Đề cương ôn tập Lý thuyết tàu, gồm 2 phần lý thuyết và bài tập. Những kiến thức cơ bản về tàu. Có mô tả bằng hình vẽ: Các kích thước chủ yếu, các hệ số của tàu, các loại dung tích, căn cứ để tính bảo hiểm, phí qua kênh, qua cảng...
Đề Cương Ơn tập phần lý thuyết : Trình bày hiểu biết kích thước chủ yếu hệ số béo tàu (minh họa hình vẽ)? chúng có ảnh hưởng đến tính tàu ? A.Các kích thước chủ yếu tỷ số kích thước thân tàu Chiều dài tàu Phân biệt tên gọi liên quan đến chiều dài tàu sau: Chiều dài tồn tàu Loa, Chiều dài đường nước thiết kế LKW, Chiều dài lớn phần chìm Los, Chiều dài hai trụ Lpp, 2.Chiều rộng tàu Chiều rộng tàu lớn Bmax Chiều rộng tàu B, 3.Chiều cao tàu Chiều cao tàu , ký hiệu D (ký hiệu tương đương H), B.Hệ số đầy (hệ số béo) Quan hệ kích thước tàu với thể tích phần chìm, diện tích đường nước, diện tích mặt tàu, vv thể qua hệ số đầy Hệ số đầy đường nước, ký hiệu CW, Nếu ký hiệu AW - diện tích mặt đường nước, L - chiều dài tàu, đo đường nước, B - chiều rông tàu, hệ số CW tính theo cơng thức: CW = AW LxB Hệ số đầy mặt sườn tàu , ký hiệu CM, CM = AM Bxd (2.3) Hệ số đầy thể tích ), ký hiệ CB, CB = V LxBxd (2.4) Hệ số đầy lăng trụ , ký hiệu CP, CP = V A M xL CB CP = C M Hệ số đầy trụ đứng , ký hiệu CV, V CV = A xd W CB CP = C W C Tỷ lệ kích thước tàu có ý nghĩa thực tế với tính tàu Tỷ lệ L/B thường nói lên tính di động tàu, theo cách nghĩ tỷ lệ L/B lớn dùng cho tàu chạy nhanh Tỷ lệ B d mang ý nghĩa tăng hay giảm ổn định tàu, ảnh hưởng lớn đến sức cản vỏ tàu chạy nước tính quay trở tàu Tỷ lệ D/d đặc trưng cho tính ổn định tàu góc nghiêng lớn, tăng khả chống chìm tàu 2.Tính Tơng dung tích (GT) dung tích có ích (NT) tàu theo cơng ước đo dung tích 69.Căn vào đâu để người ta tính phí bảo hiểm tàu, phí qua kênh, qua cảng? Ngày GT NT tàu đo tích theo qui định cơng ước 1969 Cơng thức tính GT NT theo Cơng ước có dạng: GT = k1.V k1 = 0,20+0,02log10V V – tồn thể tích (volume) khoang kín, đo m3 Cơng thức tính NT cho tàu khách, tàu chở 13 khách trở lên n NT = k2.Vcargo, H + k3 n1 + 102 T Với tàu khác công thức tính NT viết gọn: NT = T k2.Vcargo, H Trong đó: Vcargo - tồn thể tích (volume) hầm hàng, m3 T - chiều chìm trung bình, đo tàu, m H - chiều cao tàu, đo tàu, m k2 =0,02 + 0,02Vcargo ; k3 = 1,25(1+ GT.10-4) ; n1- số khách buồng giường, n2 - số khách buồng từ giường trở lên Những lưu ý tính: − 4 T H − 4 T k Vc arg o H không nhận lớn không 0,25GT − NT không nhận nhỏ 0,30 GT GT NT sở pháp lý thực cơng tác thống kê, bảo hiểm cho tàu Có thể khái quát sau: − GT sử dụng công ước quốc tế quy định quốc gia phân loại lớn, nhỏ cho tàu − Các quan bảo hiểm toàn giới sử dụng GT đơn vị đo lường tính mức bảo hiểm cho tàu − Phí kiểm tra tàu, đo đạc tàu, đăng ký tàu tính theo GT Trình bày lực tàu, điều kiện cân tàu (minh họa hình vẽ)? Tàu thủy nước, tàu ngầm nước chịu tác động đồng thời hai hệ lực: -Trọng lực: gồm trọng lượng thân tàu, trọng lượng hàng hóa tàu, máy móc thiết bị, dự trữ hành khách tàu vv tác động chiều hút trái đất - Lực nổi:do nước tác động theo chiều ngược lại LỰC NỔI Trong hệ toạ độ gắn liền với tàu, gốc tọa độ đặt trọng tâm G tàu, trục Oz hướng lên trên, ngược với chiều tác động lực hút trái đất, mặt xOy song song với mặt nước trạng thái tĩnh, trọng lực W có điểm đặt G, tác động hướng xuống Trọng lực lực Thân tàu chìm nước tiếp xúc với nước qua mặt ướt vỏ tàu Lực tính theo định luật Archimedes, trọng lượng khối nước bị thân tàu choán chỗ, tác động theo hướng từ lên Lực F có tâm đặt lực B tâm khối nước bị phần chìm thân tàu chiếm chỗ Có thể giải thích thêm ký hiệu B viết tắt từ Buoyancy Lực F cố gắng đẩy tàu lên cao vị trí chiếm Với tàu thủy tích phần chìm nước V, trọng lượng tồn tàu trạng thái tính tốn, trọng lượng khối nước bị thân tàu chiếm chỗ γ V Đại lượng D = γ V ( γ∇ ) gọi lượng chiếm nước tàu, mang giá trị lực tàu Theo cách viết: W = ∆ = γ∇ Trong đó: ∆ D - lượng chiếm nước; γ - trọng lượng riêng nước; ∇ (hoặc V) - thể tích phần thân tàu chiếm chỗ nước, gọi là lượng thể tích chiếm chỗ Thể tích ngâm nước V thay đổi biểu thức tính lực tàu γ V, đóng vai trị thước đo tính tàu CÂN BẰNG TÀU Ở TRẠNG THÁI NỔI Trường hợp W > F, có nghĩa trọng lượng tàu lớn lực nổi, tàu bị kéo xuống Khi bị chìm sâu thêm nước, thể tích phần chìm tàu lớn lên vậy,theo định luật Archimedes, lực F lớn dần Khi vượt qua giới hạn cân bằng, F> W tình hình ngược lại, tàu bị đẩy lên cao hơn, thể tích phần chìm tàu giảm dần dẫn đến F nhỏ dần Tàu nằm vị trí cân hai lực ngược chiều cân Điều kiện W = F thực tế chưa đủ đảm bảo để tàu cân Trường hợp tàu bị nghiêng ngang đến góc định, tâm dịch dời vị trí tùy thuộc hình dáng phần chìm tàu Đường tác động lực qua tâm B’ thời không trùng với đường tác động lực trọng trường qua G Vì W = F khoảng cách hai đường tác động lực mang giá trị định, ví dụ khoảng cách chúng l, xuất mômen ngẫu lực W.l làm quay tàu Nếu mômen lớn 0, tức theo chiều quay kim đồng hồ, tàu bị quay theo chiều thuận kim đồng hồ Ngược lại mômen mang giá trị âm, tàu quay ngược Trong hai trường hợp, góc nghiêng bé tàu quay ngang qua tâm nghiêng ngang M Tàu tư ổn định hoành độ tâm hồnh độ trọng tâm tàu Từ thấy điều kiện cần đủ để tàu cân nước, tác động lực W F là: (a) cân lực: W=F (b) cân mômen: khoảng cách L hai đường tác động lực W F 0, dẫn đến W.l - F.l = W.L – F.L = Điều kiện phát biểu cách khác: lực nước tác động tĩnh lên tàu phải trọng lượng tồn tàu, cịn tâm tàu B’ phải nằm đường thẳng vuông góc vơí mặt thống, qua trọng tâm G tàu 4.Trình bày dự trữ tính dấu hiệu mạn khơ (minh họa hình vẽ)? Dự trữ đảm bảo thể tích kín nước thân tàu nằm cao đường nước chở hàng bao gồm khoang giới hạn mặt boong kín nước cùng, thượng tầng, lầu Nó xác định tải trọng bổ sung nhận vào tàu tới tàu khả mặt nước Dự trữ biểu diễn qua số phần trăm thể tích chiếm nước Tàu vận tải, tàu hàng 25-30%, tàu dầu 10-15%, tàu khách 80-100% Để đảm bảo dự trữ cần thiết tàu phải có trị số mạn khơ tối thiểu, đủ an toàn chạy khu vực xác định mùa định năm Mạn khô tàu xác định khoảng cách theo chiều đứng, tính từ đường nước chở hàng đến mép boong, ký hiệu F Fb, viết tắt từ tiếng Anh freeboard: F = D - d ≡ (H – T) Chiều cao mạn khô F, với chiều chìm d, đảm bảo tính chống chìm tàu, đảm bảo sức dự trữ Chiều cao F đủ lớn đảm bảo hạn chế nước phủ boong, hạn chế sóng tạt vào ca bin, đảm bảo an toàn khai thác Dấu hiệu chở hàng Dấu hiệu chở hàng đặt hai mạn tầu bao gồm phận: Dấu đường boong Dấu chở hàng Dấu tải trọng Dấu tải trọng đặt mạn rõ độ ngập sâu tàu thỏa mãn mùa, vùng khu vực hoạt động đỗ Cảng, hành trình Hai phía đường nằm ngang qua tâm dấu chở hàng đặt chữ tên quan đăng kiểm tàu(với Việt nam VR) Dấu mạn khô ghi theo quy định chung cho tất nước Dấu hiệu đường nước chở hàng theo quy định tiêu chuẩn có dạng hình đây: Dấu hiệu đường nước chở hàng Khái niệm ổn định tàu, phân loại ổn định, yếu tố ảnh hưởng đến ổn định tàu ? Ổn định hiểu theo nghĩa chung khả tàu chống lại tác động ngọai lực đẩy tàu khỏi vị trí cân ban đầu để đưa tàu trở lại vị trí cân này, ngoại lực khơng cịn tác động Ổn định tàu xét hoàn cảnh cụ thể Dưới tác động tĩnh ngoại lực tàu phản ứng khuôn khổ ổn định tĩnh.Ngược lại tính ổn định tàu xét điều kiện mômen ngoại lực tác động lên tàu dạng động gọi ổn định động Tác động tĩnh ngoại lực xẩy với tốc độ tăng trưởng chậm Số đo ổn định tĩnh giá trị mômen phục hồi xuất nghiêng tàu Mômen phục hồi, ký hiệu M ph Mr, chống lại mômen gây nghiêng tàu, mômen nghiêng khơng cịn tác động mơmenphục hồi đưa tàu vị trí cân ban đầu Điều phụ thuộc vào độ lớn mômen phục hồi so với mômen nghiêng Tác động động mômen ngoại lực thể tốc độ tăng trưởng nhanh Số đo ổn định động công sinh để thắng công ngọai lực đưa tàu bị nghiêng đến góc lớn quay trở vị trí cân ban đầu lúc ngoại lực khơng cịn tác động Phụ thuộc vào hướng nghiêng tàu bị ngoại lực tác động phân biệt hai trường hợp khác tính ổn định ổn định ngang xét ổn định trạng thái nghiêng ngang ổn định dọc cho trường hợp tàu bị nghiêng dọc yếu tố ảnh hưởng đến ổn định tàu: *.ẢNH HƯỞNG CỦA TRỌNG VẬT TRÊN TÀU ĐẾN ỔN ĐỊNH - Ảnh hưởng chuyển dịch hàng đến ổn định - Ảnh hưởng bốc dỡ hàng nhận hàng lên tàu *.ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC LOẠI HÀNG ĐẾN ỔN ĐỊNH BAN ĐẦU -Ảnh hưởng hàng treo đến ổn định ban đầu - Ảnh hưởng mặt thoáng két chở hàng lỏng * Ảnh hưởng lắc ngang đến ổn định động * Tác động sóng *.Tác động gió 6: Trình bày hiểu biết em mơmen hồi phục, mơmen nghiêng (minh họa hình vẽ): Các em tự soạn câu Trình bày điều kiện ổn định tĩnh tàu? Một tàu đảm bảo ổn định tĩnh có xem đảm bảo ổn định chưa (giải thích) Khi tính tốn kiểm tra ổn phải kiểm tra ổn định tàu "trạng thái thái tĩnh quan tâm đến cao độ trọng tâm định tĩnh" "động".Trạng Lưu ý , tính tốn tốn đó, mong muốn đưa "q trình tính tốn" điều kiện mơi trường "lý tưởng".Giờ quay lại chất ổn định Vậy tính ổn định gì? đặc tính hàng hải xác định khả chống lại với mơmen ngoại lực tác động làm cân - Trong tính tốn người ta giả định tàu nằm nước tĩnh lặng sau tiến hành xoay nghiêng tàu góc nghiêng đó, sau tiến hành tính tốn tâm xác định cánh tay địn ổn định hình dáng phần ngâm nước (giá trị sở xây dựng họ đường cong Patocarene tên gọi khác Cross) - Cánh tay đòn ổn định tĩnh gồm phần : L = Lf -Zg*sin(phuy) (phần sau cánh tay địn ổn định trọng lượng phụ thuộc vào cao độ trọng tâm tàu) Như vậy, từ đường cong xét tồn trạng thái ổn định tàu (không thiết phải có đường cong ổn định động), ý nghĩa đường cong ổn định tĩnh nào? - Cho ta phạm vi ổn định tàu (hay gọi góc lật, góc mà mơmen ngoại lực cân với mômen phục hồi) - Cho ta đại lượng cánh tay địn ổn định (vị trí cực đại đỉnh đường cong) - Cho phép xác định góc nghiêng tàu ngoại lực tác động - Cho phép ta xác định chiều cao tâm nghiêng góc nghiêng Đồ thị ổn định động đường cong thể công mômen phục hồi chống lại nghiêng mômen ngoại lực, cách tích phân đường cong ổn định tĩnh ta xác định đường cong ổn định động Một số lưu ý: - Điểm cực đại đường cong ổn định tĩnh điểm uốn đường cong ổn định động - Tại vị trí cân đường cong ổn định tĩnh giá trị cực đạicủa đường cong ổn định động - Xác định độ cao tâm nghiêng trạng thái từ đồ thị ổn định tĩnh Tóm lại : - Khi kiểm tra ổn định ta cần kiểm tra tàu ổn định trạng thái tĩnh (tính h0), có hàng lỏng tính hiệu chỉnh hàng lỏng - Kiểm tra ổn định tàu vùng hoạt động tính tốn (kiểm tra ổn định động).Người ta giả thiết trường hợp xấu tàu bị nghiêng ngang (biên độ lắc tính tốn góc vào nước) tác động đồng thời gió (trong vùng hoạt động) Sức cản xoáy Sức cản dư Sức cản khơng khí sức cản gió Sức cản tàu sóng Sức cản phần lồi thân tàu 11 :Khái niệm tính ăn lái, loại thiết bị đảm bảo tính ăn lái? Một tính tàu thuỷ tính ăn lái Tính ăn lái tàu thuỷ khả giữ nguyên thay đổi hướng theo ý muốn người lái tàu Trên tàu tự hành (ngay số tàu không tự hành) người ta thường trang bị thiết bị lái để đảm bảo tính ăn lái cho tàu trạng thái suốt q trình hành hải Tính ăn lái tàu gồm hai tính chất: Tính ổn định hướng tính quay vịng Tính ổn định hướng khả tàu giữ nguyên thay đổi hướng chuyển động Tính quay vịng khả thay đổi hướng chuyển động mô tả quỹ đạo cong bẻ lái Hai tính chất mâu thuẫn với nhau, tàu có tính ổn định hướng tốt có tính quay vịng tồi ngược lại Vì phải tuỳ thuộc vào loại tàu (công dụng chức năng), vùng hoạt động mà người ta ưu tiên cho tính chất thiết kế Ví dụ, tàu chạy vùng hoạt động không hạn chế (tàu biển) điều kiện không gian hoạt động không hạn chế, để đảm bảo cho thời gian hành trình phải ưu tiên cho tính ổn định hướng cịn tàu có vùng hoạt động hạn chế (tàu sơng) ngược lại Tính ăn lái phụ thuộc vào phận cố định, ổn định khác như: ki hông, ki đuôi, giá chữ nhân (X) chữ Y, số lượng chiều dài chong chóng, đoạn trục chóng chóng, số bánh lái thiết bị khác Trên tàu để đảm bảo tính ăn lái, người ta bố trí nhiều loại thiết bị lái hoạt động độc lập phối hợp như: bánh lái, đạo lưu định hướng xoay, chóng chóng (tàu lắp nhiều chong chóng), thiết bị nước, chân vịt, v.v phổ biến bánh lái đạo lưu định hướng xoay thiết bị dễ chế tạo, giá thành rẻ, làm việc tin cậy hiệu cao Bánh lái vật thể dạng cánh phẳng dạng có prơfin nước nhúng chìm nước, đạo lưu định hướng xoay vật thể hình trụ trịn xoay có dạng prơfin nước theo chiều dọc trục nó, bao quanh chong chóng phía sau thân tàu 12 : Trình bày giai đoạn lượn vịng thơng số lượn vịng (minh họa hình vẽ)? Chúng ta khảo sát chuyển động quay tàu từ thời điểm lái tàu bị bẻ Giả sử tàu chạy thẳng đến thời điểm t, lúc bẻ lái sang phải góc δr Nhờ qn tính tàu cịn theo xu hướng chạy thẳng tiếp Đồng thời bánh lái xuất lực thủy động Rr, coi vng góc với bánh lái Lực phân thành hai thành phần giúp khảo sát chuyển dịch tàu tác động lực: lực Y r vng góc với mặt đối xứng dọc tàu, lực Xr song song với trục Ox, dọc tàu, cố định tàu Có thể chuyển lực Yr trọng tâm G tàu theo cách làm quen thuộc học lý thuyết, kết nhận thành phần Yr’ với điểm đặt lực G, hướng chiều với Y r momen ngẫu lực Yr.xr, quay tàu theo chiều quay kim đồng hồ Hình 8.3 Góc bẻ lái lực xuất bẻ lái Xoay vòng xẩy theo ba giai đoạn Giai đoạn thứ 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 Giai đoạn thứ hai mang tên gọi giai đoạn phát triển góc lái đạt giá trị xác định nêu, kết thúc thời điểm tham số tham gia chuyển động vào ổn định Giai đoạn thứ ba gọi giai đọan ổn định (steady phase) bắt đầu chấm dứt giai đoạn hai, thường sau xoay thân tàu sang góc 90 – 180° khơng thay đổi vị trí lái Giai đoạn đánh dấu vòng tròn lượn tàu nước, hình 8.4 Hình 8.4 Đường quay vịng tàu Đường trịn quay tiêu biểu tàu trình bày hình 8.4 Tại hình ký hiệu mang ý nghĩa thực tế sau: D - đường kính quay vịng ổn định (steady turning diameter) Bán kính quay vịng ổn định tính ½ D u cầu độ lớn D tính đơn vị chiều dài tàu L Tỷ lệ D/L thước đo cho tính quay trở tàu Giá trị thơng dụng tỷ lệ 1,5 đến DT – đường kính “chiến thuật” hay “sách lược”, tạm dịch từ tiếng nước “tactical diameter”, khoảng cách từ mặt cắt dọc tàu điểm khởi đầu , tàu chuyển động thẳng, đến vị trí tương ứng sau tàu quay 180° DT thường đạt giá trị từ 0,9D đến 1,2D L1 - khoảng cách từ trọng tâm tàu, đo thời điểm bắt đầu quay lái, đến vị trí tương ứng tàu quay 90° Từ kỹ thuật nghề gọi advance L1 mang giá trị 0,6 – 1,3D L2 – chuyển dịch thẳng, tính từ đường xuất phát đến tâm tàu thời điểm tàu quay 90°, mang tên gọi tiếng Anh “transfer” L2 = (0,25 – 0,50)D L3 – chuyển dịch ngược sang trái so với đường xuất phát, có giá trị vào khoảng 0,0 đến 0,10D BAI TAP 1.Các kích thước hệ số đầy tàu: 1.Tàu hàng khách chạy sơng có kích thước : L=62,4m T=1,2m , số kích thước L/B=7,5m , Cw=0,864 = Cp=0,823 Tính thể tích chiếm nước V diện tích đường nước Aw tàu GIẢI : Tính V Aw nhờ kích thước hệ số đầy ( béo) , thể công thức sau : V= CbxLxBxT Aw= Cw.LB Để giải nầy trước hết tính chiều rộng B hệ số đầy Cb L/B =7,5 B=L/7,5 = 62,4/7,5= 8,32m Cb =V/LxBxT Cw= Aw/LxB ; Cp = V/AwxT= Cbx LxBxT/CwxLxBxT Cb=CpxCw =4 =0,864x 0,823= 0,710 V=0,710x Lx Bx T = 0,710x62,4x8,32x1,2 =442,33m3 Aw= 0,864x62,4x8,32 = 449 m2 2.Cho biết thông số tàu : Cw=0,820; Cb=0,866 L/B=7,5 ; B/T=4,7 ;Aw=428m2 Tính kích thước thể tích chiếm nước tàu GIẢI : Trước tiên ta tính kích thước : Cw=Aw/LxB -> LB= 428/0,82 =522m2 L/B= 7,5 -> L=7,5B LxB =522 -> L=522/B 7,5B=522/B ->B2= 522/7,5 ; B= 522/7,5 B=8,34m L=7,5xB = 62,5m T=B/4,7 = 8,34/4,7 = 1,77m Thể tích chiếm nước : V=CbxLxBxT =0,865x62,5x8,34x1,77 =798m3 2.Trọng Lương Trọng taâm: 1.Xác định trọng lượng trọng tâm tàu hàng, chạy không nghiêng Tr ọng l ượng thành phần vị trí trọng tâm chúng xác định: Tàu không: Than: P1 = P2 = Nước nồi P3 = hơi: Hàng P4 = khoang mũi: Hàng P5 = khoang lái: 1440 T 290 T X1 = X2 -0,83 m Y1 = Y2 = 0,0 m 0,0 m Z1 = Z2 = 4,56 m 4,60 m 45 T X3 = -0,20 m 1,05 m Y3 = 0,0 m Z3= 0,40 m 835 T X4 = 16,85 m Y4 = 0,0 m Z4 = 4,80 m 430 T X5 = -21,70 m Y5 = 0,0 m Z5 = 5,20 m Giải: Tên gọi (1) Trọng lượng tàu không Than Nước nồi Hàng khoang mũi Hàng khoang lái Tổng Tay đòn, (m) Trọng lượng wi, (T) (2) 1440 (3) -0,83 (4) (5) 4,56 290 45 -0,20 1,05 0 xi yi zi Mx =(2) (3) (6) -1195,20 4,60 0,40 Mômen, (T.m) My =(2) Mz =(2) (4) (5) (7) (8) 6566,40 -58,00 47,2 1334,00 18,00 835 16,85 4,80 14069,75 0 430 21,70 5,20 -9331,00 2236,00 3532,80 14162,40 3040 4008,00 W = ∑(2) = 3040 (tấn) Trọng lượng: Trọng tâm tàu hệ trục tọa độ bản: Chiều dọc trọng tâm: LCG ≡ X G = Độ lệch ngang trọng tâm: TCG = Chiều cao trọng tâm: ∑ (6) = 1,16(m) ∑ ( 2) ∑ ( 7) ∑ ( 2) KG ≡ Z G = = (m) ∑ (8) ∑ ( 2) = 4,66 (m) Trọng tâm tàu nằm mặt phẳng đối xứng, cách sườn gi ữa phía mũi 1,16m cách đáy tàu 4,66m Tìm tọa độ trọng tâm tàu bơm dầu Lượng chiếm nước tàu 2200T, người ta bơm lượng dự trữ chất đốt khoang đuôi bên mạn trái 80T đ ến hai bể trực nhật, bể I 50T bể II 30T Tr ọng tâm tàu tr ước b ơm nhiên liệu nằm mặt phẳng đối xứng, cách sườn phía đuôi 0,48 m cách đáy 3,61 m; trọng tâm bể chứa sau: a, Bể dự trữ: cách đáy 3,7m, cách sườn phía 22,56m cách m ặt phẳng đối xứng mạn trái 2,71m b, Bể trực nhật (sau bơm đầy): - Bể I: cách đáy 4,83m; cách sườn mũi 21,4m cách mặt ph ẳng đ ối xứng mạn phải 4,02m - Bể II: cách đáy 3,51m; cách sườn mũi 29,32m cách mặt phẳng đối xứng mạn trái 3,91m Tìm tọa độ trọng tâm tàu bơm dầu Giải : Để đơn giản cho việc tính toán ta lấy tọa độ thường để tính : Trong hệ tọa độ trọng tâm : 1.Của tàu :xg=0 ;yg=0 ;zg=0 2.Bể chứa dự trữ : x1=-22,56-Xg=-22,56-(-0,48)=-22,08m y1= -2,71-Yg= -2,71-0 z1= =-2,71m 3,7- Zg=3,7-3,61 =0,09m 3.Beå trực nhật Iõ : x2= 21,4-Xg= 21,4 -(-0,48) y1= 4,02-Yg= 4,02 -0 =21,88m = 4,02m z1= 4,83- Zg=4,83-3,61 =1,22m 3.Beå trực nhật IIõ : x3= 29,32-Xg= 29,32 -(-0,48) y3= -3,91-Yg= -3,91 -0 =29,80m = -3,91m z3= 3,51- Zg=3,51-3,61 Tên gọi Trọng lượng wi, (T) (2) 2200 (1) Trọng lượng tàu Dầu:Be -80 å dự trữ Dầu:Be 50 å trực nhật Iï =-0,01m Tay đòn, (m) xi yi zi (3) (4) (5) Mômen, (T.m) Mx =(2) My Mz =(2) (3) =(2).(4) (5) (6) (7) (8) 0 0 0 -22,8 -2,71 0,09 1766,4 216,8 -7,2 21,88 4,02 1,22 1094 201 61 Dầu:Be 30 å trực nhật II Tổng 2200 29,80 -3,91 -0,01 894 -117,3 -0,3 3754,4 300,5 53,5 W = ∑(2) = 2200 (tấn) Trọng lượng: Trọng tâm tàu hệ trục tọa độ thương: Chiều dọc trọng tâm: Độ lệch ngang trọng tâm: Chiều cao trọng tâm: ∑ (6) = 1,71(m) ∑ ( 2) ∑ (7 ) yg = =0,14 ∑ ( 2) ∑ (8) kG ≡ z = ∑ ( 2) xG = G (m) = 0,02 (m) Sauk hi bơm dầu trọng tâm dịch chuyển 1,71m mũi,0,14m sang main phải 0,02 lên Tọa độ trọng tâm tàu sau bơm dầu theo hệ trục : Xg1=Xg +xg1=-0,48 +1,71=1,32m Yg1=Yg +yg1= +0,14 = 0,14m Zg1=Zg +zg1= 3,61 +0,02=3,63m 3.Lượng chiếm nước tàu lúc không tải Do = 1050T, cao độ trọng tâm tàu lúc KGo = 3.82m Xác định trọng lượng hàng Ph nhận vào tàu, biết tàu chở đầy hàng KG = 4.37m cao độ trọng tâm khối hàng Zg = 4.94m Ta có : KG= DoxKGo + PhxZg = >KGx(Do +Ph)=DoxKGo+PhxZg ( Do + Ph) (KG-KGo)xDo=(Zg-KG)xPh =>Ph=Dox(KG-KGo)/(Zg-KG)=1050(4,373,82)/(4,94-4,37)=1013T 4.Xác định tọa độ trọng tâm LCG1 KG1 sau tàu chạy tiêu hao hết 110 dầøu 3.5 nhớt Biết rằng: Tọa độ trọng tâm dầu Xg1 = 1m Zg1 = 0.5m; tọa độ trọng tâm nhớt Xg2 = 0.4m Zg2 = 0.9m Lượng chiếm nước tàu lúc toàn tải D = 2385T, tọa độ trọng tâm tàu lúc LCG = -2.18m, KG = 4.2m Gọi lượng chiếm nước tàu sau tiêu hao dầu nhớt D1,Ta có : D1=D-Pd-Pn=2385-110-3.5=2271,5T Vậy hồnh độ trọng tâm LCG1 sau tiêu hao dầu mỡ : LCG1=DxLCG-PdxXg1-PnxXg2/D1=2385x-2,18-110x1-3,5x0,4/2271,5=-2,34m Và Cao độ trọng tâm KG1 sau tiêu hao dầu mỡ : KG1=DxKG-PdxZg1-PnxZg2/D1=2385x4,2-110x0,8-3,5x0,9/2271,5=4,37m 3.Ổn Định Ban Đầu: 3.1 Ảnh hưởng dịch chuyển trọng vật đến ổn định ban đầu: 3.1 Trên tàu người ta tháo dỡ cụm máy từ buồng máy đem lên boong nặng w = 30T Tính chiều chìm mũi lái góc nghiêng tàu.Cho biết trước tháo dỡ cụm máy tàu không nghiêng, D= 1770 T, L= 85,0m, d F =dA =2,40m, GML = 81m, GM = 0,60m, hoành độ trọng tâm đường nước LCF = - 1,2m, γ = 1,025 t/m3 Toạ độ trọng tâm cụm máy vị trí ban đầu x 1= -3m, y1 = +0,5m, z1=1,5m, toạ độ đặt boong x2=+10m, y2 =3,5m, z2 = 9,20m BAIGIAI : Sau tháo dỡ cụm máy từ buồng máy đem lên boong ,trọng tâm tàu bị thay đổi theo chiều thẳng đứng giá trị: w w ( z − z1 ) = − δz D D 30 30 δKG = − (9,20 − 1,50) = − 7,70 1770 1770 = −0,131m δKG = − Chiều cao tâm ổn định sau đưa cụm máy lên boong là: GM1 = GM + δKG = 0,6 -0,131=0,469m GML,1 = GML + δKG = 81 – 0,131=80,869m Góc nghiêng tàu sau dịch chuyển cụm máy lên boong tính sau: Góc nghiêng ngang: ϕ= w( y − y ) = D(GM + δKG ) ϕ= 30(3,5 − 0,5) = 0,108 1770(0,6 − 0,131) ϕ ≈ 6° 13’ Góc nghiêng dọc tàu sau dịch chuyển cụm máy lên boong tính sau: ψ = w( x2 - x1) D.(GM L + δKG ) ψ = 30(10 - (-3)) = 0,00272 1770.(81 − 0,131) Thay đổi mớn nước trụ mũi: L δd f = ( − LCF )ψ = 85 ( − (−1,20))0,00272 = 0,12m Thay đổi mớn nước trụ lái: L δd a = −( + LCF )ψ = 85 − ( + (−1,20))0,00272 = −0,11m Mớn nước mũi lái: + δdf = 2,4 + 0,12 = 2,52m da’ = da + δda = 2,4 - 0,11 = 2,29m df’ = df 3.2 Ảnh hưởng nhận trả hàng đến ổn định ban đầu: 2.2 Tàu chở hàng có kích thước sau: L = 132,0m ; D = 4800T; d f = 4,6m; da = 4,9m; diện tích đường nước A w = 1260m2; Chiều cao tâm ổn định GM = 0,80m; GML = 142,0m; Tâm đường nước cách mặt tàu phía sau lái kho ảng LCF = 2,60m Xác định tính ổn định mớn nước tàu sau nhận hàng w = 260T lên v ị trí X= 20,0m; Y = 1,5m ; Z = 7,8m tàu Giải: Sau nhận hàng tình trạng tàu sau: • Mớn nước trung bình dtb d tb = d f + da + δd , biến lượng chiều chìm δd = w γ Aw Với γ = 1,025 t/m3 cho nước biển Aw =1260m2 4,6 + 4,9 260 + = 4,75 + 0,2 = 4,95 (m) 1,025.1260 d tb = • Chiều cao tâm nghiêng ngang: GM = GM + • w δd 260 0,2 (d + − GM − Z ) = 0,8 + (4,75 + − 0,8 − 7,8) = 0,61(m) D+w 4800 + 260 Góc nghiêng ngang: tgϕ = w.Y 260.1,5 = = 0,126 ( D + w).GM (4800 + 260).0,61 φ ≈ 7° 13’ • Góc nghiêng dọc: tgψ = • w( X − LCF ) 260[ 20,0 − (−2,6)] = = 0,0086 D.GML 4800.142 Thay đổi mớn nước mũi lái: Thay đổi mớn nước trụ mũi: δdf = ( L - LCF)ψ, với góc nhỏ tgψ ≈ ψ, δdf = [132/2 - ( -2,6)].0,0086 = 0,59m Thay đổi mớn nước trụ lái: δda = - ( L - LCF)ψ = - [ 132/2 - 2,6].0,0086 = -0,54m Mớn nước mũi lái: df’ = df + δd + δdf = 4,6 + 0,2 + 0,59 = 5,39m da’ = da + δd + δda = 4,9 + 0,2 - 0,54 = 4,56m 3.3 Ảnh hưởng hành khách dồn bên mạn đến ổn định ban đầu: 3.3.1 Trên tàu chở khách có lượng chiếm nước D = 4000t, chi ều r ộng B = 11,6m, chiều cao tâm nghiêng ngang GM = 0,60m, hành khách tập trung v ề m ột bên m ạn Số lượng khách 180 người Xác định góc nghiêng ngang hành khách t ập trung khu vực dài l = 12m Theo thông lệ trọng lượng hành khách người Việt nam trung bình 65kG, m ỗi m diện tích mặt boong tập trung người Giải: Trọng lượng số khách tập trung là: w =180 x 65 = 11700 kG = 11,7T Diện tích tập trung khách: A = 180/6 = 30 m2 Chiều dài khu vực tập trung l =12m, chiều rộng b là: b = 30/12 = 2,5 m Khoảng cách từ tâm khu vực tập trung khách đến mặt dọc tàu: e = B/2 - b/2 = 11,6/2 - 2,5/2 = 4,55 m Mômen nghiêng tàu khách tập trung: Mng = w.e = 11,7 4,55 = 53,235 Tm Mơmen nghiêng ngang tàu 1° tính theo cơng thức (2.72): M1° = D.GM / 57,3 = 4000 0,6 / 57,3 = 41,885 tm Góc nghiêng hành khách tập trung bên mạn: φ = Mng / M1° = 53,235/41,885 = 1,27° ( 1° 19’) 3.3.2 Trên boong tàu có 100 hành khách dịch chuyển sang bên mạntàu khiến tàu nghiêng góc ϕ = 5o2 Xác định chiều cao tâm nghiêng ngang GM hành khách tập trung khu vực có chiều dài l = 5m , Tàu có lượng chiếm nước D = 100T, chiều rộng B = 9m, mật độ khách tập trung người /m2,trọng lượng khách 75 Kg Giải: Trọng lượng số khách tập trung là: w =100 x 75 = 7500 kG = 7,5T Diện tích tập trung khách: A = 100/6 = 16,7 m2 Chiều dài khu vực tập trung l =5m, chiều rộng b là: b = 16,7/5 =3,33 m Khoảng cách từ tâm khu vực tập trung khách đến mặt dọc tàu: e = B/2 - b/2 = 9/2 - 3,34/2 = 2,83 m Mômen nghiêng tàu khách tập trung: Mng = w.e = 7,5.2,83 =21,225 Tm Mômen nghiêng ngang tàu 1° tính theo cơng thức (2.72): M1° = D.GM / 57,3 = 100.GM/57,3 Góc nghiêng hành khách tập trung bên mạn: ϕ = Mng / M1° => Vậy chiều cao tâm nghiêng ngang GM : GM=Mng/Dxϕ = 21,225/100*5,2°/57,3= 2,34m 3.4 Ảnh hưởng hành khách dồn mũi lái đến ổn định ban đầu: 2.4.1 Xác định độ chúi tàu 120 hành khách dịch chuyển từ mũi lái với khoảng lx = 30m, biết trọng lượng 1hành khách 75 Kg, mô men làm tàu chúi 1cm MTRIM = 20T.m Gọi trọng lượng toàn hành khách Pk Pk=nxgk=120x75=9000kG=9T Momen chúi khách gay : Mch=Pkxlx=9x30=270tm Gọi độ chúi khách gay t ta có : t=Mch/ MTRIM =270/20=13,50cm 3.5 Ảnh hưởng hàng lỏng đến ổn định ban đầu: 2.5.1 Tàu chạy biển có γ = 1,025T/m3, lấy nước nồi có γ = 1,0T/m3 vào bể chứa đáy đơi Biết kích thước bể chứa l x b = 12 x 8m Nước lấy vào bể chứa có t = 0,8m.Tính biến lượng chiều cao tâm nghiêng δ GM, bể chứa có mặt thoáng Lượng chiếm nuớc tàu lấy nước vào D = 4000T, chiều chìm tàu d = 3,8m, chiều cao tâm nghiêng GM = 0,98m, hệ số thay đổi chiều chìm 14T/cm Giải: Biến lượng chiều cao tâm nghiêng δGM, bể chứa có mặt thoáng: w ∆d − Z g − GM − GG1 d tb + D+ w γ1 i , γ2 ∇ Trong đó, trọng lượng riêng nước khoang khoang, mơmen qn lb 12.8 tính hai mặt thống i tính cơng thức: i = 2.1,025 = 2.1,025 = 1049,6(m ) 12 12 Tổn thất chiều cao tâm ổn định δG - GG1 tính theo cơng thức (3.54): GG1 = thể tích phần chìm tàu tính từ cơng thức: V = Do đó: GG1 = D 4000 = = 3902,4(m ) γ 1,025 1,025 1049,6 = 0,28(m) 1,0 3902,4 Trọng lượng nước nhận thêm vào tàu: w = γ V = 2.1,025.12.8.0,8 = 157,44T Biến lượng chiều chìm tàu: ∆d = w 157,44 = = 0,11m q 14 Biến lượng chiều cao tâm nghiêng δGM, bể chứa có mặt thống: ∆GM T = w ∆d 157,44 0,11 − GM − Z g − GG1 = − 0,98 − 0,28 = 0,098m d + 3,8 + D + w 2 4000 + 157,44 4.Chống chìm ,phân khoang 4.1 Tính chiều chìm mũi lái góc nghiêng tàu biển, hỏng nước vào bể chứa đáy đơi, tích lý thuyết vt =60m 3; tọa độ trọng tâm bể chứa: x =20,0m; y = 2,7m; z = 0,4m Tàu trước bị tai nạn : L = 95,0m; B = 12,4m; dF =5,8m; dA =6,3m; CB= 0,70; CW= 0,78; LCF= -1,5m; GM =0,42m; GM L= 125m; hệ số đắm µ = 0,95 Giaûi: Két xem xét nằm đáy đôi, bị đắm bị tràn nước đến đầy két, không quan tâm đến mặt thoáng Áp dụng phương pháp thêm trọng lượng lúc tính Hệ số đắm: µ = 0,95 Chiều chìm trung bình tàu trước đắm khoang: d tb = d f + da = 5,8 + 6,3 = 6,05m Trọng lượng nước nhận thêm vào tàu lượng nước tràn vào đầy két: w = γ µ.V = 1,025.0,95.60 = 58,4T Biến lượng chiều chìm tàu: ∆d = w 58,4 = = 0,062m γ Aw 1,025.0,78.95.12,4 Lượng chiếm nước tàu trước bị nạn : D= γ CB L.B.d=1,025.0,7.95.12,4.6,05=5113,6T Chiều cao tâm nghiêng ngang sau bị đắm khoang: ∆GM T = w ∆d 58,4 0,062 − GM − Z g = − 0,42 − 0,4 = 0,059m d + 6,05 + D + w 2 5113,6 + 58,4 GM T = GM + ∆GM T = 0,42 + 0,059 = 0,479m Từ đó: Chiều cao tâm nghiêng dọc sau đắm khoang: GM L ≈ D 5113,6 GM L = 125 = 123,6m D+w 5113,6 + 58,4 Góc nghiêng ngang: ϕ = w.Yg ( D + w)(GM + ∆GM T ) = 58,4.2,7 = 0,0636 (5113,6 + 58,4)(0.479) (đổi thành 3o38’) Góc nghiêng dọc: ψ = w( X g − LCG ) Thay đổi mớn nước mũi: DGM L = 58,4(20 − (−1,5)) = 0,002 (đổi thành 0o7’) 5113,6.125 L 95 ∆d f = − LCF ψ = − (−1,5) 0,002 = 0,098m 2 Thay đổi mớn nước lái: L 95 ∆d a = − + LCF ψ = − + (−1,5) 0.,002 = −0,092m 2 Trạng thái tàu sau bị đắm khoang: d f ' = d f + ∆d + ∆d f = 5,8 + 0,062 + 0,098 = 5,96m d a ' = d a + ∆d + ∆d a = 6,3 + 0,062 − 0,092 = 6,27 m ... đo lường tính mức bảo hiểm cho tàu − Phí kiểm tra tàu, đo đạc tàu, đăng ký tàu tính theo GT Trình bày lực tàu, điều kiện cân tàu (minh họa hình vẽ)? Tàu thủy nước, tàu ngầm nước chịu tác động đồng... lực tàu γ V, đóng vai trị thước đo tính tàu CÂN BẰNG TÀU Ở TRẠNG THÁI NỔI Trường hợp W > F, có nghĩa trọng lượng tàu lớn lực nổi, tàu bị kéo xuống Khi bị chìm sâu thêm nước, thể tích phần chìm tàu. .. nước Tàu vận tải, tàu hàng 25-30%, tàu dầu 10-15%, tàu khách 80-100% Để đảm bảo dự trữ cần thiết tàu phải có trị số mạn khơ tối thiểu, đủ an toàn chạy khu vực xác định mùa định năm Mạn khô tàu