phân khoang và ổn định có hiệu lực từ ngày

01 tháng 01 năm 2009 Theo sửa đổi, bổ sung mới này, không chỉ các tàu hàng khô

có chiều dài từ 80 m trở lên đóng từ ngày 01 tháng 07 năm 1998 mà tất cả các tàu không kể chiều dài đóng từ ngày 01 tháng 01 năm 2009 đều phải áp dụng quy định phân khoang và ổn định tai nạn [9]

Theo thống kê của tổ chức Allianz, từ năm 2005 đến 2014, có tất cả 1271

vụ tai nạn có mức thiệt hại nghiêm trọng, trong đó tai nạn chìm tàu chiếm số lượng lớn nhất (603 vụ) và giữ ở mức cao hàng năm (từ 49÷73 vụ) Cũng theo báo cáo tai nạn của tổ chức này, hầu hết (80%) các nguyên nhân dẫn đến chìm tàu

là do tàu không đảm bảo ổn định nguyên vẹn và ổn định tai nạn[6]

Theo Bộ luật quốc tế về ổn định nguyên vẹn, 2008 (International Code on Intact Stability, 2008) tính toán ổn định cho tàu theo tiêu chuẩn ổn định nguyên vẹn là yêu cầu bắt buộc đối với người sỹ quan hàng hải mỗi khi đến hoặc rời một cảng nào đó hay lập một sơ đồ xếp dỡ hàng hóa Công việc này đối với người sỹ quan hàng hải lành nghề khá đơn giản và quen thuộc Tuy nhiên, trong trường

hợp tàu gặp tai nạn, nước tràn vào khoang của tàu, việc tính toán của sỹ quan hàng hải để đánh giá ổn định của tàu còn gặp nhiều khó khăn.Bên cạnh đó, những tài liệu hướng dẫn tính toán ổn định tai nạn còn rất hạn chế và thiếu chi tiết gây thêm khó khăn cho thuyền trưởng và sỹ quan hàng hải trong việc đánh giá con tàu xem có thỏa mãn các yêu cầu về ổn định tại nạn hay không để có biện pháp khắc phục kịp thời nhằm đảm bảo tàu tiếp tục hành trình một cách an toàn

Với những lý do đó, tác giả thấy rằng cần có những nghiên cứu nghiêm túc

để đưa ra các hướng dẫn tính toán một cách chi tiết cùng những khuyến nghị trợ giúp thuyền trưởng và người sỹ quan hàng hải đánh giá ổn định của tàu trong trường hợp tàu bị tai nạn một cách chính xác Vì vậy, tác giả đã chọn đề tài

“nghiên cứu ổn định tai nạn cho tàu hàng khô phục vụ dẫn tàu an toàn”

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Đề tài tiến hành nghiên cứu việc tính toán, đánh giá ổn định tai nạn cho tàu chở hàng khô, từ đó đề xuất các khuyến nghị hỗ trợ thuyền trưởng và sỹ quan hàng hải kiểm soát ổn định của tàu trong quá trình dẫn tàu an toàn

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đề tài tâ ̣p trung nghiên cứu ở những nô ̣i dung sau :

- Lý thuyết ổn định tàu;

-Cách tính toán ổn định tai nạn cho tàu hàng khô;

- Các hướng dẫn tính toán ổn định tai nạn cho tàu hàng khô;

- Các quy định về ổn định tai nạn cho tàu hàng khô;

- Ứng dụng chương trình Microsoft Excel trong việc tin học hóa kết quả tính toán và đánh giá ổn định tai nạn cho tàu hành khô

Phạm vi nghiên cứu của đề tài giới hạn ở việc tính toán và đánh giá ổn định cho tàu hàng khô khi gặp tai nạn thủng vỏ, nước tràn vào một hoặc vài khoang dưới góc độ người điều khiển tàu biển

4 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng lý thuyết tàu thủy, lý thuyết ổn định tàu thủy, lý thuyết ổn định trong trường hợp tàu thủy bị tainạn,luật quốc tế liên quan đến an toàn hàng hải, các tài liệu liên quan đến ổn định tàu có uy tín kết hợp các phương pháp tổng hợp, thống kê, phân tích, so sánh đánh giá, phương pháp tính toán, phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia nhằm thực hiện mục tiêu nghiên cứu đã định ra của đề tài

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

Ý nghĩa thực tiễn:

Kết quả nghiên cứu của đề tài là công cụ trợ giúp hiệu quả thuyền trưởng

và sỹ quan hàng hải trong việc đánh giá kịp thời, chính xác trạng thái ổn định của tàu hàng khô khi gặp tai nạn thủng vỏ

Ngoài ra đ ề tài là tài liệu bổ ích phục vụ công tác giảng d ạy, học tập đối với giảng viên cũng như sinh viên ngành Hàng h ải

CHƯƠNG 1 TổNG QUAN LÝ THUYếT Về ổN ĐịNH TÀU

1.1 Tổng quan các tài liệu liên quan đến tính toán ổn định tai nạn

Vào kỳ họp lần thứ 80 (từ 10 đến 19/5/2005), tổ chức Hàng hải thế giới (IMO) đã thông qua Nghị quyết MSC 194(80) Trong nghị quyết này, IMO đã sửa đổi, bổ sung Chương II-1 của SOLAS 74 về vấn đề phân khoang và ổn định có hiệu lực từ ngày 01 tháng 01 năm 2009 Theo sửa đổi, bổ sung mới này, không chỉ các tàu hàng khô có chiều dài từ 80 m trở lên đóng từ ngày 01 tháng 07 năm 1998 mà tất

cả các tàu không kể chiều dài đóng từ ngày 01 tháng 01 năm 2009 đều phải áp dụng quy định phân khoang và ổn định tai nạn [9] Tuy nhiên, trên thế giới hiện nay số lượng tài liệu nói về ổn định tai nạn còn rất hạn chế Một số tài liệu có đề cập về

ổn dịnh tai nạn có thể kể đến như BASIC SHIP THEORY của tác giả K.J.Rawson

và E.C Tupper, SHIP HYDROSTATICS AND STABILITY của tác giả A.B BRIAN, SHIP STABILITY FOR MASTERS AND MATES của tác giả BRYAN BARRASS và D.R DERRETT Đây đều là những tài liệu hay, hàm lượng chất xám nhiều về tàu thủy Nhưng các tài liệu này chỉ đưa ra lý thuyết chung về ổn định tai nạn cũng với những công thức nặng về toán học đòi hỏi người đọc phải

có một sự nghiên cứu nhất định về tàu thủy mới có thể hiểu được

Ngoài ra, các công ty vận tải biển hiện nay cung cấp cho sỹ quan hàng hải làm việc trên các đội tàu của mình một bộ hồ sơ tàu trong đó có phần thông tin ổn định tai nạn- DAMAGE STABILITY INFORMATION Tuy nhiên, phần thông tin ổn định tai nạn này chỉ cung cấp một số bảng kết quả tính toán ổn định tai nạn cho sỹ quan hàng hải mà không có hướng dẫn cách tính toán ổn định tai nạn cho tàu đó Vì vậy, sỹ quan hàng hải không biết sử dụng hay tính toán, đánh giá ổn định tai nạn như thế nào trong những trường hợp cụ thể

Từ các tài liệu kể trên, để trợ giúp sỹ quan hàng hải tính toán đánh giá ổn định tai nạn qua đó kiểm soát ổn định của tàu trong quá trình dẫn tàu an toàn, tác

giả đã chọn đề tài “Nghiên cứu ổn định tai nạn cho tàu hàng khô phục vụ dẫn

tàu an toàn” là hoàn toàn hợp lý và có cở sở khoa học

1.2 Một số thuật ngữ liên quan đến ổn định tàu [2]

G: Trọng tâm tàu là điểm đặt của vectơ trọng lực tổng hợp của tàu

B: Tâm nổi của tàu là điểm đặt của véc tơ lực nổi tác dụng lên tàu hay đó chính là trọng tâm của khối nước mà tàu chiếm chỗ Khi tàu nổi ở trạng thái cân bằng thì lực nổi và trọng lực của tàu tác dụng cùng trên một đường thẳng đứng, bằng nhau về trị số và ngược chiều nhau

M: Tâm nghiêng của tàu là tâm của quỹ đạo di chuyển của tâm nổi B khi tàu nghiêng Một cách tổng quát đây là quỹ đạo có độ cong thay đổi Tuy nhiên khi tàu nghiêng ở góc nghiêng nhỏ (θ ≤ 15º) quỹ đạo do tâm nổi B vạch ra hầu như là cung tròn có tâm là điểm M cố định

F: Tâm mặt phẳng đường nước Đây là tâm hình học của phần mặt phẳng đường nước được giới hạn phía trong vỏ bao thân tàu

K: Sống đáy của tàu

TPC/TPI: Số tấn làm thay đổi 1cm/1inch chiều chìm trung bình củatàu MTC/MTI: Mô men làm thay đổi 1 cm/1inch hiệu số mớn nước của tàu KB: Cao độ tâm nổi, là độ cao của tâm nổi B tính từ đường cơ sở (thường lấy là ky tàu)

KG: Chiều cao trọng tâm, là độ cao của trọng tâm G tính từ đường cơ sở (thường lấy là ky tàu)

KGls: Chiều cao trọng tâm tàu không

TKM: Chiều cao tâm nghiêng ngang, là độ cao tâm nghiêng ngang tính từ đường cơ sở (thường lấy là ky tàu)

LKM: Chiều cao tâm chúi, là độ cao tâm chúi tính từ đường cơ sở (thường lấy là ky tàu)

GM: Chiều cao thế vững, là khoảng cách theo chiều thẳng đứng, tính từ trọng tâm tàu đến tâm nghiêng ngang của tàu Đại lượng này dùng để đánh giá thế vững ban đầu của tàu

LCB; Mid.B; XB: Hoành độ tâm nổi B tính từ mặt phẳng sườn giữa

LCG; Mid.G; XG: Hoành độ trọng tâm tính từ mặt phẳng sườn giữa

LCGls: Hoành độ trọng tâm tàu không

LCF; MID.F; XF: Hoành độ tâm mặt phẳng đường nước tính từ mặt phẳng sườn giữa

Lượng giãn nước: Là khối lượng của phần thể tích nước mà tàu chiếm chỗ 1.3 Khái niệm ổn định tàu[1],[2]

Ổn định của tàu là khả năng quay trở về vị trí cân bằng ban đầu sau khi ngoại lực gây nghiêng bên ngoài ngừng tác động (gió, sóng )

Với một vật thể, có ba trạng thái cân bằng, đó là cân bằng bền, cân bằng không bền và cân bằng phiếm định

- Cân bằng bền là trạng thái cân bằng mà khi vật đó bị ngoại lực tác động lệch khỏi vị trí cân bằng nó sẽ tự trở lại hoặc có xu thế trở lại vị trí cân bằng ban đầu

- Cân bằng không bền là trạng thái cân bằng của một vật mà khi bị tác động của ngoại lực đẩy khỏi vị trí cân bằng thì nó bị mất cân bằng, không thể trở lại vị trí cân bằng ban đầu nữa

- Cân bằng phiếm định là trạng thái cân bằng của một vật mà khi bị ngoại lực tác động đẩy lệch khỏi vị trí cân bằng ban đầu thì ở vị trí mới, nó tự xác lập một trạng thái cân bằng mới

Đối với con tàu, dựa vào vị trí tương quan của tâm nghiêng M và trọng tâm

G mà có thể xảy ra một trong ba trường hợp cân bằng như trên

Hình vẽ 1.1 mô tả ba trường hợp cân bằng của tàu như sau:

- Tại hình 1.1 a: Trọng tâm G nằm phía dưới tâm nghiêng M, khi tàu nghiêng, trọng lực đặt tại G và lực nổi đặt tại B sẽ tạo thành ngẫu lực Ngẫu lực này tạo ra mô men có xu hướng đưa tàu trở lại vị trí cân bằng ban đầu Trường hợp

này, tàu ở trạng thái cân bằng bền, hay tàu ổn định

- Tại hình 1.1 b: Trọng tâm G trùng với tâm nghiêng M, lúc này trọng lực và lực nổi nằm trên một đường thẳng đi qua tâm nghiêng M, mô men do chúng tạo ra

là bằng 0, không có xu hướng chống lại chuyển động nghiêng của tàu Trường hợp

này tàu ở trạng thái cân bằng phiếm định, hay tàu không ổn định

Hình 1.1 Các trạng thái cân bằng của tàu

- Tại hình 1.1 c: Trọng tâm G nằm bên trên tâm nghiêng M, lúc này ngẫu lực tạo thành do trọng lực đặt tại G và lực nổi đặt tại B sẽ sinh ra một mô men cùng chiều với chiều nghiêng của tàu (có thể gọi là mô men lật) và như vậy sẽ làm cho

tàu nghiêng thêm Trường hợp này, tàu ở trạng thái cân bằng không bền hay tàu

mất ổn định

Ta có: GM = KM - KG (1.1) Nếu GM > 0 thì tàu ổn định

Nếu GM ≤ 0 thì tàu không ổn định.

M.

G .

B a) Cân bằng

bền GM>0

b) Cân bằng phiếm định GM=0

c) Cân bằng không bền GM<0

K

gọi là ổn định ban đầu phụ thuộc vào vị trí tương quan giữa tâm nghiêng M và trọng tâm G Khi G nằm thấp hơn M, tàu sẽ ổn định

Mô men sinh ra do cặp lực P và Fb gọi là mô men hồi phục và có độ lớn được tính như sau: [1],[2]

Mhp = P x GM x Sinθ

Hay Mhp = D x GM x Sinθ (1.2) Với D là lượng giãn nước của tàu

Mô men hồi phục càng lớn, tàu có tính ổn định càng cao

Từ công thức trên ta thấy, cùng một lượng giãn nước D, cùng một góc nghiêng θ, độ lớn của mô men hồi phục phụ thuộc vào độ lớn của GM

Tại những góc nghiêng nhỏ, ổn định của tàu được đánh giá bằng độ lớn của

GM và GM được gọi là chiều cao thế vững của tàu

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 giãn nước D (hoặc mớn nước)

KG là chiều cao trọng tâm của tàu được tính theo công thức: [1],[2]

𝐾𝐺 = 𝐷𝑙𝑠 × 𝐾𝐺𝑙𝑠 + 𝑃𝑖 × 𝐾𝐺𝑖

𝐷trong đó :

Dls là trọng lượng tàu không cho trong hồ sơ tàu

KGls laà 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

Dls x KGls: Là mô men trọng lượng tàu không so với ky tàu

Σ Pi x KGi: Là tổng mô men các thành phần trọng lượng so với ky tàu

1.4.2 Ổn định tàu tại góc nghiêng lớn

Tại các góc nghiêng lớn, quỹ đạo tâm nổi B không còn là một cung tròn nữa nên tâm nghiêng M không phải là cố định Do đó, ta không thể dùng chiều cao thế vững GM để đánh giá ổn định của tàu Người ta dùng đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh G0Z để đánh giá ổn định của tàu ở những góc nghiêng lớn

Từ hình vẽ ta có:

Đoạn G0Z biểu thị cánh tay đòn ổn định của tàu khi tàu nghiêng một góc θ Lúc đó, mô men hồi phục bằng: Mhp = D x G0Z (1.5) Trong đó G0Z = KN - KJ

Bước 1: Tính chiều cao trọng tâm KG, (xét đến ảnh hưởng của mặt thoáng

… ……

90 1

Bước 3: Dựng đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh

Hình 1.4 Đồ thị đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh

Bước 4: Đánh giá ổn định thông qua đồ thị

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định của tàu

1.5.1 Ảnh hưởng do sự dịch chuyển hàng hóa

Dịch chuyển hàng có khối lượng “w” theo chiều thẳng đứng

Hình 1.5 Dịch chuyển hàng theo chiều thẳng đứng

Khi di ̣ch chuyển mô ̣t khối lượng hàng “w” đi mô ̣t đoa ̣n “h” theo chiều

thẳng đứng thì chiều cao thế vững thay đổi mô ̣t lượng là [2]:

ΔGM = 𝑤×ℎ

𝐷 (1.7)ΔGM < 0 khi hàng được di ̣ch chuyển từ thấp lên cao

ΔGM > 0 khi hàng được di ̣ch chuyển từ cao xuống thấp

Trường hợp tàu đầy hàng thì có thể áp du ̣ng phương pháp đổi chỗ hai lô hàng có cùng thể tích nhưng khối lượng khác nhau Lúc đó “w” chính là sự chênh

lê ̣ch khối lượng giữa hai khố i hàng , còn “h” là khoảng cách giữa trọng tâm của hai khối hàng

1.5.2 Ảnh hưởng do sự thay đổi thành phần khối lượng trên tàu

Xếp/Dỡ mô ̣t lô hàng có khối lượng “w”

Hình 1.6 Xếp/Dỡ mô ̣t lô hàng Khi xếp/dỡ mô ̣t lô hàng có khối lượng “w” vào mô ̣t vi ̣ trí nào đó thì chiều cao thế vững sẽ thay đổi mô ̣t lượng là [2]:

ΔGM = 𝑤 ℎ

𝐷±𝑤 (1.8) Lấy dấu “+” khi lô hàng được xếp thêm vào

Lấy dấu “-” khi lô hàng được dỡ ra

h

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

1.5.3 Ảnh hưởng của két chứa chất lỏng không đầy đến ổn định tàu[2]

Xét một két chất lỏng chứa không đầy, ban đầu trọng tâm của két nằm tại

G1, trọng tâm của tàu là G Khi tàu nghiêng môt góc , chất lỏng sẽ dồn sang mạn thấp, trọng tâm G1 của két sẽ chuyển thành G’1 làm trọng tâm của tàu dịch chuyển đến G’ Điểm G’ gần với tâm lực nổi B hơn G ban đầu và do đó mô men

do cặp lực Fb và P giảm đi, dẫn đến mô men hồi phục giảm, tình ổn định của tàu giảm

Gọi GG’ là đoạn dịch chuyển trọng tâm tàu do tàu nghiêng khi có két chất lỏng không đầy

Mô men hồi phục của tàu sẽ là:

Mhp = D x (GM x Sin - GG’) (1.10) Kéo dài Véc tơ trọng lực P lên trên, gặp mặt phẳng trục dọc tàu tại G0 Khi

đó

Mhp = D x (GM x Sin -GG’) = D x G0M x Sin (1.11)

Như vậy mô men hồi phục trong trường hợp này bằng với trường hợp tàu có trọng tâm tại điểm G0

Nói cách khác ta coi trọng tâm tàu đã bị nâng lên một đoạn bằng GG0

Do vậy khi có ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng

Trong két chứa không đầy chiều cao thế vững của tàu sẽ được tính như sau:

G0M = KM - KG – GG0 (1.12)

Hình 1.7 Ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng đến chiều cao thế vững

Trong đó GG0 là phần hiệu chỉnh bởi ảnh hưởng của mô men mặt thoáng do két chất lỏng không đầy (làm giảm chiều cao thế vững), được tính bằng công thức:[1], [2]

GG0 =

D Ix

(m) (1.13)

- Ix là mô-men quán tính của mặt thoáng chất lỏng đối với trục bản thân của

két, đi qua trọng tâm két, song song với trục dọc của tàu I x =

K

b

l 3

(m4) Trong đó l, b là chiều dài, chiều rộng của két ; K là hệ số hình dáng của mặt thoáng chất lỏng trong két

K= 12 với két hình chữ nhật, K= 36 với két hình tam giác vuông, K=48 đối với két hình tam giác cân

-  là tỷ trọng chất lỏng chứa trong két (t/m3)

- Ix x  là mô-men mặt thoáng chất lỏng (Free Surface Moment -MFS) trong két chứa không đầy (t-m)

- D là lượng giãn nước của tàu

Trong thực tế, để tiện tính toán, người ta lập thành bảng tra sẵn để tra mô men quán tính mặt thoáng chất lỏng trong két chứa không đầy và cho giá trị bảng

là giá trị lớn nhất (Thường cho trong Tank table) và cho giá trị lượng giảm chiều cao thế vững GG0 do ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng (Loss of G0M by Free Surface Effect)

Chú ý:- Các trọng vật có tính di động theo chiều ngang của tàu khi tàu bị nghiêng như các vật treo, hàng hóa có tính di động cũng làm ảnh hưởng đến ổn định của tàu tương tự như ảnh hưởng của các két chứa chất lỏng không đầy

- Chiều cao thế vững G0M đặc trưng cho ổn định ban đầu của tàu.

1.6 Các tiêu chuẩn đánh giá ổn định nguyên vẹn cho tàu hàng khô

1.6.1 Tiêu chuẩn đánh giá ổn định tĩnh

Theo quy định của bộ luật quốc tế về ổn định nguyên vẹn IS code 2008 [10]:

a Diện tích dưới cánh tay đòn ổn định (đường cong GZ) không nhỏ hơn 0,055 m-rad tính đến góc nghiêng 300 và không nhỏ hơn 0,090 m-rad khi tính tới góc nghiêng 400 hoặc góc ngập nước nếu góc này nhỏ hơn 40o

Ngoài ra, phần diện tích dưới đường cong GZ nằm giữa góc nghiêng 30o

c Cánh tay đòn ổn định tĩnh GZ phải đạt giá trị cực đại tại góc nghiêng tốt nhất là vượt quá 30o

1.6.2 Tiêu chuẩn ổn định thời tiết

Ổn định của tàu theo tiêu chuẩn thời tiết được coi là đảm bảo khi con tàu có

đủ sức chịu đựng được tác dụng đồng thời của gió và sóng phù hợp với các yêu cầu dưới đây:

Tàu chịu tác dụng của gió liên tục thổi vuông góc với mặt phẳng dọc tâm

của tàu tương ứng với tay đòn mô men nghiêng do gió lw1 (Hình 1.8)

Hình 1.8Tiêu chuẩn ổn định dưới tác động của sóng gió

Từ góc nghiêng 0 sinh ra do gió thổi đều, dưới tác dụng của sóng bị nghiêng sang mạn theo chiều gió một góc nghiêng bằng biên độ chòng chành r

Tàu đang nghiêng chịu tác động của gió giật ứng với với tay đòn lw2

So sánh phần diện tích a và diện tích b, ổn định của tàu theo được coi là đảm bảo khi diện tích b bằng hoặc lớn hơn diện tích a

trong đó:

Diện tích b được giới hạn bởi đường cong ổn định tĩnh, đường thẳng ứng với

lw2 và góc nghiêng 2, được lấy là góc nhỏ nhất trong các góc sau: góc vào nước f, hoặc c (góc ứng với giao điểm thứ hai của đường cong ổn định tĩnh GZ với đường

thẳng lw2), hoặc 50o

Diện tích a được giới hạn bởi đường cong ổn định tĩnh, đường thẳng tương ứng với lw2 và góc nghiêng tương ứng với biên độ chòng chành r

1: Góc nghiêng do tác động của sóng và gió (0+ r)

Góc nghiêng 0 sinh ra do gió thổi đều phải được Đăng kiểm chấp thuận Để đánh giá sơ bộ cần phải giả thiết sao cho 0 không lớn hơn 0,8 góc mà mép boong nhúng nước hoặc 16o

lấy góc nào nhỏ hơn Ổn định của tàu chở gỗ không lấy theo tiêu chuẩn này

Như vậy, để đánh giá ổn định của con tàu, sỹ quan hàng hải cần phải tính được chiều cao thế vững G0M và cánh tay đòn ổn định tĩnh G0Z Từ đó, sỹ quan hàng hải so sánh giá trị của chúng với giá trị trong các quy định về ổn định của

bộ luật quốc tế về ổn định nguyên vẹn IS code 2008 nếu như tàu đang trong trạng thái nguyên vẹn để kiểm tra xem tình trạng của tàu như vậy có đảm bảo ổn định hay không để hành hải an toàn

CHƯƠNG 2 CƠ SởTÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ ổN ĐịNH TAI NạN CHO

TÀU HÀNG KHÔ 2.1 Hệ số ngập nước và phạm vi vết thủng

2.1.1 Hệ số ngập nước

Khi tàu bị thủng ở một khoang nào đó, nước bắt đầu tràn vào trong khoang qua vết thủng Để tính toán ổn định tai nạn cho tàu, người ta phải xác định được lượng nước tràn vào trong khoang thông qua hệ số ngập nước của khoang đó

Hệ số ngập nước (hay hệ số ngập khoang) là tỉ số giữa dung tích thực tế mà nước có thể chiếm chỗ trong khoang bị thủng và dung tích lý thuyết của khoang

Hệ số ngập nước có thể được xác định bằng công thức:

𝑉 0 (2.1) trong đó:  là hệ số ngập khoang

V là dung tích thực tế mà nước có thể vào trong khoang khi khoang bị đắm

V0 là dung tích lý thuyết của khoang

Theo quy định của SOLAS 74 cũng như của đăng kiểm Việt Nam, hệ số ngập của mỗi khoang thông thường hoặc một phần của khoang được lấy như sau:[3], [11]

Bảng 2.1 Hệ số ngập của khoang thông thường

Theo quy định của SOLAS 74 cũng như của đăng kiểm Việt Nam, hệ số ngập của mỗi khoang chứa hàng hoặc một phần của khoang được lấy như sau:[3], [11]

Bảng 2.2 Hệ số ngập của khoang chứa hàng

Các không gian Hệ số ngập tại

chiều chìm d s

Hệ số ngập tại chiều chìm d p

Hệ số ngập tại chiều chìm d i

2.1.2 Phạm vi vết thủng

Trừ khi có các quy định khác, phạm vi vết thủng giả định khi tính ổn định tai nạn phải thỏa mạn các yêu cầu sau: [3], [11]

- Phạm vi theo chiều dọc bằng 1/3L2/3 hoặc 14.5 m lấy số nào nhỏ hơn;

- Phạm vi vết thủng theo chiều ngang, đo từ mặt trong của mạn tàu, theo phương vuông góc ở mức đường nước chở hàng phân khoang cao nhất, được lấy bằng 1/5 chiều rộng tàu B hoặc 11.5 m lấy giá trị nào nhỏ hơn;

- Phạm vi theo chiều cao, từ mặt phẳng đáy kéo lên cao không hạn chế

2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định tai nạn cho tàu hàng khô

Một con tàu khi bị tai nạn nhiều khả năng nước bên ngoài sẽ tràn vào khoang hoặc các khoang của con tàu đó dẫn đến hiện tượng bị đắm một khoang hoặc nhiều khoang và kéo theo những hiện tượng sau đây: [5], [8]

- Thay đổi chiều chìm của tàu;

- Thay đổi độ nghiêng dọc hay chiều chìm của tàu;

- Thay đổi nghiêng ngang của tàu;

- Thay đổi tính ổn định của tàu, đặc biệt ổn định theo phương ngang

Chiều cao thế vững của tàu, tính cho trường hợp ổn định ngang và ổn định dọc, thể hiện bằng công thức: [7], [8]

𝐺𝑀 = 𝐾𝐵 + 𝐵𝑀 – 𝐾𝐺 (2.2)

Khi khoang bị đắm hai đại lượng KB và BM thay đổi do vậy GM bị thay đổi theo Sự thay đổi này phụ thuộc vào kết cấu khoang bị đắm và số lượng khoang bị đắm

Để tính toán ổn định tàu trong trường hợp như vậy, người ta thường sử dụng hai phương pháp: phương pháp nhận thêm khối lượng (Trim line add-weight) và phương pháp tổn thất sức nổi (Lost- buoyancy)

2.1.1Phương pháp nhận thêm khối lượng (Trim line add-weight)

Theo phương pháp này, lượng nước vừa tràn vào tàu được coi là khối lượng vừa thêm lên tàu Kết quả của nó là lượng giãn nước của tàu và mớn nước tàu tăng lên, vị trí trọng tâm tàu thay đổi và tâm nổi của tàu cũng không giữ ở vị trí ban đầu

Hình 2.1 Vị trí của các thành phần theo phương pháp nhận thêm khối lượng Gọi khối lượng nước vừa nhận thêm do nước tràn vào khoang của tàu là w, mô-men quán tính do mặt thoáng của khoang bị đắm là i

Ta có khối lượng nước trong khoang bị đắm theo công thức:

𝑤 = 𝛾 × 𝑉 (2.3) với: -  là tỉ trọng của nước trong khoang

- V là thể tích của lượng nước tràn vào khoang bị thủng

Nếu két đó làm ở dưới đường nước, khối lượng nước vào trong tàu:

𝑤 = × 𝑉𝑚𝑎𝑥 (2.4) với: Vmax là dung tích của két hoặc các két bị nước tràn vào

Chiều chìm của tàu thay đổi 1 lượng: [7], [8]

∆𝑑 = 𝛾× (𝐴𝑤

𝑤 −𝑎) 2.5) với: Aw là diện tích đường nước ban đầu của tàu

a là diện tích mặt phẳng đường nước trong khoang bị đắm

Chiều cao thế vững của tàu sau khi bị đắm:

G1M1 = KB1 + B1M1 – KG1 (2.6)

Ta coi khoảng cách B1M1 không đổi so với khoảng BM ban đầu Như vậy,

sự thay đổi của G1M1 với GM chính là do sự thay đổi giá trị KB1 và KG1

trong đó: KB1 = KB + KB (2.7)

Độ dịch chuyển tâm nổi tính theo công thức: [8]

∆𝐾𝐵 = 𝐷+𝑤𝑤 ( 𝑑 + ∆𝑑2 − 𝐾𝐵) (2.8) với: D là lượng giãn nước của tàu

d là mớn nước ban đầu của tàu

Chiều cao trọng tâm mới của tàu được xác định bằng công thức:

KG1 = KG + KG (2.9) trong đó: KG được xác định bằng công thức:

𝐾𝐺 = (𝑖+𝑎 𝑌𝐺2)×𝛾

𝐷+𝑤 −𝑤×𝐺𝑔𝐷+𝑤 (2.10) với: i là momen quán tính do sự dịch chuyển của tâm mặt phẳng đường nước

YG là khoảng cách từ tâm mặt phẳng bề mặt chất lỏng trong két đến mặt phẳng trục dọc tàu

Như vậy, chiều cao thế vững thay đổi một lượng như sau:

∆𝐺𝑀 = 𝐷+𝑤𝑤 ( 𝑑 + ∆𝑑2 − 𝐾𝐵) −(𝑖+𝑎 𝑌𝐺2)×𝛾

𝐷+𝑤 +𝑤×𝐺𝑔𝐷+𝑤 (2.11) Khi đó chiều cao thế vững của tàu được tính theo công thức giúp gọn như sau: GM2 = GM + GM

Tàu sẽ bị nghiêng một góc sau khi một khoang bị tai nạn: [8]

 = 𝑤× 𝑌𝑔 − 𝑌𝐹′

(𝐷+𝑤)× 𝐺𝑀+ ∆𝐺𝑀) (2.12) với: Y’ là tung độ tâm mặt phẳng đường nước sau khi tàu bị tai nạn

Yg là tung độ của tâm khối nước tràn vào trong khoang bị thủng

Khoảng cách từ trọng tâm tàu đến tâm nghiêng dọc thay đổi một lượng:

∆𝐺𝑀𝐿 = 𝐷+𝑤𝑤 𝑑 + ∆𝑑2 − 𝐾𝐵 − (𝑖𝐿 + 𝑋𝐹−𝑋𝐺) 2 ×𝑎)×𝛾

𝐷+𝑤 +𝑤×𝐺𝑔𝐷+𝑤 (2.13) với: XF là hoành độ tâm mặt phẳng đường nước trước khi tàu bị tai nạn

XG là khoảng cách từ tâm mặt phẳng bề mặt chất lỏng trong két đến mặt phẳng sườn giữa

Khi đó khoảng cách từ trọng tâm tàu đến tâm nghiêng dọc sau khi tàu bị tai nạn là:

GML = GML0 + ∆𝐺𝑀𝐿 (2.14) Tàu sẽ bị chúi một góc: [8]

𝜑 = 𝑤×(𝑋𝑔 − 𝑋𝐹′) (𝐷+𝑤)×(𝐺𝑀𝐿+ ∆𝐺𝑀𝐿 (2.15) với: X’F là hoành độ tâm mặt phẳng đường nước sau khi tàu bị tai nạn

Xg là hoành độ tâm khối nước tràn vào khoang bị thủng

Chiều chúi của tàu thay đổi một lượng:

t = 𝜑 × 𝐿𝐵𝑃 (2.16)

2.1.2Phương pháp tổn thất sức nổi (Lost- buoyancy method)

Phương pháp tổn thất sức nổi còn được gọi là phương pháp lượng chiếm nước không đổi (constant displacement method) dùng trong điều kiện khi các khoang bị đắm được xét như các khoang tách rời, không được coi là một thành phần trong thể thống nhất của tàu và hậu quả tất yếu của nó là sức nổi của chúng

bị coi là phần mất đi Vì trọng lượng của tàu không đổi nên sức nổi của toàn bộ tàu trong trạng thái này không thay đổi, lượng tổn thất sức nổi của các khoang bị đắm phải được khoang còn lại chưa bị nước tràn vào bù đắp Theo cách lý giải trên, chiều chìm của tàu phải tăng lên Hệ số sức nổi, khối lượng, trọng tâm không thay đổi song vị trí tâm nổi phần chìm của thân tàu thay đổi

Hình 2.2 Vị trí của các thành phần theo phương pháp tổn thất sức nổi Khi thực hiện tính toán theo phương pháp tổn thất sức nổi hay còn gọi là phương pháp lượng chiếm nước không đổi dễ dàng nhận ra cần phải thỏa mãn các giả thuyết sau:

- Trọng lượng của tàu và trọng tâm tàu không thay đổi khi bị đắm một hay nhiều khoang

- Lượng giãn nước của tàu phải luôn bằng trọng lượng của tàu

- Thể tích khoang đắm V=.V0 không tham gia vào thành phần lực nổi của thân tàu

Các bước tính toán mớn nước, độ nghiêng và ổn định của tàu như sau: Chiều chìm của tàu sẽ tăng lên một lượng: [7], [8]

∆𝑑 = 𝑉

𝐴𝑤−𝑎 (2.17) với: V là thể tích khoang bị đắm

Aw là diện tích đường nước trước khi nước tràn vào trong khoang bị đắm

a là diện tích mặt phẳng đường nước trong khoang bị đắm

Chiều cao thế vững của tàu sau khi bị đắm:

d là mớn nước ban đầu của tàu

KG chất lỏng là chiều cao trọng tâm của khối nước tràn vào trong tàu

Bán kính tâm nghiêng ngang mới B2M2 được tính theo công thức: [8]

𝐵2𝑀2 = 𝐼𝑇

𝑉0 (2.20) trong đó: mô-men quán tính của mặt phẳng đường nước IT được hiệu chỉnh cho trường hợp tàu sau khi nước tràn vào trong khoang bị thủng Mô-men này được xác định như sau:

IT = IT0 – (i +a YG2) (2.21) trong đó:

i là mô-men quán tính do sự dịch chuyển của tâm mặt phẳng đường nước

YG là khoảng cách từ tâm mặt phẳng bề mặt chất lỏng trong két đến mặt phẳng trục dọc tàu

Hay

𝐵2𝑀2 = 𝐵𝑀 − 𝑖+𝑎 𝑌𝐺2

𝑉 0 (2.22) Như vậy, chiều cao thế vững thay đổi một lượng như sau:

∆𝐺𝑀 = 𝑉

𝑉0( 𝑑 + ∆𝑑

2 − 𝐾𝐺𝑐ℎấ𝑡 𝑙ỏ𝑛𝑔) −𝑖+𝑎 × 𝑌𝐺2

𝑉0 (2.23) Khi đó chiều cao thế vững của tàu được tính theo công thức giúp gọn như sau: GM2 = GM + GM

Tàu sẽ bị nghiêng một góc sau khi một khoang bị tai nạn: [8]

 = 𝑉 𝑌𝑔 − 𝑌𝐹′

𝑉0 𝐺𝑀+ ∆𝐺𝑀) (2.24) với: YF là tung độ tâm mặt phẳng đường nước sau khi tàu bị tai nạn

Yg là tung độ của tâm khối nước tràn vào trong khoang bị thủng

Khoảng cách từ trọng tâm tàu đến tâm nghiêng dọc thay đổi một lượng:

∆𝐺𝑀𝐿 = ∆𝐽𝑇0

𝑉0 = 𝑉𝑉

0 𝑑 + ∆𝑑2 − 𝐾𝐺𝑐ℎấ𝑡 𝑙ỏ𝑛𝑔 − 𝑖𝐿 (𝑋𝐹−𝑋𝐺)2.𝑎

𝑉0 (2.25) với: XF là hoành độ tâm mặt phẳng đường nước trước khi tàu bị tai nạn

XG là khoảng cách từ tâm mặt phẳng bề mặt chất lỏng trong két đến mặt phẳng sườn giữa

Khi đó khoảng cách từ trọng tâm tàu đến tâm nghiêng dọc sau khi tàu bị tai nạn là:

GML = GML0 + ∆𝐺𝑀𝐿 (2.26) Tàu sẽ bị chúi một góc: [8]

𝜑 = 𝑉.(𝑋𝑔 − 𝑋𝐹′)

𝑉0.(𝐺𝑀𝐿+ ∆𝐺𝑀𝐿 (2.27) với: X’F là hoành độ tâm mặt phẳng đường nước sau khi tàu bị tai nạn

Xg là hoành độ của tâm khối nước tàn vào trong khoang bị thủng

Chiều chúi của tàu thay đổi một lượng:

t = 𝜑 × 𝐿𝐵𝑃 (2.28)

2.1.3 Tổng hợp và đánh giá kết quả

Tàu SUNRISE STAR có trọng tải 75,000 tấn bị thủng ở WBT No.2 (P) Diện tích đường nước của két là 600 M2, tâm của mặt phẳng đường nước của két các mặt phẳng trục dọc tàu 9.14 M, nằm trước mặt phẳng sườn giữa 48,56 M Két này có chiều cao tối đa là 6.10 M, có thể tích là 1859.5 M3, tâm của két nằm trước mặt phẳng sườn giữa 48.62 M, cách mặt phẳng trục dọc 11.72 M và cách

ky tàu 1.51 M Hệ số ngập của két là 0.95, tỉ trọng của nước biển nơi tàu bị thủng

Ổn định của tàu sau khi bị tai nạn như sau:

a Phương pháp nhận thêm khối lượng (Trim line added-weight)

Ta có khối lượng nước tràn vào khoang bi đắm:

w = 𝛾. V = 1.025 x 0.95 x 1859.5 = 1810.69MT

Lượng giãn nước mới của tàu:

Độ dịch chuyển tâm nổi tính theo công thức:

0.33

2 − 4.47 = 0.14 M Khi nước vào khoang bị thủng, tâm F sẽ di chuyển một đoạn:

Về phía lái: x = 600 x (48.56 - 5.57) / 5397 = 4.78 M

Về mạn phải: y = 600 x (9.14 – 0)/ 5397 = 1.02 M

Chiều cao trọng tâm mới của tàu được xác định bằng công thức:

KG1 = KG + KG trong đó: KG được xác định bằng công thức:

Tàu sẽ bị nghiêng một góc sau khi một khoang bị tai nạn:

t = φ × LBP = 0.004 x 217 = 0.87 M

Momen hồi phục (ở góc nghiêng nhỏ) của tàu sau khi bị thủng:

Mhp = (D+w) x GMx = 51346.69 x 6.12 x  = 314241.7 x 

b Phương pháp tổn thất sức nổi (Lost buoyancy)

Thể tích nước vào khoang bị đắm: