Đề cương ôn tập lý thuyết tàu 2

Đây là toàn bộ những nội dung cần ôn thì của môn lý thuyết tàu 2. Tài liệu đã được biên soạn đầy đủ theo chương trình học dành cho sinh viên đang học tập và nghiên cứu về tàu thủy. Các bạn chỉ cần tải tài liệu về và học theo nội dung trong này

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU Câu 1: Phân tích sức cản tạo sóng tàu chạy môi trường nước yên lặng (wave making) - Quan sát tàu chạy mặt nước thấy đợt sóng liên tục xuất quanh tàu sau tàu Hiện tượng tạo sóng cịn quan sát thấy trường hợp tàu bay sát mặt nước tàu đệm khí Ngồi chuyển động thân tàu, mặt nước sát tàu cịn bị kích thích tác động phần mũi phần lái tàu Sóng cực tạo cịn gọi thứ cấp Sóng tổng hợp từ thành phần vừa nêu tác động xung quanh thân tàu, phụ thuộc vào hình dáng vận tốc tiến tàu - Trong hệ tọa độ quy chiếu gắn liền với thân tàu, tốc độ di chuyển sóng khơng đổi Điều nói lên rằng, so với hệ tọa độ cố định khơng gian, tốc độ di chuyển sóng tốc độ tiến tàu Theo lý thuyết sóng, chiều dài sóng xác định từ biểu thức:  2  c g Trong đó: c = V = tốc độ tàu Nếu viết biểu thức tính vận tốc tàu dạng tương đối, tức dạng số Froude, biểu thức trở thành: L   gL  2  V 2  Fn2 Với tàu chạy không nhanh Fn < 0,5 - Trong miền tốc độ thấp, hệ thống sóng tàu hình thành chủ yếu dựa sở giao thoa hệ thống sóng mũi sóng tàu Biên độ sóng sinh tính cơng thức: aw  a  b  2ab cos Trong φ độ lệch pha sóng BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14   - Nếu pha sóng mũi sóng trùng nhau, cos bo2   1 có nghĩa  Fn  Fn2  b0  n với n = 1, 2, 3,… phía sau tàu xuất sóng có độ cao tối đa: aw = a + b   - Ngược lại với trường hợp trên, ta có cos bo2   1 , biên độ sóng  Fn  aw = a + b, trường hợp này, sức cản tạo sóng có giá trị nhỏ - Đỉnh sóng mũi thường nằm gần mũi tàu, xác nữa, vị trí đỉnh sóng mũi chừng 1/4 chiều dài sóng - Khoảng cách đỉnh sóng đầu sau mũi vừa nêu đỉnh phải số lẻ chiều dài sóng, cịn hệ thống sóng triệt tiêu lẫn L – λ/4 phải số chẵn Điều có nghĩa là: L  k  đó: k = 1, 3, 5, … Sức cản tạo sóng hàm bậc cao vận tốc tàu Có thể tổng kết sau: Rw hàm bậc v, Cw hàm bậc - Trong thực tế, tàu chạy mà khơng tạo sóng Sóng tạo lượng tàu cấp cho Người ta tìm biện pháp hạn chế sóng tạo tàu tiến, cách làm có hiệu đặt mũi lê trước mũi tàu - Cơng thức tính sức cản sóng: L/2   f Rw   U  cos(n, x)dS  U    dxdz x x x s T  L / 2 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 2: Tính chuyển sức cản từ kết thử nghiệm mơ hình sang tàu thực: - Trong sức cản có nhóm đóng vai trị lực trọng trường lực nhớt Hai nhóm tn theo định luật đồng dạng hình học định luật Froude Renolds Thỏa mãn đồng thời định luật khác nhau, áp dụng nhóm lực khác điều thực thử mơ hình tàu  để xử lí kết việc thử mơ hình tàu ta cần giả thiết độc lập trình vật lý gây nên lực liên quan đến trọng trường lực nhớt - Theo giả thuyết này, lực cản toàn tàu (Rt) coi tập hợp nhóm lực riêng nhau, phụ thuộc vào Fn Rn - Hệ số lực cản toàn tàu: CT  RT  f Fn, Rn  f1 Fn  f Rn 0,5   v  S - Phương pháp tính chuyển kquả từ thử mơ hình sang tàu thật dựa vào việc thỏa mãn hoàn toàn điều kiện Froude phần điều kiện Reynolds, theo cần đảm bảo cân hệ số sức cản sóng xốy mơ hình tàu thật cho trường hợp Fn=const Rw,t  Dt  Rw,m  k Rw,m với k tỉ lệ hình học tàu mơ hình tàu thật Dm - Điều kiện đồng dạng hình học trình thử là: vt = k.vm - Sức cản xốy đc ghép chung với sức cản sóng gọi sức cản dư: Rr = Rw + Rp - Hệ số sức cản dư đc tính theo cách chung, phụ thuộc số Fn: Cr  Rr  Rr  C r  0,5    v  S 0,5   v  S - Trong sức cản ma sát tình cơng thức: RF  CF ( Rn)  0,5    v  S BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 - Vậy sức cản toàn tàu: Rt = Rr + RF Câu 3: Trình bày sức cản nhớt - Quan sát dịng chảy qunah thân tàu phân biệt vùng mang tính chất khác nhau: o Vùng I: Nằm miền tác động đặc biệt dịng gọi lớp biên Tính chất lớp phụ thuộc vào độ nhớt nhớt độ rối dịng Sức cản nhớt phụ thuộc vào tính chất lớp o Vùng II: Nằm sau thân tàu đánh dấu giới hạn lớp biên o Vùng III: Nằm khu vực ảnh hưởng lớp biên, mang tính chất cuả dịng Lớp biên ln gây ảnh hưởng tới dịng bên ngồi dặc biệt khu vực sau tàu, đồng thời làm thay đổi sức cản áp suất sức cản ma sát - Công thức tính sức cản: R    Vx V  Vx ds    p  p ds s s - Sự thể ảnh hưởng độ nhớt chất lỏng đến ma sát vỏ tàu thông qua chủ yếu lớp biên Các phần tử nước dòng chảy sát vỏ tàu có xu hướng bám dính vào vỏ tàu tốc độ dòng chảy sát vỏ tàu Tốc độ tăng dần lên khoảng cách xa dần vỏ tàu - Sự tăng tốc độ từ đến vận tốc dòng phân bố ko giống mặt cắt ngang qua tàu Có dạng dịng chảy lớp biên dòng chảy tầng dòng chảy rối Trong dòng chảy tầng biểu đồ vận tốc tăng chậm, ngược lại thay đổi dịng chày rối nhìn thấy rõ ràng - Sức cản hình thành trình tách biên, xoáy nước, vừa đề cập phụ thuộc ko vận tốc tàu mà cịn phụ thuộc hình dáng thân tàu, phần chìm nước, mà nhiều nhà nghiên cứu gọi thành phần sức cản hình dáng, hay cịn gọi sức cản xốy BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 4: Ảnh hưởng số Rn, Fr đến sức cản tàu: Số Froude: - Số Froude miêu tả quan hệ lực trọng trường lực quán tính Fn  0,298 v L Trong đó: • v – tính m/s • L – tính m • G = 9,81 m/s2 - Quan hệ hai dạng thức số Froude là: Fnv  Fn L V - Số Froude coi vận tốc tương đối tàu, làm chuẩn phân loại tàu theo vận tốc tiến Cách phân loại sau xem hợp lý cho tàu o Tàu nổi, tốc độ không cao: ▪ Fnv  Fn  V /L o Tàu chạy nhanh chế độ lướt ▪  Fnv  V / L  Fn  3 V /L o Tàu làm việc chế độ lướt Fnv  ▪ Fn  3 V /L Số Reynolds - Rn  L V Trong đó: υ độ nhớt động học - Thông thường số nhớt chất lỏng hiểu hệ số nhớt lớp kề dịng chất lỏng Cơng thức xác định lực cản F chúng: F  du , dy tỉ lệ     BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Trong đó: o μ – Hệ số nhớt o ρ – Mật độ chất lỏng - Các chế độ dòng chảy Reynolds: o Dòng chảy ống dẫn: Re    vDH vDH QDH     A Trong đó: ▪ DH đường kính thủy lực ống (đường kính bên ống trịn) (m) ▪ Q lưu lượng dòng chảy (m3/s) ▪ A diện tích tiết diện ống (m2) ▪ v vận tốc trung bình chất lỏng (m/s) ▪ μ độ nhớt động lực học chất lỏng (Pa·s = N·s/m2 = kg/(m*s)) ▪ υ (nu) độ nhớt động học (ν = μ/ρ) (m2/s) ▪ ρ khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3) o Dòng chảy ống rộng: Với dòng chảy dữa hai mặt phẳng song song—nơi mà có chiều rộng lớn nhiều khoảng cách hai mặt—thứ nguyên đặc trưng với khoảng cách hai mặt o Dòng chảy máng mở: o Với dòng chảy bề mặt mở, bán kính thủy lực phải xác định Đây khu vực tiết diện máng chia chu vi ướt Với máng hình bán nguyệt, nửa bán kính Với máng hình chữ nhật, bán kính thuỷ lực khu vực tiết diện bị chia chu vi ướt BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Có tài liệu sử dụng thứ nguyên đặc trưng bốn lần bán kính thuỷ lực, cho giá trị Rn xâm nhập rối giống với dòng chảy ống, số tài liệu sử dụng bán kính thuỷ lực thang độ dài đặc trưng với kết có giá trị Rn khác với giá trị dòng chảy rối Câu 5: Trình bày ảnh hưởng LCB (hồnh độ tâm nổi) đến sức cản tàu: - Hoành độ tâm (LCB) đại lượng đặc trưng cho phân bố lượng chiếm nước dọc tàu, ảnh hưởng lớn đến sức cản tàu chạy chậm tàu chạy với vận tốc trung bình - Dịch chuyển tâm phía trước tàu làm cho sức cản sóng tăng lên song lại giảm sức cản hình dáng (sức cản xốy) Ngược lại đưa tâm lùi sau tàu lại giảm sức cản sóng Đặt tâm vị trí làm cho sức cản tàu đạt nhỏ - Vị trí tối ưu tâm phụ thuộc chủ yếu vào vận tốc hệ số đầy lăng trụ thân tàu Một số tỉ lệ kích thước thân tàu gây ảnh hưởng đến việc xác định vị trí tối ưu tâm - Vị trí tâm trường hợp phải xét quan hệ với hệ số đầy thân tàu BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 6: Trình bày biện pháp giảm sức cản nhớt? Nêu ảnh hưởng độ nhám bề mặt đến sức cản tàu Biện pháp giảm sức cản nhớt: - Bề mặt vỏ tàu phải đảm bảo nhẵn, giảm độ nhám bề mặt vỏ tàu Áp dụng quy trình cơng nghệ đóng tàu sử dụng loại sơn phù hợp để sơn tàu - Bảo dưỡng tàu thời hạn, - Thiết kế tàu có hình dạng nước - Thiết kế tàu hợp lý, cho điểm tách lớp biên lùi sâu phía tàu - … Ảnh hưởng độ nhám bề mặt đến sức cản tàu: - Độ nhám, lồi lõm bề mặt vỏ tàu ảnh hưởng đến sức cản trạng thái lồi lõm chung gần bao gồm toàn bề mặt phần ngâm nước nguyên nhân: o Bề mặt tôn bao ko phẳng phủ lớp sơn ko đều, yếu tố vật liệu o Tơn bao gợn sóng cơng nghệ đóng sửa chữa tàu - Trạng thái lồi lõm cục tính tốn, đường hàn, lỗ kht… - Ảnh hưởng bề mặt nhám dạng hạt sức cản phụ thuộc tỷ số 𝑘𝑠 𝐿 với trị số Re, 𝐿 độ dày lớp lát - Đặc trưng tơn bao gợn sóng biên độ chiều dài sóng  Gợn sóng gây tăng sức cản áp suất làm cho dòng chảy tách nhanh Gia số hệ số sức cản áp suất tơn bao gợn sóng tính theo công thức: 𝟐𝒂 𝑺  𝑺 ∆Cp  0,2( )𝟐 - Trong đó, 𝑺 phần bề mặt bị gợn sóng diện tích mặt ướt thân tàu S thỏa mãn điều kiện: BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU 𝟐𝐚  ≤( 𝟏 𝟐𝟎𝟎 LỚP VT14  𝟏 ) 𝟐𝟓𝟎 - Thì sức cản phụ gợn sóng nhỏ, bỏ qua - Độ lồi lõm cục đc tạo nên , trước hết đường hàn, lỗ khoét, chỗ hõm thân tàu - Sức cản đường hàn: o Sức cản ma sát nước với nước quanh vũng, gia tăng áp suất thành sau vũng gần điểm xoáy o Thay đổi sức cản ma sát vùng vũng gây giảm ảnh hưởng lớp giới hạn o Tăng sức cản áp suất ảnh hưởng dòng chảy bên ngồi từ phía hõm có xốy - Sức cản vũng lỗ khoét làm giảm cách cấu tạo hình dáng mép sau hõm Câu 7: Trình bày phương pháp tính sức cản Tính sức cản tàu phương pháp Taylor - Phương pháp Taylor dùng cho tàu chạy chậm trung bình, phạm vi vận tốc từ V / L  0,3  2,0 ; Tỉ lệ B/T nằm giới hạn 2,25 – 3,0 3,75; Hệ số đầy lăng trụ thân tàu từ 0,48 – 0,8 - Trước tính sức cản tàu cần chuẩn bị thơng số hỗ trợ gồm: o Các thông số tàu o Diện tích mặt cắt ướt o Các hệ số đầy tàu o Hệ số Froude, hệ số Reynolds - Sức cản tàu tính cơng thức : R = Rr + Rf Trong đó: BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Sức cản dư Ta tra đồ thị Taylor với trường hợp B/T = 2,25 o Rr : B/T = 3,75 Sau nội suy giá trị B/T tàu tính Sức cản ma sát Tính theo cơng thức: R f  0,5    S V  C f o Rf : Trong đó: ▪ ρ : Mật độ chất lỏng ▪ S : Diện tích mặt cắt ướt ▪ V : Vận tốc tàu ▪ Cf : Hệ số ma sát, tính theo cơng thức: Cf  ▪ Rn 0,075 log Rn  22 : Hệ số Reynolds Câu 8: Trình bày chế độ làm việc phần cánh - Trong thực tế chân vịt ko làm việc trog môi trường tưởng tượng mà nước, sau vong quay tiến bước h nhỏ bước hình học H mà theo lý thuyết đạt đc mơi trường chất rắn - Quãng đường h gọi bước tiến thật chân vịt tàu Tốc độ tịnh tiến thật: Vp = hn - Tỷ lệ bước tiến thật đường kính chân vịt có tên gọi hệ số tiến, ký hiệu J J = 𝒉 𝑫 = 𝑽𝒑 𝒏𝑫 - Máy đẩy tàu dạng cánh quạt sử dụng momen quay từ máy tàu, quay nước cách tác động trức tiếp đến nước chảy qua mặt đĩa làm việc máy đẩy - Từ khoảng cách xa phía trước chân vịt tàu nước chảy đến gần mặt làm việc với vận tốc vận tốc tịnh tiến tàu Đường dòng ống trụ tưởng tượng bao chân vịt lúc song song với Đến gần mặt làm việc 10 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 giới hạn chịu đựng, phân tử nước chẳng khác mảnh bom bắn phá bề mặt kim loại nằm gần Sự va đập phân tử nước đến bề mặt kim loại nguyên nhân dẫn đến việc phá hủy bề mặt Sự phá hủy theo mô tả trên, ban đầu dội bom nước, bề mặt thay đổi màu giống tượng bị nung nóng, sau xuất lỗ với đường kính nhỏ vết lõm cạn Nhưng theo thời gian với tác động tượng xâm thực, vết lõm bị bắn phá lớn dẫn, sâu dần lây lan khắp vùng Vì người ta phải bỏ chân vịt bị xâm thực phá mòn cánh, làm thủng cánh - Để ngăn ngừa sủi bọt hậu xấu nó, ta sử dụng biện pháp cần thiết sau: o Dùng profil cánh với phân bố áp lực thủy động đều, tránh đỉnh áp suất Loại profil hình cong lưỡi kiếm, lõm mặt đẩy có khả chống sủi bọt tốt loại profil cánh máy bay o Để đảm bảo lực đẩy đủ lớn trường hợp cần phải tăng diện tích mặt cánh cách làm tăng chiều rộng cánh, với biện pháp giảm chiều dày cánh Cách làm thực tế biện pháp làm giảm góc làm cho phân bố áp suất mặt hút điều hịa Phương pháp dẫn đến việc tăng sức cản cánh, làm giảm hiệu suất chân vịt o Tỉ lệ diện tích mặt đĩa khơng đổi, giảm số cánh, chiều rộng cánh lớn hơn, tỉ lệ t/b nhỏ hơn, phân bố áp suất mặt hút o Tăng chiều chìm trục chân vịt làm cho giá trị áp suất tĩnh tử số số sủi bọt lớn lên, số sủi bọt lớn lên theo, điều kiện làm việc chân vịt đẩy xa giới hạn sủi bọt 17 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 11: Trình bày mối quan hệ vỏ tàu – máy tàu – chân vịt - Trong hệ tọa độ tần suất quay n công suất máy, độ lớn đường cong phụ thuộc vào giá trị momen quay chế độ làm việc máy Trong hệ thống đo metric, cơng thức tính cơng suất máy có dạng: P= 𝑴(𝟔𝟎𝒏) 𝟕𝟏𝟔,𝟐 , tính PS - M: moment quay máy - N: tần suất quay (vòng/giây) - Mặt khác, để quay nước với tần suất quay n, chân vịt cần momen quay Q, máy cấp tính theo cơng thức: Q = 𝑲𝑸 𝒏𝟐 𝑫𝟓 - Ta có đồ thị đặc tính máy đặc tính chân vịt: 18 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 - Phân tích mối quan hệ làm việc máy chân vịt - Đường I đường đặc tính ngồi, cơng suất đc phép sdụng máy - Đường II hạn chế tần suất quay, máy làm việc ổn định tần suất quay cao n tối thiểu - Đường III đường đặc tính giới hạn máy - Đường IV đường hãm làm nhiệm vụ điều khiển ko cho phép máy tải tần suất quay - Đường đường đặc tính chân vịt làm việc theo chế độ nặng tải Điểm làm việc giới hạn trường hợp B, nằm đường cơng suất định mức song vị trí n nhỏ gía trị định mức Tại máy ko cung cấp cho chân 19 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 vịt 100% công suất định mức mà chừng mức, tùy thuộc vào vòng quay chân vịt nước chế độ nặng - Trong điều kiện tiêu chuẩn, tàu đạt vân tốc Vp định, hệ số tiến J đạt giá trị tiêu chuẩn, chân vịt có đường kính D bước khơng đổi H/D = const địi cấp cơng suất P định mức tần suất quay định mức n, điểm làm việc hệ thống máy – chân vịt – vỏ tàu A Tại công suất máy đạt 100% định mức, 100% n định mức Đường làm việc chân vịt có dạng đường hình - Khi tàu làm việc điều kiện thuận lợi dự tính, ví dụ chạy xi dịng nước, tàu chở nhẹ,… Chân vịt địi hỏi cơng suất nhỏ công suất định mức máy để đưa vào hoạt động bình thường Điểm làm việc tốt trường hợp C Tại máy cần công suất nhỏ công suất định mức để chân vịt hoạt động Đường tải nhẹ thể đường số 20 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 12: Trình bày phương pháp tính lực đẩy Te chân vịt - Để tính toán lực Te chân vịt, trước tiên ta cần chuẩn bị thông số liên quan đến máy tàu, vỏ tàu: o Đường cong sức cản vỏ tàu: R  f Vs  o Thông tin cần thiết máy chính: Cơng suất định mức BHP, tần suất quay tương ứng với trường hợp công suất liên tục, lớn máy o Thông tin hệ trục tàu: kiểu họp số, tỉ số truyền o Các hệ số liên quan đến tác động qua lại vỏ tàu chân vịt - Ta sử dụng phương pháp Taylor để xác định lực đẩy Te chân vịt o Tính Bp theo cơng thức sau: B p  N2 PD Va Va o Sau tính đặc trưng hình học theo thứ tự sau: (Sử dụng đồ thị thiết kế chân vịt B p   ) ▪ Tìm giá trị tối ưu δ đường tối ưu δopt = f(Bp) ▪ Xác định đường kính chân vịt D ▪ Tiếp tục tra đồ thị trị H  f B p ,   D  p  f Bp ,   ▪ Tính lực đẩy chân vịt theo cơng thức T  75 PD  p 0,515Va ▪ Cuối xác định lực đẩy Te chân vịt : Te = T(1-t) 21 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 13: Trình bày sơ đồ khối thiết kế chân vịt - Sơ đồ khối thiết kế chân vịt giải thuật xử lý: f  X     X  sau: Tìm giá trị thử Vs, ví dụ: Vs = (Vmin + Vmax)/2 đó: Vmin , Vmax chọn tùy điều kiện khai thác tàu Xác định lực đẩy Te chân vịt: Te = f1(V) (Trình bày lại câu 12) Xác định sức cản tàu R = f2(V) Xác định cách biệt R Te: R  Te (V )  R(V ) Thực phép thử: R   ?? (ε chọn 1%) R Nếu phép thử đúng, dừng phép tính thơng báo kết Ngược lại, tiếp tục thử để tìm nghiệm Sơ đồ có dạng sau: 22 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 14: Viết phương trình chuyển động tổng quát tàu giải thích? - Phương trình chuyển động thẳng tàu theo hướng cố định có dạng sau: M dv  R   Pe dt Trong đó: o M - Khối lượng tàu bao gồm khối lượng nước kèm; o v - Vận tốc chuyển động thẳng tàu; o t - thời gian; o R - Lực cản tàu; o Re - Lực đẩy chân vịt; o Dấu ± Tương ứng với chuyển động tiến lùi tàu - Giải phương trình vi phân cho ta xác định hàm quan hệ vận tốc theo thời gian - Các yếu tố tốc độ chuyển động thẳng (v), tốc độ góc quay (ω), góc dạt (β) tàu quay trở biễu diễn hàm thời gian giá trị xác định góc bẻ lái (α) tốc độ thẳng ban đầu (vo) v  vo  (vo  vc )  e  tc t  t   o  (o  c )  e    o  ( o   c )  e  tc t  t  tc t  t - Trong đó: vo, ωo, βo giá trị ban đầu tốc độ thẳng, tốc độ góc góc dạt ứng với giá trị xác định góc bẻ lái;vc, ωc, βc giá trị tốc độ thẳng, tốc độ góc góc dạt tàu quay trở ổn định ứng với giá trị xác định góc bẻ lái; tc – thời gian kể từ bẻ lái đến tàu bắt đầu vào giai đoạn quay trở ổn định; t – thời gian quay trở tàu 23 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 - Việc thay đổi góc bẻ lái tốc độ thẳng ban đầu xác định hình dạng quĩ đạo chuyển động tàu mà đặc trưng cho quĩ đạo giá trị tốc độ góc, tốc độ thẳng, góc dạt thời gian - Khoảng cách hai tàu mà hai tàu phải điều động để qua khoảng cách an tồn phụ thuộc vào kích thước tàu, đặc tính quán tính – quay trở tàu - Tọa độ vị trí thời hai tàu mơ tả phương trình: n    x i  x  v(i )  sin( C (i )   (i))  o   i 1  n  y i   y  v(i )  cos(C (i)   (i ))  o  i 1 n C (i )  Co    (i ) i 1 - Trong đó: C – hướng thời tàu; Co – hướng ban đầu tàu; xo, yo – tọa độ vị trí ban đầu tàu; x, y – tọa độ vị trí thời tàu - Dựa vào phương trình ta xác định khoảng cách tức thời hai tàu Từ xác định thời điểm hay khoảng cách bắt đầu điều động hai tàu để qua khoảng cách an toàn 24 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 15: Viết giải thích phương trình dao động giai đoạn quay vòng ổn định - Nếu ký hiệu cung cực ngắn đường tàu dl, có dl  Rd Sử dụng biểu thức để xác định bán kính R, tính cho trọng tâm G R dl dl dt v   d dt d d / dt Mặt khác, vận tốc góc tính sau:  d d d   dt dt dt Từ phương trình ta được:  d v  dt R - Vận tốc tiếp tuyến vm điểm tàu phụ thuộc vào bán kính vịng trịn đề cập, tính từ tâm quay tới vị trí xét, góc dạt αm tính cho điểm x    m  arctan   tan   m  R cos   Và: Rm  R cos ; cos m vm  v Rm R Trong đó: o xm - khoảng cách từ điểm xét đến trọng tâm tàu 25 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 16: Trình bày nguyên lý giảm lắc - Giảm lắc tàu, hay nói xác để hạn chế lắc tàu giai đoạn thiết kế cần chọn thơng số vỏ tàu phù hợp, hình dáng vỏ tàu đảm bảo cho tàu có tính biển tốt Một số biện pháp giảm lắc tàu kể đến sau: Vây giảm lắc: - Được gọi ki hông – dùng phổ biển Kết cấu đơn giản, đặt vùng tàu Nó phương tiện giảm lắc thụ động, có khả tạo momen cản bổ sung tàu lắc, làm tăng momen lượng nước kèm có khả kéo dài chu kỳ lắc Bánh lái hông: - Gồm hệ thống bánh lái dạng thoát nước đặt thân tàu Khi hoạt động bánh lái đưa ngồi vỏ vùng hơng, quay trở quanh trục theo hệ thống điều khiển tự động - Hệ thống bánh lái hông sử dụng lượng tàu cung cấp - Nó giảm biên độ lắc từ – lần Hệ thống thùng chủ động - Gồm thùng chất lỏng nằm mạn tàu Chất lỏng thùng chuyển chỗ cho qua hệ thống bơm cánh quạt - Bơm điều khiển tự động từ mạn trái sang mạn phải ngược lại nhằm tạo momen nghiêng chống lại momen ngoại lực Hệ thống thùng thụ động - Được chế tạo dạng: kín hở - Trong dạng kín, thùng đặt bên mạn nối với qua hệ thống ống, qua van điều tiết - Trong dạng hở, khơng có hệ thống ống nối liền mạn, chất lỏng két mạn thông với nước mạn qua lỗ nằm két đáy 26 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 - Năng lượng cho thùng thụ động tàu lắc cung cấp, làm giảm lắc tàu Con quay giảm lắc - Làm việc nguyên tắc quay - Làm việc mang tính thụ động, tạo momen ngược dâu với momen nghiêng tàu phản ứng với momen - Con quay chủ động điều khiển, gọi quay lái sử dụng tàu nhỏ tàu lớn 27 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 17 + 18: Trình bày q trình quay vịng tàu nêu đặc trưng tàu giai đoạn quay vòng - Xoay vòng tàu xảy giai đoạn: o Giai đoạn 1: Khởi đầu từ lúc bánh lái bị bẻ, đạt góc xác định Thông lệ thời gian thực công việc tàu kéo dài từ 10 đến 15 giây o Giai đoạn 2: Giai đoạn phát triển, góc lái đạt giá trị xác định trên, kết thúc thời điểm tham số tham gia chuyển động vào ổn định o Giai đoạn 3: Giai đoạn ổn định, bắt đầu kết thúc giai đoạn 2, thường sau xoay thân tàu sang góc 90o – 180o khơng thay đổi vị trí lái Giai đoạn đánh dấu vòng tròn lượn tàu nước o Hình biểu thị q trình quay vịng tàu 28 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 - Ta có số ký hiệu thường sử dụng q trình quay vịng tàu o D : Đường kính quay vịng ổn định o DT : Đường kính “chiến thuật”, khoảng cách từ mặt cắt dọc tàu thời điểm khởi đầu, tàu chuyển động thẳng, đến vị trí tương ứng sau quay 180o o L1 : Khoảng cách từ trọng tâm tàu, đo thời điểm bắt đầu quay lái, đến vị trí tương ứng tàu quay 90o o L2 : Chuyển dịch thẳng, tính từ đường xuất phát đến tâm tàu thời điểm tàu quay 90o o L3 : Chuyển dịch ngược sang trái so với đường xuất phát 29 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 19 + 20 : Viết phương trình lắc ngang, lắc dọc tàu giải thích Phương trình lắc ngang: I x 1  k xx     Dho    2   Hoặc: Trong đó: o 2  Dho I 1  k xx  x o φ - Góc nghiêng gia tốc o  - Gia tốc góc lắc ngang o Ix - Momen quán tính khối lượng tàu trục x o kxx - Hệ số momen quán tính khối lượng nước kèm o ho - Chiều cao tâm nghiêng ngang o ωφ - Tần số góc lắc ngang trục x Phương trình lắc dọc: I y 1  k yy    DH o  Hoặc:   2  Trong đó: o 2  DH o 1  k yy  I y o ψ - Góc chúi o  - Gia tốc góc chúi o Iy - Momen quán tính khối lượng tàu trục y o kyy - Hệ số momen quán tính khối lượng nước kèm trục y 30 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU o Ho - Chiều cao tâm chúi o ωφ - Tần số góc chúi LỚP VT14 31 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ... ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 13 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 9: Lý thuyết bảo toàn động lượng sở lý thuyết chân vịt? - Nguyên lý. .. mũi tàu - Công thức tính sức cản sóng: L /2   f Rw   U  cos(n, x)dS  U    dxdz x x x s T  L / 2 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 2: ... xét đến trọng tâm tàu 25 BAN HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ THI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ THUYẾT TÀU LỚP VT14 Câu 16: Trình bày nguyên lý giảm lắc - Giảm lắc tàu, hay nói xác để hạn chế lắc tàu giai đoạn thiết