bai giang on dinh tau

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA HÀNG HẢI BỘ MÔN CƠ SỞ HÀNG HẢI TÀI LIỆU HỌC TẬP ỔN ĐỊNH TÀU MÃ HỌC PHẦN : 11124 TÊN HỌC PHẦN : ỔN ĐỊNH TÀU TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO : ĐẠI HỌC DÙNG CHO SV NGÀNH : ĐIỀU KHIỂN TÀU BIỂN MỤC LỤC STT Trang Nội dung Chương Một số khái niệm thông số khai thác tàu 1.1 Một số thông số khai thác tàu 1.1.1 Hệ tọa độ áp dụng tàu biển 1.1.2 Các kích thước 1.1.3 Các thành phần khối lượng 1.1.4 Dung tích tàu 1.1.5 Sức chứa hàng tàu 10 1.1.6 Hệ số chất xếp riêng tàu 11 1.2 Khai thác hồ sơ tàu 11 1.2.1 Các ký hiệu hồ sơ tàu 12 1.2.2 Bảng thủy tĩnh, hệ đường cong thủy tĩnh 14 1.2.3 Thước tải trọng 15 1.2.4 Bảng đường cong hồnh giao/ đường cong cánh tay địn ổn định giả định 16 1.2.5 Bảng sức chứa hầm hàng két 17 Chương Ổn định tàu 21 2.1 Khái niệm ổn định tàu 21 2.2 Tính tốn ổn định tàu 22 2.2.1 Ổn định tàu với góc nghiêng nhỏ 22 2.2.2 Ổn định tàu góc nghiêng lớn 26 2.2.3 Tiêu chuẩn ổn định tàu 28 2.2.4 Tính tốn diện tích đường cong GZ 32 2.2.5 Một số toán liên quan đến đường cong GZ 34 2.3 Ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng đến ổn định tàu 36 2.4 Mỗi liên hệ chu kỳ lắc chiều cao vững 40 2.5 Một số phương pháp hiệu chỉnh chiều cao vững 41 2.5.1 Dịch chuyển hàng theo phương thẳng đứng 41 i 2.5.2 Bơm vào xả nước ballast 41 2.6 Ổn định động 42 2.7 Ổn định tai nạn 43 2.7.1 Khái niệm ổn định tai nạn 43 2.7.2 Tính tốn ổn định tai nạn 44 2.7.3 Ảnh hưởng ngập khoang đến tư ổn định tàu 46 Tính ổn định ban đầu tàu dùng phương pháp nhận thêm khối lượng Tính ổn định ban đầu tàu dùng phương pháp lượng giãn nước khơng đổi 47 2.7.4 2.7.5 51 2.8 Góc lệch (angle of loll) ổn định tàu 61 2.8.1 Góc lật 61 2.8.2 Tính góc lệch 63 2.8.3 Biện pháp khắc phúc góc lệch 64 2.9 Kiểm tra ổn định tàu thông qua chu kỳ lắc 65 Chương Mớn nước hiệu số mớn nước 73 3.1 Mớn nước 73 3.1.1 Định nghĩa 73 3.1.2 Hiệu chỉnh mớn nước biểu kiến mớn nước thật tàu 74 3.1.3 Mớn nước trung bình 78 3.1.4 Mớn nước tương đương 78 3.2 Hiệu số mớn nước 81 3.2.1 Khái niệm 81 3.2.3 Tính tốn hiệu số mớn nước 82 3.3 Tính mớn nước mũi, lái tàu thơng qua mớn nước tương đương hiệu số mớn nước 84 3.4 Tính mớn nước mũi, lái sau dịch chuyển hàng 86 Tính lượng thay đổi mớn nước tàu nhận/dỡ lượng hàng nhỏ Xác định vị trí xếp hàng không làm thay đổi mớn nước mũi lái 87 3.5 3.6 92 3.7 Quan hệ tỷ trọng nước biển mớn nước tàu 93 3.8 Lượng hiệu chỉnh nước 94 ii 3.9 Lượng hiệu chỉnh nước lợ 95 3.10 Xác định mớn nước tàu đồ thị xác định mớn nước mũi lái 95 Chương Kiểm tra sức bền thân tàu 104 4.1 Kiểm tra sức bền thân tàu 104 4.1.1 Khái niệm chung sức bền thân tàu 104 4.1.2 Kiểm tra sức bền cục 104 4.1.3 Kiểm tra sức bền dọc 105 4.2 Hướng dẫn tính sức bền dọc thân tàu cho số tàu hàng chuyên dụng 113 4.2.1 Hướng dẫn tính sức bền dọc thân tàu cho tàu Gemini forest 113 4.2.2 Hướng dẫn tính sức bền cho tàu Century Star 117 Chương Khai thác sổ tay tính tốn ổn định cho tàu hàng rời 122 5.1 Giới thiệu yêu cầu IMO “Sổ tay Hướng dẫn tính tốn ổn định” cho tàu biển 122 5.2 Một số nội dung “Sổ tay Hướng dẫn tính tốn ổn định” cho tàu biển 123 5.3 Hướng dẫn tính tốn mớn nước, ổn định tàu 130 iii Ổn định tàu Mã HP: 11124 Số tín chỉ: TC BTL X ĐAMH Đơn vị giảng dạy:Bộ môn Cơ sở Hàng hải Email: Phân bổ thời gian: - Tổng số (TS): 60 tiết - Lý thuyết (LT): 37 tiết - Thực hành (TH): 00 tiết - Bài tập (BT): 15 tiết - Hướng dẫn BTL/ĐAMH (HD): 00 tiết - Kiểm tra (KT): 08 tiết Điều kiện tiên học phần: - Thiết kế tàu Mô tả nội dung học phần: Ổn định tàu học phần chuyên ngành chương trình đào tạo kỹ sư Điều khiển tàu biển Đây học phần lý thuyết thuộc lĩnh vực khoa học hàng hải Học phần trang bị cho sinh viên kiến thức kích thước, thơng số khai thác tàu, tính tốn ổn định, mớn nước hiệu số mớn nước, sức bền thân tàu theo công ước tiêu chuẩn liên quan IMO Kết thúc học phần, sinh viên phải hiểu thuật ngữ ổn định tàu để đọc hiểu nội dung hồ sơ loại tàu khác Sinh viên phải vận dụng kiến thức để tính tốn, kiểm tra, đánh giá ổn định tàu theo tiêu chuẩn IMO Nguồn học liệu: Giáo trình [1] Ths, TTr, Đinh Xuân Mạnh,“Giáo trình Xếp dỡ bảo quản hàng hóa tàu biển” Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, 2005 Tài liệu tham khảo [1] IMO Model Course 7.03, Module - Ship Construction and Stability,Module - Cargo Handling and Stowage [2] D.R Derret, Ships Stability for Master and Mates, 4th edition (revised), Oxford, Heinemann Professional Publishing, 1990 [3] Nguyễn Hiệp Đoàn, Lý thuyết tàu, Trường Đại học Hàng hải [4] Nguyễn Trọng Võ, Lý thuyết tàu Kết cấu tàu”, Khoa Đóng tàu, Trường Đại học Hàng hải VN Mục tiêu học phần: (các mục tiêu tổng quát môn học, thể liên quan với chủ đề CĐR (X.x.x) CTĐT phân nhiệm cho học phần, tối đa mục tiêu) Mục tiêu Các CĐR CTĐT Mô tả mục tiêu [2] (Gx) [1] (X.x.x) [3] Giải thích thuật ngữ, khái niệm ổn định, 1.6.17 G1 mớn nước sức bền tàu Phân tích liệu, bảng biểu, đồ thị có hồ 1.6.17; 2.1 G2 sơ tàu 1.6.17; 2.1.1; Phân tích để giải vấn đề liên quan tới việc G3 2.1.2;2.1.3;2.1.4 đánh giá, điều chỉnh ổn định tàu Có kỹ tìm kiếm thơng tin hồ sơ tàu để 1.6.17; 2.2.1;2.2.2 G4 minh chứng cho kiến thức thơng số kích thước iv tàu, ổn định mớn nước tàu Giải thích số thuật ngữ tiếng Anh chuyên 2.3.1; 2.3.2 ngành liên quan đến ổn định tàu [1]: Ký hiệu mục tiêu môn học [2]: Mô tả mục tiêu bao gồm động từ chủ động, chủ đề CĐR (X.x.x) bối cảnh áp dụng tổng quát [3]: Ký hiệu CĐR CTĐT Chuẩn đầu học phần: (các mục tiêu cụ thể/ CĐR học phần, mức độ giảng dạy I, T, U trình độ lực mà học phần đảm trách ) Các CĐR Mục tiêu Mô tả mục tiêu [2] CTĐT (Gx) [1] (X.x.x) [3] Giải thích thơng số kích thước tàu G1.1 T3/U3 G5 G1.2 G 1.3 G1.4 G2.1 G2.2 G2.3 G3.1 G3.2 G3.3 G3.4 G3.5 G4.1 G 5.1 Giải thích thơng số khối lượng dung tích tàu Thể khái niệm mớn nước hiệu số mớn nước tàu Thể khái niệm ổn định tàu Sử dụng bảng/ đồ thị thông số hầm hàng hồ sơ tàu xác định tọa độ trọng tâm tàu Sử dụng bảng thủy tĩnh để xác định thông số thủy tĩnh tàu Hiệu chỉnh mớn nước phương pháp tính tốn phương pháp tra bảng Chỉ yếu tố ảnh hưởng đến ổn định tàu điều kiện tải trọng điều kiện thời tiết Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến ổn định tàu Đưa giải pháp nâng cao ổn định tàu phù hợp với tiêu chuẩn IMO Tính toán toán liên quan đến ổn định tàu Tính tốn tốn liên quan đến mớn nước tàu Có kỹ tìm kiếm thơng tin hồ sơ tàu để minh chứng cho kiến thức thơng số kích thước, ổn định mớn nước tàu Giải thích số thuật ngữ tiếng Anh chuyên ngành liên quan đến ổn định tàu T3/U3 T3/U3 T3/U3 T4/U4 T3.5/U3.5 T3.5/U3.5 T4/U4 T3.5/U3.5 T4/U4 T3.5/U3.4 T3.5/U3.5 U3 T2/U2 [1]: Ký hiệu CĐR môn học [2]: Mô tả CĐR, bao gồm động từ chủ động, chủ đề CĐR cấp độ (X.x.x.x) bối cảnh áp dụng cụ thể v [3]: Mức độ giảng dạy I (Introduce): giới thiệu, T (Teach): dạy, U (Utilize): sử dụng trình độ lực mà học phần đảm trách Mô tả cách đánh giá học phần: (các thành phần, đánh giá, tỷ lệ đánh giá, thể liên quan với CĐR học phần) Thành phần đánh giá [1] Bài đánh giá (X.x) [2] CĐR học phần (Gx.x) [3] X1 Bài kiểm tra kỳ X Đánh giá trình X2 Bài kiểm tra cuối kỳ X3 Điểm Bài tập lớn Y Đánh giá cuối kỳ Y1 Thi cuối học kỳ Tỷ lệ (%) [4] G1.1; G1.2; G1.3; G1.3; G1.4 G2.1;G2.2;G3.1;G3.2;G3.3 G3.4;G3.5 G2.3; G2.4; G3.4; G3.6 G4.1; G5.1 12.5% G4.1;G4.2; G4.3; G5.1; 25% G2.1;G2.2;G3.1;G3.2;G3.3; G3.4;G3.5 G3.9;G3.10;G3.11;G4.1; 50% 12.5% 10 Nội dung giảng dạy Giảng dạy lớp (bao gồm giảng dạy lý thuyết, tập, kiểm tra hướng dẫn BTL, ĐAMH) CĐR Bài đánh Số học NỘI DUNG GIẢNG DẠY [1] tiết phần Hoạt động dạy học [4] giá (Gx.x) X.x [2] [3] [5] Chương Một số khái niệm thông số khai thác tàu 1.1 Một số thông số khai thác Dạy: tàu - Thuyết giảng thông 1.2 Khai thác hồ sơ tàu số kích thước, thơng số khối lượng dung tích G1.1; tàu G1.2 - Giới thiệu hồ sơ số X1 G2.1; loại tàu hàng chuyên dụng G2.2 - Yêu cầu sinh viên tìm hiểu số bảng/đồ thị có hồ sơ tàu Gemini Forest vi NỘI DUNG GIẢNG DẠY [1] Số tiết [2] CĐR học phần (Gx.x) [3] Hoạt động dạy học [4] Bài đánh giá X.x [5] Học lớp: - Vẽ hình minh họa thơng số kích thước tàu - Làm việc nhóm để tìm hiểu ý nghĩa cách sử dụng bảng/đồ thị có hồ sơ tàu Học nhà: - Từ tìm hiểu thêm số hồ sơ tàu khác Chương Ổn định tàu Phương pháp lập luận phân tích giải đề phức tạp 11 2.1 Khái niệm ổn định tàu 2.2 Tính tốn ổn định tàu 2.3 Ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng đến ổn định tàu 2.4 Một số phương pháp hiệu 1.5 4.5 1.0 2.0 Dạy: - Trình bày cách phân tích vấn đề, cách xác định yếu tố tác động lên vấn đề - Trình bày giải pháp để giải vấn đề phức tạp theo nhiều yêu cầu khác - Lấy ví dụ minh họa vấn đề phức tạp G 3.1 việc lập sơ đồ xếp hàng cho tàu hàng -Đưa số tập cho sinh viên thực hành Học lớp: Làm tập rèn luyện kỹ giảng viên đưa Học nhà: Tự áp dụng kỹ giải vấn đề phức tạp cho vấn đề gặp phải đời sống Dạy: G1.4; - Thuyết giảng: Khái niệm G2.3;G ổn định tàu Các yếu tố 3.2;G3 làm thay đổi ổn định 3;G3.4; tàu vii X1 NỘI DUNG GIẢNG DẠY [1] chỉnh chiều cao vững 2.5 Ổn định tai nạn 2.6 Góc lệch (angle of loll) ổn định tàu Bài kiểm tra tư cách kỳ Chương Mớn nước hiệu số mớn nước 3.1 Mớn nước; Bảng hiệu chỉnh mớn nước số đọc mớn nước 3.2 Hiệu số mớn nước 3.3 Tính mớn nước mũi, lái tàu thơng qua mớn nước tương đương hiệu số mớn nước 3.4 Tính mớn nước mũi, lái sau dịch chuyển hàng 3.5 Tính lượng thay đổi mớn nước tàu nhận/dỡ lượng hàng nhỏ 3.6 Xác định vị trí xếp hàng không làm thay đổi mớn nước mũi lái 3.7 Quan hệ tỷ trọng nước biển mớn nước tàu Số tiết [2] CĐR học phần (Gx.x) [3] Hoạt động dạy học [4] Bài đánh giá X.x [5] - Trình bày cách tính tốn ổn định tàu đưa tập minh họa - Phân nhóm sinh viên tìm hiểu ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng phương pháp hiệu chỉnh chiều cao vững Học lớp: - Làm tập theo yêu cầu - Hoạt động nhóm làm tập thay đổi chiều cao vững tàu Học nhà:2.5: - Sinh viên làm thêm tập chương 4,5 giáo trình ổn định tàu - Tự nghiên cứu tài liệu ổn định tai nạn tàu 2.0 2.0 10 2.0 0.5 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 Dạy: -Thuyết giảng mớn nước cách tính tốn mớn nước từ sơ đồ xếp hàng - u cầu sinh viên tính G1.3;G tốn mớn nước từ sơ đồ 2.4;G3 xếp hàng số tàu hàng chuyên dụng - Trình chiếu Video hiệu ứng thay đổi mớn nước do: thay đổi tỷ trọng, dịch chuyển hàng xếp/dỡ hàng hóa Yêu cầu sinh viên viii X2 NỘI DUNG GIẢNG DẠY [1] Số tiết [2] 3.8 Dấu đường chuyển chở đồ vùng mùa 2.0 3.9 Thước/Bảng điều chỉnh mớn nước mũi lái xếp 100 hàng 0.5 Chương 4: Kiểm tra sức bền thân tàu 4.1 Kiểm tra sức bền cục 4.2 Kiểm tra sức bền dọc thân tàu phương pháp tính tốn Chương 5: Khai thác sổ tay tính tốn ổn định cho tàu hàng rời Kỹ tìm kiếm thơng tin hồ sơ tàu để minh chứng cho kiến thức thơng số kích thước, ổn định mớn nước tàu 5.1 Hướng dẫn cách tính tốn đánh giá ổn định từ sơ đồ xếp hàng 5.2 Bài toán mẫu CĐR học phần (Gx.x) [3] Hoạt động dạy học [4] Bài đánh giá X.x [5] thảo luận để đưa cách xác định mớn nước có có thay đổi - Thuyết giảng dấu chuyên chở đồ vùng mùa Học lớp: - Làm tập thảo luận theo yêu cầu Học nhà: - Sinh viên làm thêm tập chương 6,8 giáo trình ổn định tàu 2.0 1.0 Dạy: - Trình chiếu slide giới thiệu sức bền cục sức bền dọc thân tàu Học lớp: - Tóm tắt kiến thức liên quan tới sức bền thân tàu Học nhà: - Tìm hiểu cách tính tốn sức bền cho tàu thông qua hướng dẫn hồ sơ tàu 1.0 X2 13.0 0.5 0.5 Dạy: G5.1; + Chia nhóm yêu cầu sinh G5.2 viên thực hành tập liên quan Dạy: G4.1;G - Thuyết giảng bước 4.2;G4 lập sơ đồ xếp hàng, phương pháp tính toán ix X2 kiểm tra ổn định, mớn nước tàu theo tiêu chuẩn IMO Do q trình khai thác, thuyền viên dựa toán mẫu để lập nhanh sơ đồ xếp hàng 5.2.7 Đường cong/bảng thể giá trị chiều cao vững cho phép Đường cong giá trị chiều cao vững cho phép sử dụng để tránh việc phải thực phép tính tốn phức tạp liên quan tới việc kiểm tra ổn định tàu thỏa mãn tiêu chuẩn ổn định IMO Hình 5.2 - Allowable GoM Curves Cách sử dụng: Dựa vào mớn nước chiều cao vững ban đầu GoM, ta dóng hai giá trị vào đồ thị điểm cắt hai giá trị nằm vùng cho phép tàu thỏa mãn ổn định theo tiêu chuẩn hành IMO mà tàu áp dụng 129 5.3 Hướng dẫn tính tốn mớn nước, ổn định tàu 5.3.1 Sơ đồ tính tốn Bước 1a: Dữ liệu hàng hóa hầm (khối lượng, hệ số chất xếp) Bước 1b: Dữ liệu chất lỏng két (thể tích tỉ trọng chất lỏng) Bước 2a: Tính LCG, KG hàng hầm Bước 2b: Tính LCG, KG, Inerita chất lỏng két Bước 3: Hồn thiện bảng Loading/Unloading condition Bước 4: Tính tốn D, tọa độ trọng tâm tàu tổng mơmen mặt thống chất lỏng Bước 5: Tính tốn mớn nước thật Bước 6: Tính tốn ổn định ban đầu Bước 7: Đánh giá ổn định ban đầu theo tiêu chuẩn ổn định 5.3.2 Các bước tính tốn theo Sơ đồ tính toán Bước 1a: Nhận liệu khối lượng hàng hóa xếp xuống hầm, hệ số chất xếp tàu Trong bước cần ý đến việc đổi đơn vị đo lường từ MT, m3 sang LT ft3 Bước 1b: Nhận liệu thể tích nước ballast, nước ngọt, dầu DO, FO tỉ trọng tương ứng chất lỏng két Bước 2a: Từ số liệu liên quan đến hàng hóa nhận Bước 1a, tiến hành tìm giá trị LCG, KG khối hàng có hầm sau: 130 - Tính thể tích hàng hầm: V hàng = P hàng x SF hàng - Từ thể tích, sử dụng bảng/đồ thị Thơng số hầm hàng để tìm giá trị LCG, KG ứng với thể tích hàng có hầm Ví dụ: Sử dụng Bài toán mẫu Hồ sơ tàu Century, trang 76 (hình 5.3) Hình 5.3 – Bài tốn mẫu Ở phần (A) [4], số liệu liên quan đến hàng hóa bao gồm: - Hệ số chất xếp 43ft3/LT Sử dụng bảng “Metric Conversion Table”, đổi đơn vị ft3/LT sang m3/MT Kết nhận đươc 43ft3/LT = 1.198m3/MT - Khối lượng hàng xếp xuống hầm thể khung hình 5.1, ví dụ hầm số có khối lượng hàng 8053MT - Từ khối lượng hàng hệ số chất xếp, thể tích hàng hầm tính sau: V hàng hầm = 8053 x 1.198 = 9647.5 m3 - Từ giá trị thể tích, sử dụng bảng Thông số hầm hàng hầm (trang 197 – Hồ sơ tàu Century Star), giá trị LCG, KG hàng hầm tính sau: Hình 5.3 - Bảng Thông số hầm hàng hầm số 131 Cách sử dụng bảng: Cách 1: Khi có giá trị chiều cao hàng hầm (sau đánh tẩy), tra giá trị vào cột “From B.L”, sau dóng sang bên phải để tìm giá trị thể tích, LCG, KG tương ứng Cách 2: Khi tích hàng hầm, tra giá trị vào cột “Volume”, sau dóng sang bên phải để tìm giá trị LCG, KG tương ứng Tại đây, ta tìm thể tích hàng hầm nên sử dụng cách Với đối số tra vào cột số Volume bảng hình 5.2 giá trị thể tích hàng hầm (9647.5 m3) Do giá trị không trùng với giá trị cho cột Volume nên phải dùng phương pháp nội suy để tìm giá trị LCG, KG tương ứng với giá trị thể tích Kết LCG KG hàng hầm tìm sau tính tốn -86.55m 9.66m Các làm tương tự áp dụng cho cách tính LCG, KG hàng hầm lại Bước 2b: Từ số liệu thể tích chất lỏng nhận Bước 1b, giá trị LCG, KG chất lỏng có két tìm cách sử dụng bảng/đồ thị Thơng số két Trong trường hợp, khơng có giá trị thể tích chất lỏng két mà có giá trị khối lượng tỉ trọng chất lỏng, ta sử dụng cách sau: - Thể tích chất lỏng két: V chất lỏng = P chất lỏng/ S.G chất lỏng Tỉ trọng riêng chất lỏng, thực tế, lấy từ tỉ trọng kế cịn tập giá trị lấy phần Capacity plan – Hồ sơ tàu Century Star – trang 20 sau: Hình 5.4 Tỉ trọng riêng chất lỏng (Hồ sơ tàu Century Star) Chú ý: Trên thực tế, thể tích két tiến hành xác định thông qua công tác đo sâu Phần hướng dẫn tính tốn thể tích chất lỏng két không nêu phần Ví dụ: Sử dụng Bài tốn mẫu Hồ sơ tàu Century, trang 76 132 Hình 5.5 Bài tốn mẫu Ở mục [3] ta có khối lượng dầu két, két AFT FOT (P) có 208 Tại hình 5.3, tỉ trọng riêng của FO 0.935 MT/m3, thể tích dầu két tính sau: VFO = 208/0.935 = 222,46 m3 - Từ giá trị thể tích trên, sử dụng bảng Thơng số két két AFT FOT (P) (trang 206 – Hồ sơ tàu Century Star) Cách sử dụng bảng tương tự cách sử dụng Bảng thông số hầm hàng Bảng 5.4 - Bảng thông số két két AFT FOT (P) Tuy nhiên, két chứa chất lỏng cần phải xác định thêm giá trị moment quán tính (Inertia) để tìm moment ảnh hưởng mặt thống chất lỏng (Free Surface Moment) két Kết LCG, KG FSM chất lỏng két AFT FOT (P) ứng với thể tích V = = 222,46 m3 81.80m, 10.49m 150MTm Bước 3: Sau thực tính tốn bước 2a, 2b tìm giá trị LCG, KG FSM hàng hóa chất lỏng Khi này, giá trị điền vào bảng Loading condition hình 5.6 (Bài toán mẫu trang 76 – Hồ sơ tàu Century Star) a Trong bảng Loading condition – trang 76 – Hồ sơ tàu Century Star, giá trị liên quan đến khối lượng, LCG, KG FSM hàng hóa chất lỏng có hầm két điền đầy đủ cột “WEIGHT”, “MID.G”, “KG” Sau hoàn thành giá trị cột này, tiếp tục tính toán cho giá trị cột “MIDSHIP MOMENT”, “KG MOMENT” “FREE SUR” 133 b “MIDSHIP MOMENT” giá trị mômen thành phần khối lượng (TPKL) gây so với mặt phẳng sườn (MPSG) Công thức tính “MIDSHIP MOMENT” TPKL tính sau: Midship momen TPKL = Khối lượng x LCG TPKL Theo quy định dấu LCG áp dụng cho tàu Century Star TPKL nằm từ MPSG phía lái mang dấu “+” nằm từ MPSG phía mũi mang dấu “-” Từ cơng thức trên, thấy TPKL có vị trí khác gây momen làm cho tàu chúi mũi (momen dương) chúi lái (momen âm) Trong toán mẫu trang 76 – Hồ sơ tàu Century Star momen gây chúi lái đặt vào cột “AFT MT”, momen gây chúi mũi đặt vào cột “FORE MT” bỏ dấu c “KG MOMENT” giá trị momen thành phần khối lượng (TPKL) gây so với ky tàu Cơng tích tính “KG MOMENT” TPKL tính sau: KG momen TPKL = Khối lượng x KG TPKL d “FREE.SUR” giá trị momen ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng tồn két chất lỏng khơng đầy Cơng thức tính sau: Free Sur chất lỏng két = IT chất lỏng két x SG chất lỏng e Tính SUB TOTAL Trong phần “(B) LOADING ARRANGEMENT”, mục nhỏ [1] đến [5] có dịng “SUB TOTAL” Trong dòng “SUB TOTAL” này, giá trị “WEIGHT”, “MIDSHIP G”, “MIDSHIP G-MOMENT”, “KG”, “KG-MT”, “FREE SUR” tính theo hình 5.6 Trong hình 5.6, ta thực tính dịng “SUB TOTAL” cho mục [2] FRESH WATER Hình 5.6 - Bài toán mẫu – trang 76 – Hồ sơ tàu Century Star - WEIGHT SUB TOTAL = Tổng khối lượng TPKL có mục 2; - MIDSHIP G SUB TOTAL = MIDSHIP G-MOMENT SUB TOTAL/ WEIGHT SUB TOTAL; - MIDSHIP G-MOMENT TPKL mục 2; SUB TOTAL = Tổng giá trị MIDSHIP G-MOMENT - KG SUB TOTAL = KG-MT SUB TOTAL/ WEIGHT SUB TOTAL; - KG-MT SUB TOTAL = Tổng giá trị KG-MT TPKL mục 2; 134 - FREE SUR SUB TOTAL = Tổng giá trị FREE SỦ TPKL mục 2; Sau hồn thành dịng SUB TOTAL mục [2] FRESH WATER, ta tiếp tục hoàn thành cho mục FUEL OIL, CARGO, BALLAST WATER hình (5.6) Bước 4: Tính “lượng giãn nước D, tọa độ trọng tâm tàu, momen mặt thoáng chất lỏng Sau tính “SUB TOTAL”, TOTAL” tính sau: giá trị dòng “GRAND - Giá trị “WEIGHT” dịng “GRAND TOTAL” lượng giãn nước tàu, tổng thành phần khối lượng có tàu - Các giá trị “MIDSHIP G MOMENT”, “KG-MT” dòng “GRAND TOTAL” tổng giá trị tương ứng dịng “SUBTOTAL” phía trên; - Giá trị “MIDSHIP G” dòng “GRAND TOTAL” giá trị hồnh độ trọng tâm tàu, tính cơng thức: MIDSHIP G = ∑ MIDSHIP G MOMENT SUB TOTAL / D - Giá trị “KG” dòng “GRAND TOTAL” giá trị cao độ trọng tâm tàu, tính cơng thức: KG = ∑KG MT SUB TOTAL / D - Giá trị “FREE SUR.” dòng “GRAND TOTAL” tổng momen ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng, tính tổng giá trị FREE SUR SUB TOTAL 135 Hình 5.7 - Bài tốn mẫu – trang 76 – Hồ sơ tàu Century Star Bước 5: Tính mớn nước thật a Tìm thơng số thủy tĩnh Từ giá trị D tính bước 4, tra vào bảng thủy tĩnh ta tìm thơng số thủy tĩnh tương ứng với lượng giãn nước Các thống số thủy tĩnh gồm: - deqv - mớn nước tương đương; - LCB – hoành độ tâm nổi; - LCF – hoành độ tâm mặt phẳng đường nước; - TKM – chiều cao tâm nghiêng ngang; - MTC – momen thay đổi cm chiều chúi tàu; - TPC – số làm thay đổi 1cm chiều chìm trung bình tàu b Tính hiệu số mớn nước, mớn nước mũi, lái trim = da = deqv LCF x df = da – t 136 Áp dụng phần lý thuyết vào toán mẫu trang 76, Hồ sơ tàu Century Star, ta thu kết hình 5.8 đây: Hình 5.8 - Bài toán mẫu trang 76 – Hồ sơ tàu Century Star Bước 6: Tính tốn ổn định ban đầu a Tính GM GoM Chiều cao vững ban đầu chiều cao vững hiệu chỉnh ảnh hưởng mặt thống chất lỏng tính sau: GM = TKM – KG GoM = TKM – (KG + GGo) b Lập bảng đường cong cánh tay đòn GoZ Với đối số lượng giãn nước D, tra vảo bảng Cross Table, ta tìm giá trị KN (GoZ) tương ứng góc nghiêng Sau thành lập bảng tính cánh tay địn, tiến hành vẽ đồ thị dựa vào giá trị bảng Ví dụ: Với lượng giãn nước tìm phần trên, D = 75352MT, sử dụng bảng “Cross Table” trang 24 – Hồ sơ tàu Century Star, hình (5.9) đây: Hình 5.9 – “Cross Table” – Hồ sơ tàu Century Star Do lượng giãn nước D = 75352MT, không trùng với giá trị D cho sẵn bảng nên ta phải tiến hành nội suy để tình giá trị KN góc nghiêng tương ứng Sau tìm giá trị KN, ta điền giá trị vào cột “KN” – cột số bảng (5.5.) 137 Bảng 5.5 - Bảng tính GoZ (Bài toán mẫu trang 76, Hồ sơ tàu Century Star) Các giá trị cột số tình công thức: (KGo – KG giả định) x sinƟ (Ɵ góc nghiêng tương ứng) Đối với tàu Century Star KG giả định = 10.0m Công thức để tính giá trị GoZ cột số tính lấy giá trị tương ứng cột số – giá trị tương ứng cột số Dưới kết sau tính toán (bảng 5.6): Bảng 5.6 - Giá trị GoZ Ɵ sinƟ KN 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0872 0.2930 0.0366 0.2564 10 0.1736 0.5990 0.0729 0.5261 20 0.3420 1.2986 0.1436 1.1550 30 0.5000 2.0548 0.2100 1.8448 40 0.6428 2.4770 0.2700 2.2070 45 0.7071 2.5316 0.2970 2.2347 50 0.7660 2.4760 0.3217 2.1543 60 0.8660 2.1356 0.3637 1.7718 75 0.9659 1.2803 0.4057 0.8746 90 1.0000 0.2270 0.4200 -0.1930 (KGo-KGgđ)xSinƟ GoZ Sau lập bảng GoZ, tiến hành vẽ GoZ hình 5.12 đây, với trục hoành thể giá trị góc nghiêng, trục tung thể giá trị GoZ ứng với góc nghiêng 138 Hình 5.10 - Đồ thị GoZ (Bài toán mẫu trang 76, Hồ sơ tàu Century Star) Bước 7: Đánh giá ổn định ban đầu Với bảng giá trị GoZ lập bước 6, tiến hành đánh giá ổn định ban đầu theo tiêu chuẩn ổn định a Tiêu chuẩn ổn định áp dụng cho tàu Trước đánh giá ổn định, cần biết rõ tiêu chuẩn ổn định áp dụng cho tàu Phần thường nêu phần đầu Hồ sơ tàu Ví dụ tàu Century Star, phân tiêu chuẩn ổn định ban đầu áp dụng tàu nêu phần 4.2 Stability Requirement [IMO Resolution A.749(18), CH.3, SEC3.1] hình 5.11 Hình 5.11 – Yêu cầu ổn định áp dụng cho tàu Century Star (trang 9, Hồ sơ tàu Century Star) 139 b Các tính tốn giá trị ổn định tiêu chuẩn Tính diện tích phía cánh tay địn Để tính tốn diện tích phía đường cong GoZ, sử dụng phương pháp Simpson, tính diện tích hình thang, tam giác…Tuy nhiên, ta sử dụng hướng dẫn tính diện tích phía đường cong GoZ nêu Hồ sơ tàu Cụ thể, Hồ sơ tàu tàu Century Star, phần hướng dẫn tính tốn nằm trang 194 Bảng 5.7 – Bảng tính diện tích phía đường cong GoZ (Hồ sơ tàu Century Star, trang 194) - Diện tích phía đường cong GoZ từ 0o đến 30 o Với hướng dẫn trên, diện tích phía dười đường cong GoZ từ 0o đến 30o có kết bảng (5.7) 140 Bảng 5.8 – Kết diện tích phía đường cong GoZ từ 0o đến 30o Angel of heel (7) (5) (6) (5) x (6) GoZ S.M f(A) 0.000 0.000 10 0.526 1.578 20 1.155 3.465 30 1.845 1.845 ∑f(A) 6.888 (3/8) x (10/57.3) x ∑f(A) 0.451 - Diện tích phía đường cong GoZ từ 0o đến 40 o góc ngập nước góc nhỏ 40o Việc cần làm bước xác định giá trị góc ngập nước tàu để so sánh góc ngập nước với góc 40o Góc ngập nước xác định đồ thị phần “FLOODING ANGLE CURVE” – trang 28 – Hồ sơ tàu Century (hình 5.12) Hình 5.12 – Đồ thị Góc ngập nước – Hồ sơ tàu trang 28 Với lượng giãn nước D = 75352MT, tra vào đồ thị dưới, ta tìm góc ngập nước Ɵf = 46o, diện tích phía đường cong GoZ từ 0o đến 40o có kết sau: 141 Bảng 5.3 – Kết tính diện tích phía đường cong GoZ từ 0o đến 40o Angel of heel (8) (9) (8) x (9) GoZ S.M f(A) 0.000 0.000 10 0.526 2.104 20 1.155 1.155 ∑f(A) 3.259 (1/3) x (10/57.3) x ∑f(A) 0.190 20 1.155 1.155 M 1.845 7.379 Ɵf 2.207 2.207 10) ∑f(A) 10.741 Ɵf: 40o góc ngập nước góc nhỏ 40o M = (40+20) x 0.5 = 30 N = 30 - 20 11) (1/3) x (N/57.3) x ∑f(A) 0.625 (12) = (10) + (11) 0.814 = 10 - Diện tích phía đường cong GoZ từ 30o đến 40o tính sau: A30o- 40o = A0o- 40o – A0o- 30o = 0.814 – 0.190 = 0.364 m.rad Các yêu cầu liên quan đến giá trị GoZ GoM - Giá trị GoZ góc nghiêng lớn 30o khơng nhỏ 0.02 m.rad Dựa vào đồ thị GoZ (hình 5.12) bảng GoZ (bảng 5.1) ta xác định tàu có thỏa mãn u cầu hay khơng Cụ thể, ví dụ này, ta thấy GoZ góc nghiêng 30o 1.845 m.rad - Giá trị GoZ lớn nên đạt góc nghiêng từ 30o khơng 25o Dựa vào đồ thị GoZ (hình 5.12) ta xác định tàu có thỏa mãn u cầu hay khơng Cụ thể, ví dụ này, ta thấy GoZ lớn khoảng 2.23 m.rad góc nghiêng 46o - Giá trị GoM khơng nhỏ 0.15m Theo hình 5.9, ta có giá trị GoM = 2.927 m, thỏa mãn yêu cầu Vậy yêu cầu ổn định ban đầu thỏa mãn 142 Hình 5.13 Kết đánh giá ổn định ban đầu theo toán mẫu (trang 76 – Hồ sơ tàu Century Star) 143 ... dung tích tàu biển 1969 (International Convention on Tonnage Measurement of Ships, 1969 – TM69), tàu biển có hai loại dung tích sau: - Dung tích tồn phần (Gross Tonnage - GT): Là đại lượng khơng... TPC/TPI (Tons Per Centimeter immersion/Tons Per Inch immersion) (t): Số làm thay đổi 1cm /1inch chiều chìm trung bình tàu - MTC/MTI (Moment to change Trim one Centimeter/ Moment to change Trim one... 2.2.4 Tính tốn diện tích đường cong GZ Để tính diện tích đường cong GZ người ta thường dùng Quy tắc Simpson (thường người ta dùng quy tắc Simpson 2) Quy tắc Simpson áp dụng vào tính diện tích đường